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 | |||
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 | |||
19 | SDIO_DATA_3 | 连接到SD_D3 | |||
20 | SDIO_CMD | 连接到SD_CMD(串联200Ω); | |||
21 | SDIO_CLK | 连接到SD_CLK | |||
22 | SDIO_DATA_0 | 连接到SD_D0 | |||
23 | SDIO_DATA_1 | 连接到SD_D1 | |||
24 | GPIO5 | GPIO5 | |||
25 | U0RXD | 可用作烧写Flash 时UART | |||
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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