LCDWIKI ESP32-32E 2.8英寸显示模块用户手册

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、ample 程序说明文件。
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	液晶显示驱动ILl9341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稳压器芯片FM8002E数据手册、5V转3.3V稳压器数据手册和电池充电管理芯片TP4054数据表。
5-原理图	产品硬件原理图、ESP32-WROOM-32E模块10资源分配表、原理图及PCB元件包
6-用户手册	产品用户文档
7I- 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、字符截取软件、图片截取软件、JPG图片处理软件、串口调试工具。
8-快速入门	需要烧掉垃圾桶 file、flash下载工具及使用说明。

软件说明

显示模块软件开发步骤如下：

搭建ESP32平台软件开发环境；
若有必要，导入第三方软件库作为开发的基础；
打开需要调试的软件项目，也可以新建软件项目；

给显示模块上电，编译、下载调试程序，检查软件运行效果；
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；

上述步骤的详细信息请参见1-Demo目录下的文档。

硬件说明

超过view 显示模块硬件资源
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使用4线SPI通信接口连接。
- ILI9341控制器简介
  ILI9341控制器支持最大240*320分辨率，172800字节GRAM，支持8位、9位、16位、18位并口数据总线，支持3线、4线SPI串口，由于并行控制需要占用大量IO口，所以最常见的是SPI串口控制。ILI9341还支持65K、262K RGB彩色显示，显示色彩非常丰富，同时支持旋转显示和滚动显示以及视频播放，显示方式多种多样。
  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。
- SPI通信协议介绍
  4个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是芯片的数据/命令控制引脚。 DCX 低电平写命令时，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
电阻式触摸屏
电阻式触摸屏尺寸为2.8英寸，通过XL、XR、YU、YD四个引脚与XPT2046控制IC相连。

ESP32ESP32-WROOMWROOM-32E 模块
该模块内置 ESP32-DOWD-V3 芯片，Xtensa 双核 32 位 LX6 微处理器，支持最高 240MHz 时钟速率。具有 448KB ROM、520KB SRAM、16KB RTC SRAM 和 4MB QSPI Flash。支持 2.4GHz WIFI、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、电容式触摸传感器、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、蓝色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。
另外还附带一个一键下载电路，即在下载程序的时候，能够自动进入下载模式，无需通过外部去触碰。
电池接口
两个针脚接口，一个接正极，一个接负极，接入电池电源及充电。

电池充放电管理电路
核心器件是TP4054，此电路可以控制电池的充电电流，将电池安全地充电到饱和状态，同时也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。

类型Type-C接口
显示模块主电源接口及程序下载接口。外接USB转串口及一键下载电路，可用于电源供电、下载及串口通讯。
5V 至 3.3V 电压tag稳压电路
核心器件是ME6217C33M5G LDO稳压器。tag稳压电路支持2V~6.5V宽电压tage输入，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，此电路一端接ESP32主控上的背光控制引脚，另一端接液晶屏背光LED灯的负极amp.背光控制引脚上拉，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放大器IC。此电路一端连接ESP32音频DAC值输出引脚，另一端连接喇叭接口。此电路的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

类型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tage或短路。R1为上拉下拉电阻。USB1为Type-C总线。显示模块通过USB1连接Type-C电源、下载程序、串口通信。其中+5V和GND为正电源电压tag和地信号USB_D 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的LDO，型号为ME6217C33M5G。由于显示模组上大部分电路需要3.3V供电，而Type-C接口的电源输入基本都是5V，所以电压tag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tage稳定性。R22是上拉电阻，用于将默认引脚状态维持为高电平。U4是XPT2046控制IC，该IC的功能是获取坐标voltag电阻触摸屏触摸点的触摸值通过X+、X X-、Y+、Y Y-四个引脚输出，然后经过ADC转换，将ADC值传输到ESP32主控，ESP32主控再将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转串口芯片，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tage稳定性。Q1、Q2为NPN型三极管，R6、R7为三极管基极限流电阻。此电路作用是实现USB转串口和一键下载功能。USB信号通过UD+、UD UD-引脚输入输出，转换后通过RXD、TXD引脚传输给ESP32主控。一键下载电路原理：
- CH340C 的 RST 和 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 引脚和复位引脚被上拉为高电平。
- 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。
- CH340C 的 RST 引脚保持不变，DTR 引脚输出高电平，此时 Q1 依然截止，Q2 导通，ESP0 主控的 IO32 引脚依然被拉高，复位引脚被拉低，ESP32 进入复位状态。
- 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整电阻。 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增益放大，通过VO1、VO2脚输出到喇叭/扬声器。SHUTDOWN为FM8002E的使能脚，低电平使能，默认高电平使能。
ESP32-WROOMWROOM-32E 主控电路
本电路中，C4、C5为旁路滤波电容，U2为ESP32ESP32-WROOMWROOM-32E模块，该模块内部电路详见官方文档。
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：
- 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。
- 当C3充电时，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。
- 当KEY1按下时，RESET引脚接地，ESP32进入复位状态，C3通过KEY1放电。
- 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为上拉下拉电阻，RXD0、TXD0接串口引脚，其余两个引脚供电，此口与板载USB转串口模块接同一个串口。
扩展IO及外围接口电路
本电路中P3、P4为4P 1.25mm间距座子，SPI_CLK、SPI_MISO、SPI_MOSI引脚与MicroSD卡SPI引脚共用，SPI_CS、IO35引脚板载设备没有使用，所以引出来接SPI，也可以当普通IO用，注意事项：
- IO35只能作为输入引脚；

电池充放电管理电路
本电路中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间距座子，接电池。Q3为P沟道场效应管。R28为Q3栅极上拉下拉电阻。TP4054通过BAT脚给电池充电，R27阻值越小，充电电流越大，最大为500mA。Q3和R28共同组成电池放电电路，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，电池给整个显示模组供电。通过Type-C接口供电时，+5V电压tag为5V，则Q3栅极为5V高电平，漏极与源极截止，电池供电中断。
18P液晶板焊线接口
本电路中C24为旁路滤波电容，QD1为48P 0.8mmpitch液晶屏焊接接口，QD1上有电阻触摸屏信号脚，液晶屏电压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，KEY2按下时为低。长按KEY2、上电或复位，ESP32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，最终得到电池体积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栅极拉下拉电阻，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发光。amp 被打开并发光。
当控制引脚LCD_BL输出低电平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。
另外，LCD_BL引脚可以输入PWM信号来调整LCD背光。
RGB三色灯控制电路
本电路中LED2为RGB三色LEDamp，R14~R16为三个三色amp 限流电阻。LED2内含红、绿、蓝LED灯，为共阳接法，IO16、IO17、IO22为三个控制脚，低电平点亮LED灯，高电平熄灭LED灯。