LCD WIKI E32R32P, E32N32P 3.2 inča IPS ESP32-32E 
Uputstvo za upotrebu modula ekrana

Direktorij resursa je prikazan na sljedećoj slici:

Slika 1.1 Katalog paketa informacija o proizvodu

Koraci razvoja softvera modula za prikaz su sljedeći:

A. Izgradite okruženje za razvoj softvera platforme ESP32;
B. ako je potrebno, uvoziti softverske biblioteke treće strane kao osnovu za razvoj;
C. otvorite softverski projekat za otklanjanje grešaka, možete kreirati i novi softverski projekat;
D. uključite modul za prikaz, kompajlirajte i preuzmite program za otklanjanje grešaka, a zatim provjerite učinak pokretanja softvera;
E. softverski efekat ne dostiže očekivani, nastavite sa modifikacijom programskog koda, a zatim kompajlirajte i preuzmite, sve dok efekat ne dostigne očekivani;

Za detalje o prethodnim koracima, pogledajte dokumentaciju u 1-Demo direktoriju.

3.1. prekoview prikazuje se hardverskih resursa modula
Hardverski resursi modula prikazani su na sljedeće dvije slike:

Slika 3.1 Hardverski resursi modula 1

Slika 3.2 Hardverski resursi modula 2

Hardverski resursi su opisani kako slijedi:

Veličina LCD ekrana je 3.2 inča, IC drajvera je ST7789, a rezolucija je 240×320. ESP32 je povezan pomoću 4-žičnog SPI komunikacionog interfejsa.

A. Uvod u ST7789 kontroler

ST7789 kontroler podržava maksimalnu rezoluciju od 240*320 i 172800-bajtni GRAM. Takođe podržava 8-bitne, 9-bitne, 16-bitne i 18-bitne sabirnice podataka sa paralelnim portovima. Takođe podržava 3-žične i 4-žične SPI serijske portove. Budući da paralelna kontrola zahtijeva veliki broj IO portova, najčešći je SPI serijski port. ST7789 takođe podržava 65K, 262K RGB displej u boji, boja ekrana je veoma bogata, dok podržava rotirajući ekran i skrol ekran i video reprodukciju, prikaz na različite načine.

ST7789 kontroler koristi 16-bit (RGB565) za kontrolu prikaza piksela, tako da može prikazati do 65 boja po pikselu. Podešavanje adrese piksela vrši se redosledom redova i kolona, ​​a smer povećanja i smanjenja je određen režimom skeniranja. Metoda prikaza ST7789 se izvodi postavljanjem adrese, a zatim postavljanjem vrijednosti boje.

B. Uvod u SPI komunikacijski protokol

Tajming načina pisanja 4-žične SPI magistrale prikazan je na sljedećoj slici:

Slika 3.3 Tajming režima pisanja 4-žične SPI magistrale

CSX je odabir slave čipa, a čip će biti omogućen samo kada je CSX na niskom nivou snage.
D/CX je kontrolni pin za podatke/komandu čipa. Kada DCX piše komande na niskim nivoima, podaci se pišu na visokim nivoima
SCL je takt SPI magistrale, sa svakim rastućim rubom koji prenosi 1 bit podataka;
SDA su podaci koje prenosi SPI, koji prenosi 8 bitova podataka odjednom. Format podataka je prikazan na sljedećoj slici:

Slika 3.4 4 SPI format podataka za prijenos

Prvi visoki bit, prvi prijenos.
Za SPI komunikaciju, podaci imaju tajming prijenosa, s kombinacijom faze sata u realnom vremenu (CPHA) i polariteta sata (CPOL):
Nivo CPOL-a određuje nivo stanja mirovanja serijskog sinhronog sata, sa CPOL=0, što ukazuje na nizak nivo. Protokol za prijenos CPOL para
Diskusija nije imala mnogo uticaja;

Visina CPHA određuje da li serijski sinhroni sat prikuplja podatke na prvoj ili drugoj ivici skoka sata,
Kada je CPHL=0, izvršite prikupljanje podataka na prvoj prijelaznoj ivici;
Kombinacija ova dva formira četiri SPI komunikacijske metode, a SPI0 se obično koristi u Kini, gdje je CPHL=0 i CPOL=0

2) Otporni ekran na dodir
Otporni ekran osetljiv na dodir je veličine 3.2 inča i povezan je sa XPT2046 upravljačkom IC preko četiri pina: XL, XR, YU, YD.

3) ESP32-WROOM-32E modul
Ovaj modul ima ugrađen ESP32-DOWD-V3 čip, Xtensa dual-core 32-bit LX6 mikroprocesor i podržava taktove do 240MHz. Ima 448KB ROM, 520KB SRAM, 16KB RTC SRAM i 4MB QSPI Flash. 2.4GHz WIFI, Bluetooth V4.2 i Bluetooth Low power moduli su podržani. Eksternih 26 GPIO, podržava SD karticu,
UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, motor PWM, I2S, IR, brojač impulsa, GPIO, kapacitivni senzor za dodir, ADC, DAC, TWAI i druge periferije.

4) Utor za MicroSD karticu
Koristeći SPI način komunikacije i ESP32 vezu, podrška za MicroSD kartice različitih kapaciteta.

5) RGB LED u tri boje
Crvena, zelena i plava LED svjetla mogu se koristiti za označavanje statusa programa.

6) Serijski port
Za komunikaciju putem serijskog porta koristi se vanjski modul serijskog porta.

7) USB na serijski port i kolo za preuzimanje jednim klikom
Jezgro uređaja je CH340C, jedan kraj je povezan na USB računar, jedan kraj je povezan na ESP32 serijski port, kako bi se postigao USB na TTL serijski port.
Osim toga, priključeno je i kolo za preuzimanje jednim klikom, odnosno prilikom preuzimanja programa može automatski ući u način preuzimanja, bez potrebe za dodirom preko eksternog.

8) Interfejs baterije
Dvopinski interfejs, jedan za pozitivnu elektrodu, jedan za negativnu elektrodu, pristup napajanju baterije i punjenje.

9) Krug upravljanja punjenjem i pražnjenjem baterije
Jezgro uređaja je TP4054, ovaj krug može kontrolirati struju punjenja baterije, baterija se sigurno puni do stanja zasićenja, ali također može sigurno kontrolirati pražnjenje baterije.

10) BOOT Key
Nakon što se displej modul uključi, pritiskom će se smanjiti IO0. Ako se u trenutku uključivanja modula ili resetovanja ESP32, snižavanje IO0 ulazi u režim preuzimanja. Ostale futrole se mogu koristiti kao obična dugmad.

11) Interfejs tipa C
Glavni interfejs za napajanje i interfejs za preuzimanje programa modula displeja. Povežite USB na serijski port i sklop za preuzimanje jednim klikom, može se koristiti za napajanje, preuzimanje i serijsku komunikaciju.

12) 5V do 3.3V Voltage Regulatorno kolo
Osnovni uređaj je ME6217C33M5G LDO regulator. VoltagRegulatorni krug podržava 2V~6.5V široki voltage ulaz, 3.3V stabilna voltage izlaz, a maksimalna izlazna struja je 800mA, što može u potpunosti zadovoljiti voltage i trenutne zahtjeve modula displeja.

13) Taster RESET
Nakon što se modul displeja uključi, pritiskom na ESP32 pin za resetovanje će se povući prema dole (podrazumevano stanje je povući gore), kako bi se postigla funkcija resetovanja.

14) Otporni kontrolni krug na dodirnom ekranu
Osnovni uređaj je XPT2046, koji komunicira sa ESP32 preko SPI.
Ovo kolo je most između otpornog ekrana osetljivog na dodir i ESP32 mastera, odgovornog za prenos podataka sa ekrana osetljivog na dodir do ESP32 mastera, kako bi se dobile koordinate dodirne tačke.

15) Proširite Input Pin
Dva neiskorištena ulazna IO porta na ESP32 modulu su izvučena za perifernu upotrebu.

16) Kontrolni krug pozadinskog osvjetljenja
Osnovni uređaj je BSS138 cijev sa efektom polja. Jedan kraj ovog kola je spojen na pin za kontrolu pozadinskog osvjetljenja na ESP32 masteru, a drugi kraj je spojen na negativni pol LED pozadinskog osvjetljenja LCD ekrana lamp. Kontrolni pin pozadinskog osvjetljenja povucite prema gore, pozadinsko svjetlo, inače isključeno.

17) Interfejs zvučnika
Stezaljke ožičenja moraju biti spojene okomito. Koristi se za pristup mono zvučnicima i zvučnicima.

18) Audio napajanje AmpLifier Circuit
Osnovni uređaj je FM8002E audio amplifier IC. Jedan kraj ovog kola je spojen na izlazni pin ESP32 audio DAC vrijednosti, a drugi kraj je spojen na sučelje sirene. Funkcija ovog kola je da pokrene malu sirenu ili zvučnik za zvuk. Za napajanje od 5V, maksimalna snaga pogona je 1.5W (opterećenje 8 oma) ili 2W (opterećenje 4 oma).

19) SPI periferni interfejs
4-žični horizontalni interfejs. Izvedite neiskorišteni pin za odabir čipa i pin SPI interfejsa koji koristi MicroSD kartica, a koji se može koristiti za eksterne SPI uređaje ili obične IO portove.

20) I2C periferni interfejs
4-žični horizontalni interfejs. Izvedite dva neiskorištena pina da napravite I2C interfejs, koji se može koristiti za eksterne IIC uređaje ili obične IO portove.

Slika 3.5 Interfejs kolo tipa C

U ovom kolu, D1 je Schottky dioda, koja se koristi da spriječi promjenu struje. D2 do D4 su diode za zaštitu od elektrostatičkih prenapona koje sprječavaju oštećenje modula zaslona zbog prevelike zapreminetage ili kratki spoj. R1 je otpor povlačenja. USB1 je sabirnica tipa C. Modul ekrana se povezuje na Type-C napajanje, preuzima programe i komunikaciju serijskog porta preko USB1. Gdje su +5V i GND pozitivni volumen snagetage i uzemljeni signali USB_D- i USB_D+ su diferencijalni USB signali, koji se prenose na ugrađeno kolo USB-na-serijski.

Slika 3.6 Voltage krug regulatora

U ovom kolu, C16~C19 je kondenzator bypass filtera, koji se koristi za održavanje stabilnosti ulaznog volumenatage i izlazna voltage. U1 je LDO od 5V do 3.3V sa brojem modela ME6217C33M5G. Budući da je većini kola na modulu displeja potrebno napajanje od 3.3 V, a ulazna snaga Type-C interfejsa je u osnovi 5 V, tako da je vol.tagPotreban je krug za konverziju regulatora.

Slika 3.7 Kontrolni krug otpornog ekrana osjetljivog na dodir

U ovom krugu, C25 i C27 su kondenzatori za premosni filter, koji se koriste za održavanje ulaznog volumenatage stabilnost. R22 i R32 su pull-up otpornici koji se koriste za održavanje zadanog stanja pina na visokom nivou. U4 je upravljački IC XPT2046, funkcija ovog IC-a je da dobije koordinate voltagVrijednost dodirne tačke otpornog ekrana osjetljivog na dodir preko X+, X-, Y+, Y- četiri pina, a zatim putem ADC konverzije, ADC vrijednost se prenosi na ESP32 master. ESP32 master zatim pretvara ADC vrijednost u vrijednost koordinata piksela na ekranu. XPT2046 komunicira sa ESP32 master preko SPI magistrale, a pošto deli SPI sabirnicu sa ekranom, status omogućavanja se kontroliše preko CS pina. Pin PEN je pin za prekid dodira, a nivo ulaza je nizak kada se desi dodirni događaj.

Slika 3.8 USB na serijski port i kolo za preuzimanje jednim klikom

U ovom kolu, U3 je CH340C USB na serijski IC, koji ne treba eksterni kristalni oscilator da bi olakšao dizajn kola. C6 je premosni filter kondenzator koji se koristi za održavanje ulazne zapreminetage stabilnost. Q1 i Q2 su triode tipa NPN, a R6 i R7 su otpornici za ograničavanje struje baze trioda. Funkcija ovog kola je da realizuje USB na serijski port i funkciju preuzimanja jednim klikom. USB signal se ulazi i izlazi preko UD+ i UD- pinova, a nakon konverzije se prenosi na ESP32 master preko RXD i TXD pinova. Princip kola za preuzimanje jednim klikom:

A. RST i DTR pinovi CH340C izlaze na visokom nivou prema zadanim postavkama. U ovom trenutku, Q1 i Q2 trioda nisu uključene, a IO0 pinovi i pinovi za resetovanje glavne kontrole ESP32 su podignuti na visoki nivo.
B. RST i DTR pinovi CH340C izlaze na niskim nivoima, u ovom trenutku trioda Q1 i Q2 još uvijek nisu uključene, a IO0 pinovi i pinovi za resetovanje glavne kontrole ESP32 su i dalje podignuti na visoke nivoe.
C. RST pin CH340C ostaje nepromijenjen, a DTR pin daje visok nivo. U ovom trenutku, Q1 je i dalje odsječen, Q2 je uključen, IO0 pin ESP32 mastera je još uvijek povučen prema gore, a pin za resetovanje je povučen nadole, a ESP32 ulazi u stanje resetovanja.
D. RST pin CH340C daje visok nivo, DTR pin daje nizak nivo, u ovom trenutku Q1 je uključen, Q2 je isključen, pin za resetovanje glavne kontrole ESP32 neće odmah postati visok jer je spojeni kondenzator napunjen, ESP32 je i dalje u stanju resetovanja, a IO0 pin je odmah povučen nadole, u ovom trenutku će ući u režim preuzimanja.

Slika 3.9 Audio napajanje ampLifier sklop

U ovom kolu, R23, C7, C8 i C9 čine RC filterski krug, a R10 i R13 su otpornici za podešavanje pojačanja operativnog amplifier. Kada je vrijednost otpora R13 nepromijenjena, što je manja vrijednost otpora R10, to je veća jačina vanjskog zvučnika. C10 i C11 su ulazni spojni kondenzatori. R11 je pull-up otpornik. JP1 je port za sirenu/zvučnik. U5 je FM8002E audio snaga amplifier IC. Nakon unosa sa AUDIO_IN, audio DAC signal je amppojačano FM8002E pojačanjem i izlazom na zvučnik/zvučnik preko VO1 i VO2 pinova. SHUTDOWN je pin za omogućavanje za FM8002E. Niski nivo je omogućen. Podrazumevano, visoki nivo je omogućen.

Slika 3.10 Glavni upravljački krug ESP32-WROOM-32E

U ovom kolu, C4 i C5 su kondenzatori za premosni filter, a U2 su ESP32-WROOM-32E moduli. Za detalje o unutrašnjem kolu ovog modula, pogledajte zvaničnu dokumentaciju.

Slika 3.11 Krug za resetiranje ključa

U ovom kolu, KEY1 je ključ, R4 je pull-up otpornik, a C3 je kondenzator za kašnjenje. Princip resetovanja:

O. Nakon uključivanja, C3 se puni. U ovom trenutku, C3 je ekvivalentan kratkom spoju, RESET pin je uzemljen, ESP32 ulazi u stanje resetovanja.
B. Kada je C3 napunjen, C3 je ekvivalentan otvorenom strujnom krugu, pin RESET se povlači, ESP32 resetovanje je završeno, a ESP32 ulazi u normalno radno stanje.
C. Kada se pritisne KEY1, pin RESET je uzemljen, ESP32 ulazi u stanje resetovanja, a C3 se prazni kroz KEY1.
D. Kada se KEY1 otpusti, C3 se puni. U ovom trenutku, C3 je ekvivalentan kratkom spoju, RESET pin je uzemljen, ESP32 je još uvijek u RESET stanju. Nakon što se C3 napuni, pin za resetovanje se povlači, ESP32 se resetuje i ulazi u normalno radno stanje.

Ako je RESET neuspješan, vrijednost tolerancije C3 može se na odgovarajući način povećati kako bi se odgodilo vrijeme niske razine pina za resetiranje.

Slika 3.12. Krug interfejsa serijskog modula

U ovom kolu, P2 je 4P 1.25 mm nagib sjedišta, R29 i R30 su otpornici za ravnotežu impedancije, a Q5 je cijev sa efektom polja koja kontrolira 5V ulazno napajanje. R31 je padajući otpornik. Povežite RXD0 i TXD0 na serijske pinove i napajajte druga dva pina. Ovaj port je povezan na isti serijski port kao i ugrađeni modul USB-to-serial port.

Slika 3.13 Prošireni IO i kola perifernog interfejsa

U ovom krugu, P3 i P4 su 4P sjedišta nagiba 1.25 mm, a JP3 su 2P sjedišta nagiba 1.25 mm. R33 i R34 su I2C pin pull-up otpornici. SPI_CLK, SPI_MISO, SPI_MOSI pinovi se dijele sa SPI pinovima MicroSD kartice. Pinovi SPI_CS, IIC_SCL, IIC_SDA, IO35, IO39 se ne koriste od strane uređaja na ploči, pa se izvode za povezivanje SPI i IIC uređaja, a mogu se koristiti i za obične IO. Stvari na koje treba paziti:

A. IO35 i IO39 mogu biti samo ulazni pinovi;
B. Kada se IIC pin koristi za obični IO, najbolje je ukloniti otpor povlačenja R33 i R34;

Slika 3.13 Krug upravljanja punjenjem i pražnjenjem baterije

U ovom krugu, C20, C21, C22 i C23 su kondenzatori za premosni filter. U6 je TP4054 IC za upravljanje punjenjem baterije. R27 reguliše struju punjenja baterije. JP2 je 2P sjedalo 1.25 mm, spojeno na bateriju. Q3 je P-kanalni FET. R28 je Q3 mrežni pull-down otpornik. TP4054 puni bateriju kroz BAT pin, što je manji otpor R27, to je veća struja punjenja, maksimum je 500mA. Q3 i R28 zajedno čine krug pražnjenja baterije, kada nema napajanja preko Type-C sučelja, +5V vol.tage je 0, tada se Q3 kapija spušta na niski nivo, odvod i izvor su uključeni, a baterija napaja cijeli modul zaslona. Kada se napaja preko Type-C interfejsa, +5V voltage je 5V, tada je Q3 kapija visoka 5V, odvod i izvor su prekinuti, a napajanje baterije je prekinuto.

Slika 3.14 Interfejs za zavarivanje ožičenja 18P LCD panela

U ovom krugu, C24 je kondenzator za premošćivanje filtera, a QD1 je 18P 0.8 mm nagib zaslona s tekućim kristalom za zavarivanje. QD1 ima signalnu iglu za ekran osetljiv na dodir, LCD ekran voltage pin, SPI komunikacijski pin, kontrolni pin i pin kola pozadinskog osvjetljenja. ESP32 koristi ove pinove za kontrolu LCD-a i ekrana osjetljivog na dodir.

Slika 3.15 Krug dugmeta za preuzimanje

U ovom kolu, KEY2 je ključ, a R5 je pull-up otpornik. IO0 je po defaultu visok i nizak kada se pritisne KEY2. Pritisnite i držite KEY2, uključite ili resetirajte i ESP32 će ući u način preuzimanja. U drugim slučajevima, KEY2 se može koristiti kao normalan ključ.

Slika 3.15 Krug za detekciju nivoa baterije

U ovom kolu, R2 i R3 su parcijalni volumentage otpornici, a C1 i C2 su kondenzatori za premosni filter. Vol. baterijetage Ulaz BAT+ signala prolazi kroz razdjelni otpornik. BAT_ADC je voltage vrijednost na oba kraja R3, koja se prenosi na ESP32 master kroz ulazni pin, a zatim pretvara ADC kako bi se konačno dobio volumen baterijetage vrijednost. Voltage razdjelnik se koristi jer ESP32 ADC pretvara maksimalno 3.3V, dok je baterija zasićenja vol.tage je 4.2V, što je van opsega. Dobijeni voltage pomnožen sa 2 je stvarna zapremina baterijetage.

Slika 3.16 Kontrolni krug LCD pozadinskog osvjetljenja

U ovom kolu, R24 je otpor za otklanjanje grešaka i privremeno je zadržan. Q4 je N-kanalna cijev s efektom polja, R25 je Q4 mrežni pull-down otpornik, a R26 je otpornik za ograničavanje struje pozadinskog osvjetljenja. LCD pozadinsko osvetljenje LED lamp je u paralelnom stanju, pozitivni pol je spojen na 3.3V, a negativni pol je spojen na odvod Q4. Kada kontrolni pin LCD_BL daje visoku jačinu zvukatage, odvodni i izvorni pol Q4 su uključeni. U ovom trenutku, negativni pol LCD pozadinskog osvjetljenja je uzemljen, a LED pozadinskog osvjetljenja lamp je uključen i emituje svetlo. Kada kontrolni pin LCD_BL ispusti nizak volumentage, odvod i izvor Q4 su prekinuti, a negativno pozadinsko osvetljenje LCD ekrana je suspendovano, a LED pozadinsko osvetljenje lamp nije uključen. Podrazumevano, pozadinsko osvetljenje LCD-a je isključeno. Smanjenje otpora R26 može povećati maksimalnu svjetlinu pozadinskog osvjetljenja. Osim toga, pin LCD_BL može unijeti PWM signal za podešavanje pozadinskog osvjetljenja LCD-a.

Slika 3.17 Kontrolni krug LCD pozadinskog osvjetljenja

U ovom kolu, LED2 je RGB trobojni lamp, a R14~R16 je trobojno lamp otpornik za ograničavanje struje. LED2 sadrži crvena, zelena i plava LED svjetla, koja su uobičajena anodna veza, IO16, IO17 i IO22 su tri kontrolna pina, koje pale LED svjetla na niskom nivou i gase LED svjetla na visokom nivou

Slika 3.18 Krug interfejsa utora za MicroSD karticu

U ovom kolu, SD_CARD1 je slot za MicroSD karticu. R17 do R21 su pull-up otpornici za svaki pin. C26 je premosni filter kondenzator. Ovo kolo sučelja usvaja SPI način komunikacije. Podržava brzo skladištenje MicroSD kartica.
Imajte na umu da ovo sučelje dijeli SPI magistralu sa SPI perifernim sučeljem.