ESP8266智能WiFi模块支持客户自定义服务器，提供
SDK 给客户二次开发，支持用户配置：AT+指令集，WebSite操作，Android/iOS终端。

支持UART应用硬件连接，支持传感器应用硬件连接，支持智能灯应用硬件连接，支持WIFI智能开关应用硬件连接。

ESP8266 支持 softAP 模式，station 模式，softAP +
station 共存模式三种。利用 ESP8266 可以实现十分灵活的组网方式和网络拓扑。

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1. 产品概述

1.1. 概述

乐鑫智能互联平台——ESP8266 拥有高性能无线 SOC，给移动平台设计师带来福音，它以最低成本提供最大实用性，为
WiFi
功能嵌入其他系统提供无限可能。

ESP8266 是一个完整且自成体系的
WiFi
网络解决方案，能够独立运行， 也可以作为 slave 搭载于其他 Host 运行。

ESP8266 在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。内置的高速缓冲存储器有利于提高系统性能，并减少内存需求。

另外一种情况是，无线上网接入承担
WiFi
适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易行，只需通过 SPI/SDIO 接口或中央处理器 AHB 桥接口即可。

ESP8266 强大的片上处理和存储能力，使其可通过 GPIO 口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。

ESP8266 高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。

装有ESP8266的系统表现出来的领先特征有：节能VoIP在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD干扰。

1.1.1. 特点

Ø 802.11 b/g/n

Ø WIFI @2.4 GHz，支持 WPA/WPA2 安全模式

Ø 超小尺寸模组 11.5mm*11.5mm

Ø 内置 10 bit 高精度 ADC

Ø 内置 TCP/IP 协议栈

Ø 内置 TR 开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络

Ø 内置 PLL、稳压器和电源管理组件

Ø 802.11b 模式下+ 19.5dBm 的输出功率

Ø 支持天线分集

Ø 断电泄露电流小于10uA

Ø 内置低功率 32 位 CPU：可以兼作应用处理器

Ø SDIO 2.0、 SPI、UART

Ø STBC、1x1 MIMO、2x1 MIMO

Ø A-MPDU 、A-MSDU 的聚合和 0.4 s的保护间隔

Ø 2ms之内唤醒、连接并传递数据包

Ø 待机状态消耗功率小于1.0mW (DTIM3)

Ø 工作温度范围 -40 ~ 125℃

1.1.2. 模块参数

无线参数

标准认证：CCC/FCC/CE

无线标准：802.11 b/g/n

频率范围：2.4G-2.5G(2400M-2483.5M)

发射功率：

802.11 b: 20 dBm

802.11 g: 17 dBm

802.11 n: 14 dBm

接收灵敏度：

802.11 b: (11Mbps) -91db

802.11 g: (54Mbps) -75db

802.11 n: (MCS7) -72db

天线选项：PCB板载天线、外置天线、IPEX接口天线、陶瓷贴片天线

硬件参数

数据接口：UART，PWM、GPIO

工作电压：3.3V

工作电流：平均电流 80mA

工作温度：-40°~125°

存储温度：常温

尺寸：5x5mm

外部接口：N/A

软件参数

无线网络模式：station/softAP/SoftAP+station

安全机制：WPA/WPA2

加密类型：WEP/TKIP/AES

升级固件：本地串口烧录，云端升级

定制开发：支持客户自定义服务器，提供 SDK 给客户二次开发

网络协议：IPv4，TCP/UDP/HTTP/FTP

用户配置：AT+指令集，WebSite操作，Android/iOS终端

1.1.3. 主要应用领域

Ø 智能电源插头

Ø 家庭自动化

Ø 网状网络

Ø 工业无线控制

Ø 婴儿监控器

Ø 网络摄像机

Ø 传感器网络

Ø 可穿戴电子产品

Ø 无线位置感知设备

Ø 安全ID标签

Ø 无线定位系统信号

1.2. 硬件介绍

1.2.1. 管脚定义

Table 1  ESP8266管脚功能定义

 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 


 
 
 



 
 
 
 
 
 

Pin	Name		Function
1	VDDA		模拟电源3.0~3.3V
2	LNA		射频天线接口，芯片输出阻抗为50Ω，无需对芯片进行匹配，但建议保留π型匹配网络对天线进行匹配
3	VDD3P3		功放电源3.0~3.3V
4	VDD3P3		功放电源3.0~3.3V
5	VDD_RTC		NC(1.1V)
6	TOUT		adc 管脚
7	CHIP_EN		芯片使能端。高电平：有效，芯片正常工作；
低电平：芯片关闭，电流很小。
8		XPD_DCDC		Deep-Sleep Wakeup；GPIO16
9		MTMS		GPIO14; HSPICLK
10		MTDI		GPIO12;HSPIQ
11		VDDPST		数字和IO电源(1.8V~3.3V)
12		MTCK		GPIO13;HSPID
13		MTDO		GPIO15;HSPICS
14		GPIO2		可用作烧写Flash 时UART   Tx；GPIO2
15		GPIO0		GPIO0;SPICS2
16		GPIO4		GPIO4
17		VDDPST		数字和IO电源(1.8V~3.3V)
18		SDIO_DATA_2		连接到SD_D2   (串联200Ω);SPIHD; HSPIHD
19		SDIO_DATA_3		连接到SD_D3   (串联200Ω); SPIWP; HSPIWP
20		SDIO_CMD		连接到SD_CMD(串联200Ω);   SPICS0
21		SDIO_CLK		连接到SD_CLK   (串联200Ω); SPICLK
22		SDIO_DATA_0		连接到SD_D0   (串联200Ω); SPIQ
23		SDIO_DATA_1		连接到SD_D1   (串联200Ω); SPID
24		GPIO5		GPIO5
25		U0RXD		可用作烧写Flash 时UART   Rx；GPIO3
26		U0TXD		GPIO1;SPICS1
27		XTAL_OUT		连接晶振输出端，可用于提供BT的时钟输入
28		XTAL_IN		连接晶振输入端
29		VDDD		模拟电源3.0~3.3V
30		VDDA		模拟电源3.0~3.3V
31		RES12K		串联12kΩ电阻到地
32		EXT_RSTB		外部reset信号(低电平有效)

注：GPIO2、GPIO0、MTDO构成3bit可进行SDIO模式的选择。

1.3. 典型应用

1.3.1. UART应用硬件连接

我司已根据UART应用定义以下pin脚：

UART0: (PIN 25) U0RXD+ (PIN 26) U0TXD---通信

UART1: (PIN 14) GPIO2( TXD)---打印

目前 uart0 可以用来收发用户自己的数据包，uart1 用作打印信息。

1.3.2. 传感器应用硬件连接

我司已根据传感器应用定义以下pin脚：

(PIN 9)
MTMS---I2C_SCL；

(PIN 14) GPIO2---I2C_SDA；

(PIN 12) MTCK---复位按键 (按住复位按键重新上电，可完成复位)；

(PIN 15) GPIO0---wifi 工作状态指示灯；

(PIN 10) MTDI--- 与服务器通信的指示灯；

(PIN 25) U0RXD---Button，暂未定义功能；

(PIN 13)
MTDO---LED，暂未定义功能。

1.3.3. 智能灯应用硬件连接

我司已根据智能灯应用定义以下pin脚：

(PIN 9) MTMS---红外接收；

三路 PWM 输出：

(PIN 10) MTDI---红色灯控制；

(PIN 13) MTDO---绿色灯控制；

(PIN 12) MTCK---蓝色灯控制；

已应用方案： 智能灯应用

1.3.4. WIFI智能开关应用硬件连接

我司已根据WIFI智能开关应用定义以下pin脚：

(PIN 13) MTDO---控制继电器，可高低电平控制；

(PIN 15) GPIO0--- 指示 wifi 工作状态；

(PIN 12) MTCK---接复位按键(长按 5s 可完成复位功能);

已应用方案： WIFI智能开关应用

2. 功能介绍

2.1. 无线组网

ESP8266 支持 softAP 模式，station 模式，softAP + station 共存模式三种。利用
ESP8266
可以实现十分灵活的组网方式和网络拓扑。

注，

SoftAP：即无线接入点，是一个无线网络的中心节点。通常使用的无线路由器就是一个无线接入点。

Station：即无线终端，是一个无线网络的终端端。

2.1.1. ESP8266 在 SoftAP 模式

ESP8266 作为 softAP，手机、电脑、用户设备、其他 ESP8266 station 接口等均可以作为 station 连入ESP8266，组建成一个局域网。

2.1.2. ESP8266 在 station 模式

ESP8266 作为 station，通过路由器（AP）连入 internet ，可向云端服务器上传、下载数据。用户可随时使用移动终端（手机、笔记本等），通过云端监控 ESP8266 模块的状况，向 ESP8266 模块发送控制指令。

2.1.3. ESP8266 在 SoftAP + station 共存模式

ESP8266 支持 softAP+station 共存的模式，用户设备、手机等可以作为station 连入 ESP8266 的 softAP 接口，同时，可以控制 ESP8266 的 station 接口通过路由器（AP）连入 internet。

2.2. 透传功能

透传，即透明传输功能。Host 通过uart 将数据发给 ESP8266，ESP8266 再通过无线网络将数据传出去；ESP8266 通过无线网络接收到的数据，同理通过uart 传到Host。ESP8266 只负责将数据传到目标地址，不对数据进行处理，发送方和接收方的数据内容、长度完全一致，传输过程就好像透明一样。

透传需要先建立连接：

Ø 无线网络参数：

² 网络名称（SSID）

² 安全模式

² 密钥（password）

Ø TCP连接参数

² 协议类型

² 连接类型（client）

² 目的IP地址

² 目的端口

Ø 串口参数

² 波特率

² 数据位

² 检验位

² 停止位

² 硬件流控

2.3. UART成帧机制

ESP8266 判断UART传来的数据时间间隔，若时间间隔大于20ms，则认为一帧结束；否则，一直接收数据到上限值2KB，认为一帧结束。ESP8266模块判断UART来的数据一帧结束后，通过WIFI接口将数据转发出去。

成帧时间间隔为20ms，一帧上限值为2KB。

2.4. 加密

ESP8266 支持多种无线网络加密方式，包括：

Ø WEP (only
station)

Ø WPA-PSK/TKIP

Ø WPA-PSK/AES

Ø WPA2-PSK/TKIP

Ø WPA2-PSK/AES

2.5. 省电机制

ESP8266 IOT 支持三种省电模式：

 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 

模式	Modem-Sleep	Light-Sleep	Deep-Sleep
动作	关闭 WiFi Modem 电路；   CPU 和其他外设正常运行。	关闭 WiFi Modem 电路、晶振和 PLL ；   CPU 和其他外设处于时钟暂停待机状态。	仅 RTC 电路工作，关闭其他电路，芯片处于极低功耗待机状态。
电流	10~20mA	0.5mA	10~20uA
唤醒	可唤醒	可唤醒	无法唤醒，设备依照设定，定时醒来。
应用场景	用于CPU需要一直工作的场景。   如 PWM 或 I2S 应用等。   如果没有数据传输，可根据 802.11标准   （如 U-APSD），关闭WiFi Modem电路来省电。   例如，在DTIM3 时，每 sleep 300ms，醒来3ms 接收AP 的Beacon包等，整体平均电流约 15mA。	用于 CPU 可暂停的应用。   如 WiFi 开关。   如果没有数据传输，可根据 802.11标准（如 U-APSD），关   闭WiFi Modem电路，并暂停CPU来省电。   例如，在 DTIM3 时，每 sleep 300ms，醒来3mS 接收AP的Beacon包等，则整体平均电流约 0.9mA。	用于不需一直保持WiFi连接，很长时间才发送一次数据包的应用。   如每100 秒测量一次温度的传感器。   例如，每300S 醒来后需 0.3~1s 连上AP 发送数据,则整体平均电流可远小于 1mA。

2.6. 固件升级

ESP8266 除了传统的串口烧录方式，还支持云端升级的方式来更新固件。只需将新版固件上传至服务器，在ESP8266 联网的情况下，服务器会推送更新消息到用户，用户可自行选择是否升级。

串口烧录升级，请参见文档“Espressif IoT SDK 使用手册”。

云端升级，请参见文档“云端升级实现方案”。

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