WT0132S3-AI-1 系列模組（以下簡稱“WT0132S3-AI-1 ”）是深圳市啟明云端有限公司推出的基于樂鑫 ESP32-S3 系列芯片設(shè)計(jì)的，集成 Wi-Fi & BLE 模組。模組性能強(qiáng)大，天線形式支持板載 PCB 天線或 I-PEX （3代）射頻同軸連接器，集成 16MB NOR FLASH 與音頻編解碼器，滿足用戶對(duì)低成本、低功耗、聯(lián)網(wǎng)的（AI)音頻產(chǎn)品開發(fā)需求。

WT0132S3-AI-1支持樂鑫語音識(shí)別SDK ESP-Skainet，以及 ESP-DSP 和ESP-NN 庫內(nèi)的用于加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和信號(hào)處理向量指令，AI開發(fā)者們可用其實(shí)現(xiàn)中英文語音喚醒、離線語音命令識(shí)別或圖像識(shí)別等應(yīng)用。

備注：深色為低功耗模塊，可在 Deep-sleep 模式下運(yùn)行

WT0132S3-AI-1 采用 PCB 板載天線，WT0132S3-AI-1U 采用連接器連接外部天線。兩款模組均有多種型號(hào)可供選擇，具體見表 1 和表 2。

1

CPU和存儲(chǔ)

內(nèi)置 ESP32-S3 系列芯片，32位 LX7 雙核處理器，支持 240MHz 的時(shí)鐘頻率

ROM：384KB

SRAM：512KB

128 位數(shù)據(jù)總線位寬，專用的SIMD指令

單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU）

2

Wi-Fi

工作在 2.4 GHz 頻段，支持 1T1R 模式

完全兼容 IEEE 802.11a/b/g/n 協(xié)議：支持 20 MHz 和 40 MHz 帶寬，數(shù)據(jù)速率 150 Mbps

無線多媒體(WMM)

幀聚合(TX/RXA-MPDU, TX/RX A-MSDU)

立即塊確認(rèn)(ImmediateBlock ACK)

分片和重組(Fragmentation/defragmentation)

Beacon 自動(dòng)監(jiān)測（硬件TSF）

4個(gè)虛擬Wi-Fi接口

3

藍(lán)牙

低功耗藍(lán)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

廣播擴(kuò)展(Advertising Extensions)

多廣播(Multiple Advertisement Sets)

信道選擇(ChannelSelection Algorithm#2)

藍(lán)牙與 Wi-Fi 共存，共用同一個(gè)天線

功能框圖

硬件規(guī)格

1

WT0132S3-AI-1/WT0132S3-AI-1U 引腳布局&描述

2

Strapping 管腳

芯片每次上電或復(fù)位時(shí)，都需要一些初始配置參數(shù)，如加載芯片的啟動(dòng)模式等。這些參數(shù)通過 strapping 管腳控制。復(fù)位放開后，strapping 管腳和普通 IO管腳功能相同。

芯片復(fù)位時(shí)，strapping 管腳在復(fù)位時(shí)控制以下參數(shù)：

芯片啟動(dòng)模式 - GPIO0 和 GPIO46

ROM 代碼日志打印 - GPIO46

JTAG 信號(hào)源 - GPIO3

VDD_SPI 電壓 - GPIO45

上述 strapping 管腳如果沒有連接任何電路或連接的電路處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，則其默認(rèn)值（即邏輯電平值）取決于管腳內(nèi)部弱上拉/下拉電阻在復(fù)位時(shí)的狀態(tài)。

要改變 strapping 管腳的值，可以連接外部下拉/上拉電阻。

所有 strapping 管腳都有鎖存器。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，鎖存器采樣并存儲(chǔ)相strapping 管腳的值，一直保持到芯片掉電或關(guān)閉。鎖存器的狀態(tài)無法用其他方式更改。因此，strapping 管腳的值在芯片工作時(shí)一直可讀取，并可在芯片復(fù)位后作為普通 IO 管腳使用。

strapping 管腳的信號(hào)時(shí)序需遵循下表和下圖所示的建立時(shí)間和保持時(shí)間。

3

芯片啟動(dòng)模式控制

復(fù)位釋放后，GPIO0 和 GPIO46 共同決定啟動(dòng)模式。詳見下表。

Joint Download Boot 模式下支持以下下載方式：

USB-Serial-JATG Download Boot

UART Download Boot

UART Download Boot

在 SPI Boot 模式下，ROM 引導(dǎo)加載程序通過從 SPI flash 中讀取程序來啟動(dòng)系統(tǒng)。

在 Joint Download Boot 模式下，用戶可通過 UART0、USB 接口將二進(jìn)制文件下載至 flash，或?qū)⒍M(jìn)制文件下載至 SRAM 并運(yùn)行 SRAM 中的程序。

外圍應(yīng)用設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

WT0132S3-AI-1 模塊的使用需要滿足基本工作要求。本章將介紹如何進(jìn)行各個(gè)功能接口電路設(shè)計(jì)、注意事項(xiàng)，并提供設(shè)計(jì)參考。

1

電源接口

電源電路設(shè)計(jì)和布局，是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，電源設(shè)計(jì)好壞影響整個(gè)產(chǎn)品的性能。請(qǐng)仔細(xì)閱讀電源設(shè)計(jì)要求，遵循正確的電源設(shè)計(jì)原則，確保達(dá)到最優(yōu)的電路性能。

2

電源設(shè)計(jì)

WT0132S3-AI-1 模組的電源供電支持 3.0-3.6V 電源輸入（典型值3.3V）。模組電源與音頻部分電源推薦設(shè)計(jì)建議如下圖：

電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

電源輸入建議放置磁珠 L1 ，濾除電源高頻噪聲。

模塊供電最大輸入電壓 3.6V ，典型值為 3.3V ；VCC 推薦走線寬度≥ 0.5mm 以上;

建議在模塊供電處增加 ESD 管，ESD 鉗位工作電壓 VRWM=5V，需要靠近電源輸入接口放置，確保電源浪涌電壓進(jìn)入到后端電路前即被鉗位，保護(hù)后端器件及模塊；

C1 可選擇 10uF 鋁電解電容或者陶瓷電容，可以提高電源的瞬間大電流續(xù)流能力，電容耐壓值需大于輸入電源電壓的1.5倍以上；

靠近模塊位置放置低ESR的旁路電容 C2、C3，濾除電源中高頻干擾。

3

使能接口

模塊的使能 EN 管腳為2腳，該引腳連接芯片 CHIP_PU，模塊內(nèi)部有 10K 上拉，也可通過使能管腳實(shí)現(xiàn)復(fù)位。模組上電后EN管腳默認(rèn)高電平使能，在模塊正常工作狀態(tài)下，EN 管腳輸入低電平時(shí)可觸發(fā)模塊復(fù)位。如需按鍵復(fù)位請(qǐng)參考下圖，建議在按鍵處并聯(lián) 100 nF 電容，濾除按鍵觸發(fā)后的電平抖動(dòng)。

4

外設(shè)接口

模塊提供多種常用外設(shè)接口

串口接口

模塊可以通過串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及調(diào)試等功能?？蛻艨梢愿鶕?jù)需求選擇使用。推薦串口連接電路如下圖所示。推薦預(yù)留上拉電阻防止芯片串口通信驅(qū)動(dòng)能力不足，建議在 RXD 、TXD 信號(hào)線串聯(lián) 100 歐姆限流電阻，防止有脈沖電流，燒壞芯片。

串口連接參考設(shè)計(jì)

串口原理圖設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

請(qǐng)注意信號(hào)流向連接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

模塊串口電平為 3.3V，如果UART和MCU邏輯電平不匹配，需要做電平轉(zhuǎn)換

5

射頻設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

WT0132S3-AI-1 模塊使用的是板載 PCB 天線，WT0132S3-AI-1U 模塊使用的天線接口是三代 IPEX 底座，均在屏蔽罩以外的區(qū)域。模塊天線區(qū)域應(yīng)靠近產(chǎn)品邊緣。

板載天線會(huì)受客戶底板影響導(dǎo)致諧振頻率偏移，如果對(duì)通信距離要求很高，需要客戶準(zhǔn)備好已經(jīng)定型帶模塊的成品，提交我司進(jìn)行測試驗(yàn)證。參考布局如下圖所示：

射頻參考布局圖一

射頻參考布局圖二

電氣特性

1

絕對(duì)最大額定值

超出絕對(duì)最大額定值可能導(dǎo)致器件永久性損壞。這只是強(qiáng)調(diào)的額定值，不涉及器件在這些或其它條件下超建議工作條件技術(shù)規(guī)格指標(biāo)的功能性操作。長時(shí)間暴露在絕對(duì)最大額定條件下可能會(huì)影響模組的可靠性。

2

建議工作條件

原理圖

1

模組與外圍器件連接的應(yīng)用電路圖

模組尺寸圖

1

模組 WT0132S3-AI-1/WT0132S3-AI-1U 尺寸圖