ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I - Espressif€¦ · 1.2 描述 3 1.3 应用 4 2 功能块图 8 3 管脚定义 9 3.1 管脚布局 9 3.2 管脚描述 10 3.3 Strapping 管脚 11

ESP32-S2-WROVER &ESP32-S2-WROVER-I技术规格书

版本 1.1

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1 产品概述

1 产品概述

1.1 特性

MCU

• 内置 ESP32-S2芯片，Xtensa® 单核 32位 LX7

微处理器，支持高达 240 MHz的时钟频率

• 128 KB ROM

• 320 KB SRAM

• 16 KB RTC SRAM

Wi-Fi

• 802.11 b/g/n

• 数据速率高达 150 Mbps

• 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, RX A-MSDU)

• 0.4 µs保护间隔

• 工作信道中心频率范围：2412 ~ 2484 MHz

硬件• 模组接口：GPIO、SPI、LCD接口、UART、I2C、

I2S、Camera接口、IR、脉冲计数器、LED

PWM、TWAITM（兼容 ISO 11898-1）、USB 1.1

OTG、ADC、DAC、触摸传感器、温度传感器

• 40 MHz集成晶振

• 4 MB SPI flash

• 2 MB PSRAM

• 工作电压/供电电压：3.0 ~ 3.6 V

• 建议工作温度范围：–40 ~ 85 °C

• 封装尺寸：(18 × 31 × 3.3) mm

认证• 环保认证：RoHS/REACH

• RF认证：FCC/CE-RED/SRRC

测试• HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

1.2 描述ESP32-S2-WROVER和 ESP32-S2-WROVER-I是通用型 Wi-Fi MCU模组，功能强大，具有丰富的外设接口，可用于可穿戴电子设备、智能家居等场景。

ESP32-S2-WROVER采用 PCB板载天线，ESP32-S2-WROVER-I采用 IPEX天线。两款模组均配置了 4 MB

SPI flash和 2 MB SPI PSRAM。本文档提供的信息适用于这两款模组。模组的订购信息如下表所示：

表 1: 模组订购信息

模组内置芯片 Flash PSRAM 模组尺寸 (mm)

ESP32-S2-WROVER (PCB)ESP32-S2 4 MB 2 MB (18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)

ESP32-S2-WROVER-I (IPEX)

说明：1. 可另行定制配置其他大小的 flash版本模组。2. U.FL座子尺寸详见章节 7.3。

ESP32-S2-WROVER和 ESP32-S2-WROVER-I采用的是 ESP32-S2芯片。ESP32-S2芯片搭载 Xtensa® 32位LX7单核处理器，工作频率高达 240 MHz。用户可以关闭 CPU的电源，利用低功耗协处理器监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值。ESP32-S2还集成了丰富的外设，包括 SPI、I2S、UART、I2C、LED PWM、TWAITM、LCD接口、Camera接口、ADC、DAC、触摸传感器、温度传感器和多达 43个 GPIO，以及一个全速USB 1.1 On-The-Go (OTG)接口。

乐鑫信息科技 3反馈文档意见

ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I技术规格书 v1.1

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1 产品概述

Note:

*关于 ESP32-S2芯片的更多信息请参考文档《ESP32-S2技术规格书》。

1.3 应用

• 通用低功耗 IoT传感器 Hub

• 通用低功耗 IoT数据记录器

• 摄像头视频流传输

• OTT电视盒/机顶盒设备

• USB设备

• 语音识别

• 图像识别

• Mesh网络

• 家庭自动化

• 智能家居控制板

• 智慧楼宇

• 工业自动化

• 智慧农业

• 音频设备

• 健康/医疗/看护

• Wi-Fi玩具

• 可穿戴电子产品

• 零售 &餐饮

• 智能 POS应用



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目录

目录

1 产品概述 3

1.1 特性 3

1.2 描述 3

1.3 应用 4

2 功能块图 8

3 管脚定义 9

3.1 管脚布局 9

3.2 管脚描述 10

3.3 Strapping管脚 11

4 电气特性 13

4.1 绝对最大额定值 13

4.2 建议工作条件 13

4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 13

4.4 功耗特性 14

4.5 Wi-Fi射频 15

4.5.1 Wi-Fi射频特性 15

4.5.2 发射器性能规格 15

4.5.3 接收器性能规格 16

5 原理图 18

6 外围设计原理图 20

7 模组尺寸和 PCB封装图形 21

7.1 模组尺寸 21

7.2 PCB封装图形 22

7.3 U.FL座子尺寸 23

8 产品处理 24

8.1 存储条件 24

8.2 ESD 24

8.3 回流焊温度曲线 24

9 MAC地址和 eFuse 25

10 学习资源 26

10.1 必读资料 26

10.2 必备资源 26

修订历史 27




表格

表格1 模组订购信息 3

2 管脚定义 10

3 Strapping管脚 11

4 绝对最大额定值 13

5 建议工作条件 13

6 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 13

7 射频功耗 14

8 不同功耗模式下的功耗 14

9 Wi-Fi射频特性 15

10 发射器性能规格 15

11 接收器性能规格 16




插图

插图1 ESP32-S2-WROVER功能块图 8

2 ESP32-S2-WROVER-I功能块图 8

3 管脚布局（顶视图） 9

4 ESP32-S2-WROVER原理图 18

5 ESP32-S2-WROVER-I原理图 19

6 外围设计原理图 20

7 模组尺寸 21

8 PCB封装图形 22

9 U.FL座子尺寸图 23

10 回流焊温度曲线 24




2 功能块图

2 功能块图

ESP32-S2

RF Matching

40 MHzCrystal3V3

ESP32-S2-WROVER

EN GPIOs

Antenna

SPI

FLAS

H SPICS0SPICLKSPIDISPIDOSPIWPSPIHD

VDD_SPI

SPI

PSRA

M

SPICLKSPICS1

VDD_SPI

SIO0SIO1SIO2SIO3

图 1: ESP32-S2-WROVER功能块图

SPI

FLAS

H

ESP32-S2

RF Matching

40 MHzCrystal

SPICS0SPICLKSPIDISPIDOSPIWPSPIHD

3V3

VDD_SPI

ESP32-S2-WROVER-I

EN GPIOs

Antenna

SPI PS

RAM

SPICLKSPICS1

VDD_SPI

SIO0SIO1SIO2SIO3

图 2: ESP32-S2-WROVER-I功能块图




3 管脚定义

3 管脚定义

3.1 管脚布局

1 GND

2 3V3

3 IO0

4 IO1

5 IO2

6 IO3

Keepout Zone

7 IO4

8 IO5

9 IO6

10 IO7

11 IO8

12 IO9

13 IO10

14 IO11

15 IO12

16 IO13

42GND

41EN

40IO46

39IO45

38RXD0

37TXD0

36IO42

35IO41

34IO40

33IO39

32IO38

31IO37

30IO36

29IO35

28IO34

27IO33

Pin 43

GND

GND

GND GND GND

GND

GNDGNDGND

17

IO

14

18

IO

15

19

IO

16

20

IO

17

21

IO

18

22

IO

19

23

IO

20

24

IO

21

25

IO

26

26

GN

D

图 3: 管脚布局（顶视图）




3 管脚定义

Note:

管脚布局图显示了模组上管脚的大致位置。具体布局请参考图 7.1模组尺寸图。

3.2 管脚描述模组共有 42个管脚，具体描述参见表 2。

表 2: 管脚定义

名称序号类型功能

GND 1 P 接地

3V3 2 P 供电

IO0 3 I/O/T RTC_GPIO0, GPIO0

IO1 4 I/O/T RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0








IO9 12 I/O/T RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD

IO10 13 I/O/T RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4

IO11 14 I/O/T RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5

IO12 15 I/O/T RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6

IO13 16 I/O/T RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7

IO14 17 I/O/T RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS

IO15 18 I/O/T RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P

IO16 19 I/O/T RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N

IO17 20 I/O/T RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6, DAC_1

IO18 21 I/O/T RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, DAC_2, CLK_OUT3

IO19 22 I/O/T RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-

IO20 23 I/O/T RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+

IO21 24 I/O/T RTC_GPIO21, GPIO21

IO26 25 I/O/T SPICS1, GPIO26（请见表格下方说明）

GND 26 P 接地

IO33 27 I/O/T SPIIO4, GPIO33, FSPIHD

IO34 28 I/O/T SPIIO5, GPIO34, FSPICS0

IO35 29 I/O/T SPIIO6, GPIO35, FSPID

IO36 30 I/O/T SPIIO7, GPIO36, FSPICLK

IO37 31 I/O/T SPIDQS, GPIO37, FSPIQ

IO38 32 I/O/T GPIO38, FSPIWP

IO39 33 I/O/T MTCK, GPIO39, CLK_OUT3

IO40 34 I/O/T MTDO, GPIO40, CLK_OUT2

IO41 35 I/O/T MTDI, GPIO41, CLK_OUT1




3 管脚定义

名称序号类型功能

IO42 36 I/O/T MTMS, GPIO42

TXD0 37 I/O/T U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1

RXD0 38 I/O/T U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2

IO45 39 I/O/T GPIO45

IO46 40 I GPIO46

EN 41 I

高电平：芯片使能；低电平：芯片关闭；注意不能让 EN管脚浮空。

GND 42 P 接地

Notice:

• 管脚 IO26当前默认用于连接至模组上集成的 PSRAM的 CS端，不可用于其他功能。

• 外设管脚分配请参考《ESP32-S2技术规格书》。

3.3 Strapping管脚ESP32-S2共有 3个 Strapping管脚：GPIO0、GPIO45、GPIO46。ESP32-S2的 Strapping管脚与模组管脚对应关系如下，可参考章节 5电路原理图：

• GPIO0 = IO0

• GPIO45 = IO45

• GPIO46 = IO46

软件可以读取寄存器“GPIO_STRAPPING”中这几个管脚 strapping的值。

在芯片的系统复位（上电复位、RTC看门狗复位、欠压复位、模拟超级看门狗 (analog super watchdog)复位、晶振时钟毛刺检测复位）过程中，Strapping管脚对自己管脚上的电平采样并存储到锁存器中，锁存值为“0”或“1”，并一直保持到芯片掉电或关闭。

IO0, IO45, IO46默认连接内部上拉/下拉。如果这些管脚没有外部连接或者连接的外部线路处于高阻抗状态，内部弱上拉/下拉将决定这几个管脚输入电平的默认值。

为改变 Strapping的值，用户可以应用外部下拉/上拉电阻，或者应用主机 MCU的 GPIO控制 ESP32-S2上电复位时的 Strapping管脚电平。

复位放开后，Strapping管脚和普通管脚功能相同。

配置 Strapping管脚的详细启动模式请参阅表 3。

表 3: Strapping管脚

VDD_SPI电压 1

管脚默认 3.3 V 1.8 V

IO45 2 下拉 0 1

系统启动模式

管脚默认 SPI启动模式下载启动模式

IO0 上拉 1 0





3 管脚定义

IO46 下拉无关项 0

系统启动过程中，控制 ROM Code打印 3 4

管脚默认正常打印上电不打印

IO46 下拉详见第 4条说明详见第 4条说明

Note:

1. 固件可以通过配置寄存器，在启动后改变“VDD_SPI电压”的设定。

2. GPIO 46 = 1且 GPIO0 = 0不可使用。

3. 由于模组的 flash的工作电压默认为 3.3 V（VDD_SPI输出），所以模组内部 IO45的上拉电阻 R1默认不上件。同

时，请注意在使用 IO45时确保模组上电时外部电路不会将 IO45拉高。

4. ROM Code上电打印默认通过 TXD0管脚，可以由 eFuse位控制切换到 DAC_1 (IO17)管脚。

5. eFuse的 UART_PRINT_CONTROL为

0时，上电正常打印，不受 IO46控制。

1时，IO46为 0：上电正常打印；IO46为 1：上电不打印。

2时，IO46为 0：上电不打印；IO46为 1：上电正常打印。

3时，上电不打印，不受 IO46控制。




4 电气特性

4 电气特性

4.1 绝对最大额定值

表 4: 绝对最大额定值

符号参数最小值最大值单位

VDD33 电源管脚电压 –0.3 3.6 V

TSTORE 存储温度 –40 85 °C

4.2 建议工作条件

表 5: 建议工作条件

符号参数最小值典型值最大值单位

VDD33 电源管脚电压 3.0 3.3 3.6 V

IV DD 外部电源的供电电流 0.5 — — A

T 建议工作温度 –40 — 85 °C

Humidity 湿度 — 85 — %RH

4.3 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)

表 6: 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C)

符号参数最小值典型值最大值单位

CIN 管脚电容 — 2 — pF

VIH 高电平输入电压 0.75 × VDD — VDD + 0.3 V

VIL 低电平输入电压 –0.3 — 0.25 × VDD V

IIH 高电平输入电流 — — 50 nA

IIL 低电平输入电流 — — 50 nA

VOH2 高电平输出电压 0.8 × VDD — — V

VOL2 低电平输出电压 — — 0.1 × VDD V

IOH

高电平拉电流 (VDD = 3.3 V, VOH >= 2.64 V,

PAD_DRIVER = 3)— 40 — mA

IOL

低电平灌电流 (VDD = 3.3 V, VOL = 0.495 V,

PAD_DRIVER = 3)— 28 — mA

RPU 上拉电阻 — 45 — kΩ

RPD 下拉电阻 — 45 — kΩ

VIH_nRST 芯片复位释放电压 0.75 × VDD — VDD + 0.3 V

VIL_nRST 芯片复位电压 –0.3 — 0.25 × VDD V

Note:

1. VDD是 I/O的供电电源。

2. VOH 和 VOL 为负载是高阻条件下的测量值。




4 电气特性

4.4 功耗特性ESP32-S2采用了先进的电源管理技术，可以在不同的功耗模式之间切换。关于不同功耗模式的描述，详见《ESP32-S2技术规格书》中章节 RTC和低功耗管理。

表 7: 射频功耗

工作模式描述峰值 (mA)

Active（射频工作）TX

802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, @19.5 dBm 310

802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, @15 dBm 220

802.11n, 20 MHz, MCS7, @13 dBm 200

802.11n, 40 MHz, MCS7, @13 dBm 160

RX802.11b/g/n, 20 MHz 63

802.11n, 40 MHz 68

Note:

• 以上功耗数据是基于 3.3 V 电源、25 °C 环境温度，在 RF 接口处完成的测试结果。所有发射数据均基于 100%

的占空比测得。

• 测量 RX功耗数据时，外设处于关闭状态，CPU处于 idle状态。

表 8: 不同功耗模式下的功耗

工作模式描述功耗典型值

Modem-sleep CPU处于工作状态240 MHz 22 mA

160 MHz 17 mA

正常速度：80 MHz 14 mA

Light-sleep — 550 µA

Deep-sleep

ULP协处理器处于工作状态 235 µA

超低功耗传感器监测模式 22 µA @1% duty

RTC定时器 + RTC存储器 25 µA

仅有 RTC定时器处于工作状态 20 µA

关闭 CHIP_PU脚拉低，芯片处于关闭状态 1 µA

Note:

• 测量 Modem-sleep功耗数据时，CPU处于工作状态，cache处于 idle状态。

• 在 Wi-Fi开启的场景中，芯片会在 Active和 Modem-sleep模式之间切换，功耗也会在两种模式间变化。

• Modem-sleep模式下，CPU频率自动变化，频率取决于 CPU负载和使用的外设。

• Deep-sleep模式下，仅 ULP协处理器处于工作状态时，可以操作 GPIO及低功耗 I2C。

• 当系统处于超低功耗传感器监测模式时，ULP协处理器或传感器周期性工作。触摸传感器以 1%占空比工作，系

统功耗典型值为 22 µA。





4 电气特性

4.5 Wi-Fi射频

4.5.1 Wi-Fi射频特性

表 9: Wi-Fi射频特性

参数描述

工作信道中心频率范围 1 2412 ~ 2484 MHz

Wi-Fi协议 IEEE 802.11b/g/n

数据速率20 MHz

11b: 1, 2, 5.5, 11 Mbps

11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps

11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (Max)

40 MHz 11n: MCS0-7, 150 Mbps (Max)

天线类型 PCB天线，IPEX天线

1. 工作信道中心频率范围应符合国家或地区的规范标准。软件可以配置工作信道中心频率范围。

2. 使用 IPEX天线的模组输出阻抗为 50 Ω，不使用 IPEX天线的模组可无需关注输出阻抗。

4.5.2 发射器性能规格

表 10: 发射器性能规格

参数条件典型值单位

输出功率 1

11b, 1 Mbps 19.5

dBm

11b, 11 Mbps 19.5

11g, 6 Mbps 18

11g, 54 Mbps 15

11n, HT20, MCS0 18

11n, HT20, MCS7 13.5

11n, HT40, MCS0 18

11n, HT40, MCS7 13.5

1. 根据产品或认证的要求，用户可以配置目标功率。




4 电气特性

4.5.3 接收器性能规格

表 11: 接收器性能规格

参数条件典型值单位

接收灵敏度

1 Mbps –97

dBm

2 Mbps –95

5.5 Mbps –93

11 Mbps –88

6 Mbps –92

9 Mbps –91

12 Mbps –89

18 Mbps –86

24 Mbps –83

36 Mbps –80

48 Mbps –76

54 Mbps –74

11n, HT20, MCS0 –92

11n, HT20, MCS1 –88

11n, HT20, MCS2 –85

11n, HT20, MCS3 –82

11n, HT20, MCS4 –79

11n, HT20, MCS5 –75

11n, HT20, MCS6 –73

11n, HT20, MCS7 –72

11n, HT40, MCS0 –89

11n, HT40, MCS1 –85

11n, HT40, MCS2 –83

11n, HT40, MCS3 –79

11n, HT40, MCS4 –76

11n, HT40, MCS5 –72

11n, HT40, MCS6 –70

11n, HT40, MCS7 –68

最大接收电平

11b, 1 Mbps 5

dBm

11b, 11 Mbps 5

11g, 6 Mbps 5

11g, 54 Mbps 0

11n, HT20, MCS0 5

11n, HT20, MCS7 0

11n, HT40, MCS0 5

11n, HT40, MCS7 0

邻道抑制

11b, 11 Mbps 35

dB

11g, 6 Mbps 31

11g, 54 Mbps 14

11n, HT20, MCS0 31

11n, HT20, MCS7 13




4 电气特性

参数条件典型值单位11n, HT40, MCS0 19

11n, HT40, MCS7 8




5原理图

5 原理图模组内部元件的电路图。

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

D D

C C

B B

A A

Pin.2

3V3

Pin.41

EN

Pin.42

GND

Pin.3

IO0

Pin.4

IO1

Pin.5

IO2

Pin.6

IO3

Pin.7

IO4

Pin.8

IO5

Pin.9

IO6

Pin.10

IO7

Pin.11

IO8

Pin.12

IO9

Pin.14

IO11

Pin.15

IO12

Pin.13

IO10

Pin.18

IO15

Pin.19

IO16

Pin.16

IO13

Pin.21

IO18

Pin.22

IO19

Pin.37

TXD0

Pin.20

IO17

Pin.23

IO20

Pin.36

IO42

Pin.28

IO34

Pin.32

IO38

Pin.27

IO33

Pin.24

IO21

Pin.35

IO41

Pin.30

IO36

Pin.25

IO26

Pin.34

IO40

Pin.29

IO35

Pin.33

IO39

Pin.31

IO37

Pin.1

GND

PCB ANTENNA

Flash and PSRAM

Pin.38

RXD0

Pin.39

IO45

Pin.40

IO46

Pin.17

IO14

Pin.26

GND

The values of C11, L2 and C12vary with the actual PCB board.

EPAD

The values of C1 and C4 vary withthe selection of the crystal.

The value of R4 varies with the actualPCB board.

NC: No component.

SPICLK

SPICS0

SPIHD

SPICS1SPID

SPIWP

SPIQ SPICLK

SPIHD

SPID

SPIWP

SPIQ

GPIO0

GPIO1

GPIO4

GPIO5

GPIO36

GPIO19

GPIO41

GPIO40

GPIO42

GPIO39

GPIO37

GPIO12

GPIO14

GPIO15

GPIO16

GPIO17

U0TXD

CHIP_PU

GPIO2

GPIO3

GPIO6

GPIO7

GPIO8

GPIO9

GPIO10

GPIO11

GPIO20

GPIO18

GPIO21

GPIO35

GPIO0GPIO1GPIO2GPIO3GPIO4GPIO5GPIO6GPIO7GPIO8GPIO9

GPIO10

GPIO11

GPIO12

GPIO13

GPIO14

GPIO15

GPIO16

GPIO17

GPIO18

GPIO19

GPIO20

GPIO21

GPIO33GPIO34GPIO35GPIO36GPIO37GPIO38

SPIHDSPIWP

SPIDSPIQ

SPICS1GPIO26

SPICS0

LAN_INANT1

ANT2

RF_ANT

GPIO39GPIO40GPIO41GPIO42

GPIO46

CHIP_PU

GPIO45

U0TXD

GPIO33

GPIO34

GPIO38

U0RXD

GPIO45

GPIO46

GPIO26

U0RXD

GPIO13

SPICLK

VDD_SPI VDD_SPI

GNDGND

VDD33

VDD33

GND

GND

GND

GND

GND GND

VDD33

GND GND GND

GNDGND

GND

GND

VDD33

VDD33

GND

GNDGND

VDD33

GND

GNDGND

VDD33

GND

VDD_SPI

VDD33

GND GND

GND

GND

GND

VDD33

C11

TBD

1

1

1

R2 0

1

C12

TBD

1

1

C13

0.1uF

1

C4

TBD

1

1

R3 499

1

1

1

1

1

R8

10K(NC)

1C14

1uF

1

1

U1 ESP32-S2

VDDA1

LNA_IN2

VDD3P33

VDD3P34

GPIO05

GPIO16

GPIO27

GPIO38

GPIO49

GPIO510

GPIO611

GPIO712

GPIO10

15

GPIO11

16

GPIO12

17

GPIO13

18

GPIO14

19

XTAL_32K_P

21

VDD3P3_RTC

20

XTAL_32K_N

22

DAC_1

23

DAC_2

24

GPIO19

25

GPIO20

26

VDD_SPI30

SPICS129

SPIWP32SPICS033

SPIQ35SPID36

SPICLK34

GPIO3337

GND

57

GPIO3438GPIO3539

MTCK

43

GPIO46

55

VDDA

51

XTAL_N

52

XTAL_P

53

MTMS

47

MTDO

44

U0TXD

48

VDD3P3_CPU

45

CHIP_PU

56

VDDA

54

MTDI

46

GPIO813

GPIO914

VDD3P3_RTC_IO

27

GPIO21

28

SPIHD31

GPIO3640GPIO3741GPIO3842

U0RXD

49

GPIO45

50

1

1

C9

0.1uF

1

1

C6

10uF

1

1

1

L1 2.0nH

1

R1

10K(NC)

U2

FLASH-3V3

/CS1

DO2

/WP3

GND

4

DI5

CLK6

/HOLD7

VCC

8

C10

0.1uF

Y1

40MHz(±10ppm)

XIN

1

GND

2XOUT

3

GND

4

C2

100pF

1

1

1

1

L2 TBD

C7

1uF

1

D1

LESD8D3.3CAT5G

R7 0

1

C1

TBD

ANT2

PCB_ANT

12

ANT1

IPEX

1

2 3

1

R10 0

1

1

U3

PSRAM-3V3

VDD

8VSS

4

CS1

SCLK6

SIO37

SIO23

SO/SIO12

SI/SIO05

C3

1uF

11

1

C16

0.1uF

1

C15

0.1uF

R6 0(NC)

1

1

R4

0

1

C8

0.1uF

1

R9

10K(NC)

C5

0.1uF

图 4: ESP32-S2-WROVER原理图

乐鑫信息科技

18反馈文档意见 E

SP

32-S2-W

RO

VE

R&

ES

P32-S

2-WR

OV

ER

-I技术规格书

v1.1


5原理图

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

D D

C C

B B

A A

Pin.2

3V3

Pin.41

EN

Pin.42

GND

Pin.3

IO0

Pin.4

IO1

Pin.5

IO2

Pin.6

IO3

Pin.7

IO4

Pin.8

IO5

Pin.9

IO6

Pin.10

IO7

Pin.11

IO8

Pin.12

IO9

Pin.14

IO11

Pin.15

IO12

Pin.13

IO10

Pin.18

IO15

Pin.19

IO16

Pin.16

IO13

Pin.21

IO18

Pin.22

IO19

Pin.37

TXD0

Pin.20

IO17

Pin.23

IO20

Pin.36

IO42

Pin.28

IO34

Pin.32

IO38

Pin.27

IO33

Pin.24

IO21

Pin.35

IO41

Pin.30

IO36

Pin.25

IO26

Pin.34

IO40

Pin.29

IO35

Pin.33

IO39

Pin.31

IO37

Pin.1

GND

PCB ANTENNA

Flash and PSRAM

Pin.38

RXD0

Pin.39

IO45

Pin.40

IO46

Pin.17

IO14

Pin.26

GND

The values of C11, L2 and C12vary with the actual PCB board.

EPAD

The values of C1 and C4 vary withthe selection of the crystal.

The value of R4 varies with the actualPCB board.

NC: No component.

SPICLK

SPICS0

SPIHD

SPICS1SPID

SPIWP

SPIQ SPICLK

SPIHD

SPID

SPIWP

SPIQ

GPIO0

GPIO1

GPIO4

GPIO5

GPIO36

GPIO19

GPIO41

GPIO40

GPIO42

GPIO39

GPIO37

GPIO12

GPIO14

GPIO15

GPIO16

GPIO17

U0TXD

CHIP_PU

GPIO2

GPIO3

GPIO6

GPIO7

GPIO8

GPIO9

GPIO10

GPIO11

GPIO20

GPIO18

GPIO21

GPIO35

GPIO0GPIO1GPIO2GPIO3GPIO4GPIO5GPIO6GPIO7GPIO8GPIO9

GPIO10

GPIO11

GPIO12

GPIO13

GPIO14

GPIO15

GPIO16

GPIO17

GPIO18

GPIO19

GPIO20

GPIO21

GPIO33GPIO34GPIO35GPIO36GPIO37GPIO38

SPIHDSPIWP

SPIDSPIQ

SPICS1GPIO26

SPICS0

LAN_INANT1

ANT2

RF_ANT

GPIO39GPIO40GPIO41GPIO42

GPIO46

CHIP_PU

GPIO45

U0TXD

GPIO33

GPIO34

GPIO38

U0RXD

GPIO45

GPIO46

GPIO26

U0RXD

GPIO13

SPICLK

VDD_SPI VDD_SPI

GNDGND

VDD33

VDD33

GND

GND

GND

GND

GND GND

VDD33

GND GND GND

GNDGND

GND

GND

VDD33

VDD33

GND

GNDGND

VDD33

GND

GNDGND

VDD33

GND

VDD_SPI

VDD33

GND GND

GND

GND

GND

VDD33

1

R2 0

1

1

1

C11

TBD

C13

0.1uF

1

1

C12

TBD

C4

TBD

1

R3 499

1

1

1

1

1

1

1

1

C14

1uF

1

R8

10K(NC)

1

C9

0.1uF

1

1

U1 ESP32-S2

VDDA1

LNA_IN2

VDD3P33

VDD3P34

GPIO05

GPIO16

GPIO27

GPIO38

GPIO49

GPIO510

GPIO611

GPIO712

GPIO10

15

GPIO11

16

GPIO12

17

GPIO13

18

GPIO14

19

XTAL_32K_P

21

VDD3P3_RTC

20

XTAL_32K_N

22

DAC_1

23

DAC_2

24

GPIO19

25

GPIO20

26

VDD_SPI30

SPICS129

SPIWP32SPICS033

SPIQ35SPID36

SPICLK34

GPIO3337

GND

57

GPIO3438GPIO3539

MTCK

43

GPIO46

55

VDDA

51

XTAL_N

52

XTAL_P

53

MTMS

47

MTDO

44

U0TXD

48

VDD3P3_CPU

45

CHIP_PU

56

VDDA

54

MTDI

46

GPIO813

GPIO914

VDD3P3_RTC_IO

27

GPIO21

28

SPIHD31

GPIO3640GPIO3741GPIO3842

U0RXD

49

GPIO45

50

L1 2.0nH

1

1

1

C6

10uF

1

1

1

C2

100pF

Y1

40MHz(±10ppm)

XIN

1

GND

2XOUT

3

GND

4

C10

0.1uF

U2

FLASH-3V3

/CS1

DO2

/WP3

GND

4

DI5

CLK6

/HOLD7

VCC

8

R1

10K(NC)

1

1

1

1

R7 0(NC)

D1

LESD8D3.3CAT5G

1

C7

1uF

L2 TBD

1

ANT2

PCB_ANT

12

C1

TBD

U3

PSRAM-3V3

VDD

8VSS

4

CS1

SCLK6

SIO37

SIO23

SO/SIO12

SI/SIO05

1

1

R10 0

1

ANT1

IPEX

1

2 3

C16

0.1uF

1

1 1

C3

1uF

1

R6 0

C15

0.1uF

1

R4

0

1

C5

0.1uF

R9

10K(NC)

1

C8

0.1uF

1

图 5: ESP32-S2-WROVER-I原理图

乐鑫信息科技

19反馈文档意见 E

SP

32-S2-W

RO

VE

R&

ES

P32-S

2-WR

OV

ER

-I技术规格书

v1.1


6 外围设计原理图

6 外围设计原理图模组与外围器件（如电源、天线、复位按钮、JTAG接口、UART接口等）连接的应用电路图。

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

D D

C C

B B

A A

X1: ESR = Max. 70 KΩ

NC: No component.

EN

IO0

IO12IO13

IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10IO11

IO42IO41

IO37IO36

IO38

IO40IO39

IO14

IO15

IO16

IO17

IO19

IO20

IO21

IO46

RXD0TXD0

IO45

EN

IO35IO34IO33

TMSTDITDOTCK

IO0

USB_D+USB_D-

IO18

GND

GND GND

VDD33

GND GND

GND

GND

VDD33

GND

GND

GND

GND GND

VDD33

GND

JP3

USB OTG

11

22

C3

0.1uF

SW1

R3 0(NC)

C2

TBD

U1

ESP32-S2-WROVER/ESP32-S2-WROVER-I

GND1

3V32

IO03

IO14

IO25

IO36

IO47

IO58

IO69

IO710

IO811

IO912

IO1013

IO1114

GND42

IO4539

RXD038

TXD037

IO4236

IO4135

IO4034

IO3933

IO3832

IO3731

IO3630

IO3529

IO3428

IO3327

IO14

17

IO15

18

IO16

19

IO17

20

IO18

21

IO19

22

IO20

23

IO21

24

IO26

25

GN

D26

EPAD43

IO1215

IO1316

EN41

IO4640

C7 12pF(NC)

C6

20pF(NC)

R7 0

R4 0

R2

NC

X1

32.768KHz(NC)

12

JP4Boot Option

11

22

R1 TBD

C5

20pF(NC)

JP1

UART

11

22

33

44

C4 12pF(NC)

C1

22uF

C8 0.1uF

R5 0(NC)

R6 0

R8 10K

JP2

JTAG

11

22

33

44

图 6: 外围设计原理图

Note:

• EPAD可以不焊接到底板，但是焊接到底板的 GND可以获得更好的散热特性。

• 为确保芯片上电时的供电正常，EN管脚处需要增加 RC延迟电路。RC通常建议为 R = 10 kΩ，C = 1 µF，但具

体数值仍需根据模组电源的上电时序和芯片的上电复位时序进行调整。芯片的上电复位时序图可参考

《ESP32-S2技术规格书》中电源管理章节。

• GPIO18作为 U1RXD，在芯片上电时是不确定状态，可能会影响芯片正常进入下载启动模式，需要在外部增加一

个上拉电阻来解决。



http://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s2_datasheet_cn.pdf


7 模组尺寸和 PCB封装图形


7.1 模组尺寸31.00±0.15

18.00±0.150.80

3.30±0.15

1.50

0.9

0.45

1

0.90

0.85

15.45

10.19

4.00

4.00

2.25

0.45

Unit: mm

Tolerance: +/-0.1 mm

Top View Side View Bottom View

6.30

8.35

23.10

15.84

19.30

2,25

10.44

1.50

1.00

0.50

1.00

0.50

0.85

0.90

0.1

图 7: 模组尺寸





7.2 PCB封装图形

42

x0

.9

0

42x1.50

0.50

0.5

0

1.0

0

2.25

1.5

0

1.50

15

.4

5

Antenna Area

18.00

31

.0

0

6.3

0

1

17 26

42

4.10

4.1

0

1.10

0.40

1.1

0

0.4

0

7.81

Unit: mm

Copper

Via for thermal pad

图 8: PCB封装图形





7.3 U.FL座子尺寸

Unit: mm

图 9: U.FL座子尺寸图




8 产品处理

8 产品处理

8.1 存储条件密封在防潮袋 (MBB)中的产品应储存在 < 40 °C/90%RH的非冷凝大气环境中。

模组的潮湿敏感度等级 MSL为 3级。

真空袋拆封后，在 25±5 °C、60%RH下，必须在 168小时内使用完毕，否则就需要烘烤后才能二次上线。

8.2 ESD

• 人体放电模式 (HBM)：2000 V

• 充电器件模式 (CDM)：500 V

• 空气放电：6000 V

• 接触放电：4000 V

8.3 回流焊温度曲线

ᆄളᳵ> 30 s

܄Ⴥ܋

ᳵ (s)

1 ~ 3 /s

શ꧊Ⴥଶ 235 ~ 250

–1 ~ –5 /s܄ᶼᅾჅ܄ܩٯ

150 ~ 200 60 ~ 120 s

Ⴥଶ

()

025

200

250

100

217

50

50 1500 200100 250

Ⴥෑሲғ1 ~ 3 /s܋ Ⴥଶғ25 ~ 150 ᳵғ60 ~ 90 s — ܄Ⴥ܋ᶼᅾჅ܄ — Ⴥଶғ150 ~ 200 ᳵғ60 ~ 120 s Ⴥଶғ>217 ᳵғ60 ~ 90 sҔશ꧊Ⴥଶғ235 ~ 250 ᳵғ30 ~ 70 s — ܄ᆄളࢧჅଶғશ꧊Ⴥଶ ~ 180 ᴳჅෑሲ–1 ~ –5 /s — ܄ܩٯᆄා — Ჟᱷᱞݳᰂ෫ᆄා (SAC305)

܄ࢧ!217 60 ~ 90 s

图 10: 回流焊温度曲线

Note:

建议模组只过一次回流焊。




9 MAC地址和 eFuse

9 MAC地址和 eFuse

芯片 eFuse已烧写 48位 mac_address，芯片工作在 station或 AP模式时，实际使用的 MAC地址与mac_address的对应关系如下：

• Station mode: mac_address

• AP mode: mac_address + 1

eFuse中有 7个 block可供用户使用，每个 block大小为 256位，有独立的 write/read disable控制，其中 6个可用于存放加密 key或用户数据，1个仅用于存放用户数据。




10 学习资源

10 学习资源

10.1 必读资料访问以下链接可下载有关 ESP32-S2的文档资料。

• 《ESP32-S2技术规格书》本文档为用户提供 ESP32-S2硬件技术规格简介，包括概述、管脚定义、功能描述、外设接口、电气特性等。

• 《ESP-IDF编程指南》ESP32-S2相关开发文档的汇总平台，包含硬件手册，软件 API介绍等。

• 《ESP32-S2技术参考手册》该手册提供了关于 ESP32-S2的具体信息，包括各个功能模块的内部架构、功能描述和寄存器配置等。

• 《乐鑫产品订购信息》

10.2 必备资源以下为有关 ESP32-S2的必备资源。

• ESP32-S2在线社区工程师对工程师 (E2E)的社区，用户可以在这里提出问题，分享知识，探索观点，并与其他工程师一起解决问题。




https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32s2/esp32s2.html

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s2_technical_reference_manual_cn.pdf

http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/espressif_products_ordering_information_cn.pdf

https://www.esp32.com


修订历史

修订历史

日期版本发布说明

2020-12-17 V1.1

• 在章节 1产品概述增加 TWAI相关信息• 更新表 7功耗特性• 在章节 6外围设计原理图将 RC延迟电路电容值更新为 1 µF

• 更新 8.3小节回流焊温度曲线的说明

2020-06-01 V1.0 正式发布

2020-03-16 V0.5 预发布版本




Documents

ESP32-S2-WROVER & ESP32-S2-WROVER-I - Espressif€¦ · 1.2 描述 3 1.3 应用 4 2 功能块图 8 3 管脚定义 9 3.1 管脚布局 9 3.2 管脚描述 10 3.3 Strapping 管脚 11