LCD wiki E32R28T 2.8英寸 ESP32-32E 显示模块
规格
- 产品名称：2.8英寸ESP32-32E E32R28T&E32N28T
- 型号：CR2024-MI2875
- 显示模块：2.8英寸ESP32-32E
产品信息
- 本产品为2.8英寸ESP32-32E E32R28T&E32N28T显示模组，配备开发所需的各种软硬件资源。
产品使用说明
- 资源目录包括ample程序、软件库、产品规格、结构图、数据表、原理图、用户手册、工具软件。
- 本节提供了view 模块上可用的硬件资源。
- 详细讲解了显示模块的原理图。
- 提供使用显示模块时应采取的预防措施。
资源描述
- 资源目录如下图所示：
| 目录 | 内容描述 |
| 1-演示 | 在Samp程序代码，即应用程序所依赖的第三方软件库amp程序依赖、第三方软件库替换 file、软件开发环境搭建指导文档、amp程序指令
文档。 |
| 2-规格 | 显示模块产品规格书、液晶屏规格书及液晶显示驱动IC初始化代码。 |
| 3-结构图 | 显示模块产品尺寸及产品3D图 |
| 4-数据表 | LCD显示驱动ILI9341数据手册、电阻触摸屏驱动XPT2046数据手册、ESP32主控数据手册及硬件设计指导文档、USB转串口IC(CH340C)数据手册、音频 amp升压芯片FM8002E数据手册，5V转3.3V稳压器数据手册
以及电池充电管理芯片TP4054数据手册。 |
| 5-原理图 | 产品硬件原理图、ESP32-WROOM-32E模组IO资源分配表、原理图、以及PCB元件包 |
| 6-用户手册 | 产品用户文档 |
| 7-工具软件 | WIFI和蓝牙测试APP及调试工具、USB转串口驱动、ESP32 Flash下载工具软件、字符提取软件、图片提取软件、JPG图片处理软件
和串口调试工具。 |
| 8-快速入门 | 需要烧掉垃圾桶 file，刷入下载工具，并按照说明使用。 |
软件说明
显示模块软件开发步骤如下：
- A. 搭建ESP32平台软件开发环境。
- B. 必要时导入第三方软件库作为开发基础；
- C. 打开需要调试的软件项目，或者也可以创建一个新的软件项目。
- D. 给显示模块上电，编译并下载调试程序，检查软件运行效果。
- E. 软件效果达不到预期，继续修改程序代码，然后编译下载，直到效果达到预期。
以上步骤请参见1 Demo目录下的文档。
硬件说明
超过view 显示模块的硬件资源
- 模块硬件资源如下两图所示：
硬件资源描述如下：
液晶显示屏
- LCD显示屏尺寸为2.8英寸，驱动IC为ILI9341，分辨率为24 0x 32 0。ESP32采用4线SPI通信接口连接。
- A. ILI9341控制器简介：ILI9341控制器支持最大分辨率240*320，支持172800字节GRAM，支持8位、9位、16位、18位并行口数据总线，支持3线和4线SPI串口。由于并行控制需要大量的I/O口，所以目前最常见的是SPI串口控制。ILI9341还支持65K、262K RGB彩色显示，显示色彩非常丰富，同时支持旋转显示、滚动显示和视频播放等多种显示方式。
- ILI9341 控制器采用 16 位 (RGB565) 控制像素显示，因此每个像素最多可显示 65K 种颜色。像素地址设置按行和列的顺序进行，并进行递增和递减操作。asing方向由扫描模式决定。ILI9341的显示方法是先设置地址，再设置颜色值。
- B.SPI通信协议介绍
4线SPI总线的写模式时序如下图所示：
- CSX是从芯片选择，只有当CSX处于低电平时芯片才会被使能。
- D/CX为芯片的数据/命令控制脚，当DCX为低电平写入命令时，为高电平写入数据
- SCL为SPI总线时钟，每个上升沿传输1位数据。
- SDA是SPI传输的数据，一次传输8位数据。 数据格式如下图所示：
- 高位在前，先发送。
- 对于 SPI 通信，数据具有传输时序，由实时时钟相位 (CPHA) 和时钟极性 (CPOL) 组合而成：
- CPOL的电平决定了串行同步时钟的空闲状态电平，CPOL=0表示低电平。 CPOL对传输协议
- 讨论并没有产生太大的影响。
- CPHA的高度决定串行同步时钟是在第一个还是第二个时钟跳跃沿采集数据，
- 当CPHL=0时，在第一个跳变沿进行数据采集；
- 这两者组合形成四种SPI通信方式，国内常用SPI0，其中CPHL=0，CPOL=0
ESP32 WROOM 32E 模块
- 该模块内置 ESP32-DOWD-V3 芯片，采用 Xtensa 双核 32 位 LX6 微处理器，支持高达 240MHz 的主频。它拥有 448KB ROM、520KB SRAM、16KB RTC SRAM 和 4MB QSPI Flash。支持 2.4GHz WIFI，
- 支持蓝牙V4.2和蓝牙低功耗模块。外置26个GPIO，支持SD卡、UART、SPI、SDIO、I2C、LED PWM、电机PWM、I2S、IR、脉冲计数器、GPIO、电容触摸传感器、ADC、DAC、TWAI等外设。
microSD卡插槽
- 采用SPI通信模式与ESP32连接，支持多种容量的MicroSD卡。
RGB三色灯
- 可以用红、绿、蓝LED灯来指示程序的运行状态。
串行端口
- 外接串口模块用于串口通讯。
USB转串口及一键下载电路
- 核心器件是CH340C，一端连接电脑USB，一端连接ESP32串口，从而实现USB转TTL串口。
- 另外还附带一键下载电路，即下载程序的时候，可以自动进入下载模式，无需触碰外部。
电池接口
- 两针接口，一个接正极，一个接负极，用于接入电池电源和充电。
电池充放电管理电路
- 其核心器件是TP4054，该电路可以控制电池的充电电流，将电池安全地充电至饱和状态，同时还可以安全地控制电池的放电。
启动键
- 显示模块上电后，按下会将IO0置低。如果模块上电瞬间或者ESP32复位，将IO0置低会进入下载模式。其他情况可以当普通按钮使用。
Type-C接口
- 显示模块的主电源接口和程序下载接口。连接USB转串口和一键下载电路，可用于供电、下载和串口通信。
5V 至 3.3V 电压tag稳压电路
- 核心器件是ME6217C33M5G LDO稳压器。
- 卷tag稳压电路支持2A V~6.5V宽电压tag输入，一个3.3V稳定电压tag输出，最大输出电流为800mA，完全可以满足音量tag显示模块的 e 和电流要求。
复位键
- 显示模组上电后，按下将会把ESP32的复位引脚拉低（默认状态为拉高），从而实现复位功能。
电阻式触摸屏控制电路
- 核心设备为XPT2046，通过SPI与ESP32通信。
- 此电路是电阻式触摸屏与ESP32主控之间的桥梁，负责将触摸屏上的数据传输给ESP32主控，从而获取触摸点的坐标。
展开 Pin
- 将ESP3.3模块上未使用的输入IO口、GND、32V引脚引出给外设使用。
背光控制电路
- 核心器件为BSS138场效应管。
- 此电路一端连接ESP32主控上的背光控制引脚，另一端连接LCD屏背光LED灯的负极amp.
- 背光控制脚拉高，背光亮，反之关闭。
喇叭接口
- 接线端子必须垂直连接。用于接入单声道扬声器和扩音器。
音频电源 amp升压电路
- 核心器件是FM8002E音频 amp升压器 IC。
- 该电路一端连接ESP32音频DAC值输出引脚，另一端连接喇叭接口。
- 本电路作用是驱动小功率喇叭或扬声器发声，对于5V电源，最大驱动功率为1.5W（负载8欧姆）或2W（负载4欧姆）。
SPI外设接口
- 4线水平接口。引出一个未使用的片选引脚和MicroSD卡使用的SPI接口引脚，可用于外接SPI设备或者普通IO口。
显示模块原理图详解
Type C接口电路
本电路中D1为肖特基二极管，用于防止电流反向，D2至D4为静电防浪涌二极管，防止电压过大损坏显示模块tag或短路。R1为下拉电阻。USB1为Type-C总线。显示模块通过USB 1连接Type-C电源、下载程序、进行通信。其中+5V和GND为正电源电压。tag地信号USB_D和USB_D+为差分USB信号，传输至板载USB转串口电路。
5V 至 3.3V 音量tag稳压电路
本电路中C16~C19为旁路滤波电容，作用是维持输入电压的稳定。tage 和输出 voltage. U1 为 5V 转 3.3V LDO，型号为 ME6217C33M5G。由于显示模块上大部分电路需要 3.3V 供电，而 Type C 接口的电源输入基本都是 5V，因此需要 voltag需要稳压转换电路。
电阻式触摸屏控制电路
本电路中C25、C27为旁路滤波电容，作用是维持输入电压tag稳定性。R22 为上拉电阻，用于维持默认引脚状态为高电平。U4 为 XPT2046 控制 IC，该 IC 的功能是获取坐标电压tag电阻触摸屏的触摸点值通过 X+、X-、Y+、Y 四个引脚，经过 ADC 转换后，传输到 ESP32 主控板。ESP32 主控板再将 ADC 值转换为显示屏的像素坐标值。PEN 引脚为触摸中断引脚，当有触摸事件发生时，输入电平为低。
USB转串口及一键下载电路
本电路中U3为CH340C USB转串口IC，不需要外接晶振，方便电路设计。C6为旁路滤波电容，用于维持输入电压tag稳定性。Q1和Q2为NPN型三极管，R6和R7为三极管基极限流电阻。该电路的作用是实现USB转串口和一键下载功能。USB信号通过UD+和UD引脚输入输出，转换后通过RXD和TXD引脚传输到ESP32主控。一键下载电路原理：
- A. CH340C 的 RST、DTR 引脚默认输出高电平，此时 Q1、Q2 三极管不导通，ESP0 主控的 IO32 引脚、复位引脚被上拉为高电平。
- B. CH340C 的 RST、DTR 引脚输出低电平，此时 Q1、Q2 三极管仍未导通，ESP0 主控的 IO32 引脚和复位引脚仍然被上拉为高电平。
- C. CH340C 的 RST 引脚保持不变，DTR 引脚输出高电平。此时 Q1 仍然截止，Q2 导通，ESP0 主控的 IO32 引脚仍然上拉，复位引脚被拉低，ESP32 进入复位状态。
- D. CH340C 的RST 引脚输出高电平，DTR 引脚输出低电平，此时Q1 导通，Q2 截止，ESP32 主控的复位引脚由于所连接的电容已经充电完毕，并不会立即变高，ESP32 还处于复位状态，IO0 引脚立即被拉低，此时会进入下载模式。
音频电源 amp升压电路
该电路中，R23、C7、C8、C9组成RC滤波电路，R10、R13为运算放大器的增益调节电阻。 amp放大器。当R13阻值不变时，R10阻值越小，外接喇叭音量越大。C10、C11为输入耦合电容。R11为上拉电阻。JP1为喇叭/扬声器接口。U5为FM8002E音频电源 amp音频DAC信号经AUDIO_IN输入后， amp由FM8002E增益调节，并通过VO1和VO2引脚输出至扬声器/喇叭。SHUTDOWN为FM8002E的使能引脚，低电平使能，默认高电平使能。
ESP32 WROOM 32E主控电路
本电路中，C4、C5为旁路滤波电容，U2为ESP32 WROOM 32E模块。该模块内部电路详情，请参考官方文档。
按键复位电路
本电路中KEY1为按键，R4为上拉电阻，C3为延时电容。复位原理：
- A. 上电后，C3 充电。此时 C3 相当于短路，RESET 引脚接地，ESP32 进入复位状态。
- B. 当C3充电后，C3相当于开路，RESET引脚被拉高，ESP32复位完成，ESP32进入正常工作状态。
- C. 当KEY1按下时，RESET引脚接地，ESP32进入复位状态，C3通过KEY1放电。
- D. 当松开KEY1后，C3充电。此时C3相当于短路，RESET引脚接地，ESP32仍处于RESET状态。C3充电完成后，将复位引脚拉高，ESP32复位，进入正常工作状态。
若RESET不成功，可以适当增大C3的容差值，以延缓复位脚低电平时间。
串口模块接口电路
- 本电路中P2为4P 1.25mm间距座子，R29、R30为阻抗平衡电阻，Q5为控制5V输入电源的场效应管。
- R31为下拉电阻。将RXD0和TXD0接串口引脚，其余两个引脚供电。此端口与板载USB转串口模块连接同一个串口。
EX pand IO及周边接口电路
本电路中P3和P4为4P 1.25mm间距座子。SPI_CLK、SPI_MISO、SPI_MOSI引脚与MicroSD卡SPI接口共用。SPI_CS、IO35引脚板载设备未使用，因此引出用于连接SPI，也可用作普通IO。注意事项：
- A. IO35只能作为输入引脚。
电池充放电管理电路
电路中，C20、C21、C22、C23为旁路滤波电容。U6为TP4054电池充电管理IC。R27调节电池充电电流。JP2为2P 1.25mm间距的座子，连接电池。Q3为P沟道场效应管。R28为Q3栅极下拉电阻。TP4054通过BAT引脚对电池充电，R27阻值越小，充电电流越大，最大为500mA。Q3和R28共同构成电池放电电路，当没有通过Type C接口供电时，+5V电压tage为0，则Q3栅极拉低为低电平，漏极和源极导通，电池为整个显示模块供电。通过Type C接口供电时，+5V电压tage为5V，则Q3栅极为5V高电平，漏极与源极截止，电池供电中断。
1个8P液晶面板线焊接接口
本电路中C24为旁路滤波电容，QD1为48P 0.8mm间距液晶屏焊接接口，QD1上有电阻触摸屏信号引脚，液晶屏音量tage引脚、SPI通信引脚、控制引脚、背光电路引脚，ESP32通过这些引脚来控制LCD和触摸屏。
下载关键电路
- 本电路中，KEY2 为按键，R5 为上拉电阻。IO0 默认为高电平，按下 KEY2 时为低电平。长按 KEY2、上电或复位 ESP32 即可进入下载模式。其他情况下，KEY2 可作为普通按键使用。
电池电量检测电路
在该电路中，R2和R3是部分电压tage电阻，C1、C2为旁路滤波电容。电池电压tage BAT+信号输入经过分压电阻。BAT_ADC是电压tagR3两端的e值，通过输入引脚传输到ESP32主控，再经过ADC转换，最终得到电池电压tage 值。 卷tag使用分压器的原因是 ESP32 ADC 最大转换电压为 3.3V，而电池饱和电压tage为4.2V，超出范围。获得的voltage乘以2是实际电池容量tage.
LCD背光控制电路
- 本电路中R24为调试电阻，暂时保留。Q4为N沟道场效应管，R25为Q4栅极下拉电阻，R26为背光限流电阻。LCD背光LED灯amp 并联状态，正极接3.3V，负极接Q4的漏极，当控制脚LCD_BL输出高电平时tage、Q4的漏极和源极导通。此时LCD背光源负极接地，背光LED灯亮。amp 被打开并发光。
- 当控制引脚LCD_BL输出低电压tage、Q4的漏极与源极截止，液晶屏负极背光暂停，背光LED灯亮。amp 未打开。默认情况下，LCD 背光关闭。
- 减小R26阻值可以提高背光的最大亮度。
- 此外，LCD_BL引脚可以输入PWM信号来调节LCD背光。
RGB三色灯控制电路
- 本电路中LED2为RGB三色LEDamp，R14~R16为三色amp 限流电阻。
- LED2包含红、绿、蓝LED灯，为共阳极接法。
- IO16、IO17、IO22为三个控制引脚，低电平点亮LED灯，高电平熄灭LED灯。
MicroSD卡槽接口电路
- 本电路中SD_CARD1为MicroSD卡槽，R17~R21为各引脚上拉电阻，C26为旁路滤波电容，本接口电路采用SPI通信方式，支持MicroSD卡高速存储。
- 请注意，该接口与SPI外设接口共享SPI总线。
显示模块使用注意事项
- 显示模块使用电池充电，外接扬声器播放音频，显示屏也工作，此时总电流可能超过 500mA。此时需要注意 Type C 线缆支持的最大电流以及电源接口支持的最大电流，避免供电不足。
- 使用过程中，请勿触摸LDO电压tag用手轻轻触摸稳压器和电池充电管理IC，以免被高温烫伤。
- 连接IO口的时候要注意IO的使用，避免接错，程序代码定义不匹配。
- 安全、合理地使用该产品。
常问问题
- 问：如何访问ample 程序和软件库？
- A: 在Sample程序和库可以在资源描述的1-_Demo目录中找到。
- 问：工具软件包含哪些工具？
- A: 工具软件包含WIFI和蓝牙测试APP、调试工具、USB转串口驱动、ESP32 Flash下载工具软件、字符提取软件、图片提取软件、JPG图片处理软件、串口调试工具等。
文件/资源
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LCD wiki E32R28T 2.8英寸 ESP32-32E 显示模块 [pdf] 用户手册 E32R28T，E32N28T，E32R28T 2.8英寸ESP32-32E显示模块，E32R28T，2.8英寸ESP32-32E显示模块，ESP32-32E显示模块，显示模块，模块 |