【ESP32-S3系列】WT0132S3-AI-1模组产品介绍

 

WT0132S3-AI-1 系列模组（以下简称“WT0132S3-AI-1 ”）是深圳市启明云端有限公司推出的基于乐鑫 ESP32-S3 系列芯片设计的，集成 Wi-Fi & BLE 模组。模组性能强大，天线形式支持板载 PCB 天线或 I-PEX （3代）射频同轴连接器，集成 16MB NOR FLASH 与音频编解码器，满足用户对低成本、低功耗、联网的（AI)音频产品开发需求。

WT0132S3-AI-1支持乐鑫语音识别SDK ESP-Skainet，以及 ESP-DSP 和ESP-NN 库内的用于加速神经网络计算和信号处理向量指令，AI开发者们可用其实现中英文语音唤醒、离线语音命令识别或图像识别等应用。

备注：深色为低功耗模块，可在 Deep-sleep 模式下运行

WT0132S3-AI-1 采用 PCB 板载天线，WT0132S3-AI-1U 采用连接器连接外部天线。两款模组均有多种型号可供选择，具体见表 1 和表 2。

1

CPU和存储

内置 ESP32-S3 系列芯片，32位 LX7 双核处理器，支持 240MHz 的时钟频率

ROM：384KB

SRAM：512KB

128 位数据总线位宽，专用的SIMD指令

单精度浮点运算单元(FPU）

2

Wi-Fi

工作在 2.4 GHz 频段，支持 1T1R 模式

完全兼容 IEEE 802.11a/b/g/n 协议：支持 20 MHz 和 40 MHz 带宽，数据速率 150 Mbps

无线多媒体(WMM)

帧聚合(TX/RXA-MPDU, TX/RX A-MSDU)

立即块确认(ImmediateBlock ACK)

分片和重组(Fragmentation/defragmentation)

Beacon 自动监测（硬件TSF）

4个虚拟Wi-Fi接口

3

蓝牙

低功耗蓝牙 (Bluetooth LE)：Bluetooth 5 、Bluetooth mesh

高功率模式（20 dBm）

速率支持 125 kbps、500 kbps、1 Mbps、2 Mbps

广播扩展(Advertising Extensions)

多广播(Multiple Advertisement Sets)

信道选择(ChannelSelection Algorithm #2)

蓝牙与 Wi-Fi 共存，共用同一个天线

 

功能框图

硬件规格

1

WT0132S3-AI-1/WT0132S3-AI-1U 引脚布局&描述

2

Strapping 管脚

芯片每次上电或复位时，都需要一些初始配置参数，如加载芯片的启动模式等。这些参数通过 strapping 管脚控制。复位放开后，strapping 管脚和普通 IO管脚功能相同。

芯片复位时，strapping 管脚在复位时控制以下参数：

芯片启动模式 - GPIO0 和 GPIO46

ROM 代码日志打印 - GPIO46

JTAG 信号源 - GPIO3

VDD_SPI 电压 - GPIO45

上述 strapping 管脚如果没有连接任何电路或连接的电路处于高阻抗状态，则其默认值（即逻辑电平值）取决于管脚内部弱上拉/下拉电阻在复位时的状态。

要改变 strapping 管脚的值，可以连接外部下拉/上拉电阻。

所有 strapping 管脚都有锁存器。系统复位时，锁存器采样并存储相strapping 管脚的值，一直保持到芯片掉电或关闭。锁存器的状态无法用其他方式更改。因此，strapping 管脚的值在芯片工作时一直可读取，并可在芯片复位后作为普通 IO 管脚使用。

strapping 管脚的信号时序需遵循下表和下图所示的建立时间和保持时间。

3

 芯片启动模式控制

复位释放后，GPIO0 和 GPIO46 共同决定启动模式。详见下表。

Joint Download Boot 模式下支持以下下载方式：

USB-Serial-JATG Download Boot

UART Download Boot

UART Download Boot

在 SPI Boot 模式下，ROM 引导加载程序通过从 SPI flash 中读取程序来启动系统。

在 Joint Download Boot 模式下，用户可通过 UART0、USB 接口将二进制文件下载至 flash，或将二进制文件下载至 SRAM 并运行 SRAM 中的程序。

 

外围应用设计及注意事项

WT0132S3-AI-1 模块的使用需要满足基本工作要求。本章将介绍如何进行各个功能接口电路设计、注意事项，并提供设计参考。

1

电源接口

电源电路设计和布局，是整个产品设计中非常重要的环节，电源设计好坏影响整个产品的性能。请仔细阅读电源设计要求，遵循正确的电源设计原则，确保达到最优的电路性能。

2

电源设计

WT0132S3-AI-1 模组的电源供电支持 3.0-3.6V 电源输入（典型值3.3V）。模组电源与音频部分电源推荐设计建议如下图：

电源设计注意事项：

电源输入建议放置磁珠 L1 ，滤除电源高频噪声。

模块供电最大输入电压 3.6V ，典型值为 3.3V ；VCC 推荐走线宽度≥ 0.5mm 以上;

建议在模块供电处增加 ESD 管，ESD 钳位工作电压 VRWM=5V，需要靠近电源输入接口放置，确保电源浪涌电压进入到后端电路前即被钳位，保护后端器件及模块；

C1 可选择 10uF 铝电解电容或者陶瓷电容，可以提高电源的瞬间大电流续流能力，电容耐压值需大于输入电源电压的1.5倍以上；

靠近模块位置放置低ESR的旁路电容 C2、C3，滤除电源中高频干扰。

3

使能接口

模块的使能 EN 管脚为2脚，该引脚连接芯片 CHIP_PU，模块内部有 10K 上拉，也可通过使能管脚实现复位。模组上电后EN管脚默认高电平使能，在模块正常工作状态下，EN 管脚输入低电平时可触发模块复位。如需按键复位请参考下图，建议在按键处并联 100 nF 电容，滤除按键触发后的电平抖动。

 

4

外设接口

模块提供多种常用外设接口

串口接口

 

模块可以通过串口实现数据通讯及调试等功能。客户可以根据需求选择使用。推荐串口连接电路如下图所示。推荐预留上拉电阻防止芯片串口通信驱动能力不足，建议在 RXD 、TXD 信号线串联 100 欧姆限流电阻，防止有脉冲电流，烧坏芯片。

串口连接参考设计

串口原理图设计注意事项：

请注意信号流向连接的对应关系。

模块串口电平为 3.3V，如果UART和MCU逻辑电平不匹配，需要做电平转换

5

射频设计注意事项

WT0132S3-AI-1 模块使用的是板载 PCB 天线，WT0132S3-AI-1U 模块使用的天线接口是三代 IPEX 底座，均在屏蔽罩以外的区域。模块天线区域应靠近产品边缘。

板载天线会受客户底板影响导致谐振频率偏移，如果对通信距离要求很高，需要客户准备好已经定型带模块的成品，提交我司进行测试验证。参考布局如下图所示：

射频参考布局图一

射频参考布局图二

电气特性

1

绝对最大额定值

超出绝对最大额定值可能导致器件永久性损坏。这只是强调的额定值，不涉及器件在这些或其它条件下超建议工作条件技术规格指标的功能性操作。长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响模组的可靠性。

2

建议工作条件

原理图

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模组与外围器件连接的应用电路图

 

 

 

模组尺寸图

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模组 WT0132S3-AI-1/WT0132S3-AI-1U 尺寸图