LCD WIKI E32R32P, E32N32P 3.2 pollici IPS ESP32-32E 
Manuale d'usu di u modulu di visualizazione

U repertoriu di risorse hè mostratu in a figura seguente:

Figura 1.1 Catalogu di Product Information Pack

I passi di sviluppu di u software di u modulu di visualizazione sò i seguenti:

A. Custruisce un ambiente di sviluppu di software di piattaforma ESP32;
B. se ne necessariu, impurtà biblioteche di software di terzu partitu cum'è una basa per u sviluppu;
C. apre u prughjettu di u software per esse debugged, pudete ancu creà un novu prughjettu di u software;
D. putenza nant'à u modulu di visualizazione, compile è scaricà u prugrammu debugging, e poi verificà u prugrammu effettu esecuzione;
E. l 'effettu prugrammu ùn ghjunghje sin'à u previstu, cuntinuà à mudificà u codice prugrammu, è tandu compile è scaricà, finu à l 'effettu ghjunghje sin'à u previstu;

Per i dettagli nantu à i passi precedenti, vede a documentazione in u cartulare 1-Demo.

3.1. Sopraview di risorse hardware di u modulu hè visualizatu
E risorse hardware di u modulu sò mostrate in e duie figure seguenti:

Figura 3.1 Risorse hardware di u modulu 1

Figura 3.2 Risorse hardware di u modulu 2

E risorse hardware sò descritte cum'è seguente:

A dimensione di u display LCD hè 3.2 inch, u driver IC hè ST7789, è a risoluzione hè 240 × 320. L'ESP32 hè cunnessu cù una interfaccia di cumunicazione SPI à 4 fili.

A. Introduzione à u controller ST7789

U controller ST7789 supporta una risoluzione massima di 240 * 320 è un GRAM di 172800 byte. Supporta ancu i bus di dati di u portu parallelu 8-bit, 9-bit, 16-bit, è 18-bit. Supporta ancu i porti seriali SPI 3-wire è 4-wire. Siccomu u cuntrollu parallelu richiede un gran numaru di porti IO, u più cumuni hè u cuntrollu di u portu seriale SPI. U ST7789 supporta ancu 65K, 262K display di culore RGB, u culore di visualizazione hè assai riccu, mentre sustene a visualizazione rotativa è a visualizazione di scorrimentu è a riproduzione di video, mostra in una varietà di modi.

U controller ST7789 usa 16bit (RGB565) per cuntrullà una visualizazione di pixel, cusì pò vede finu à 65K culori per pixel. U paràmetru di l'indirizzu di pixel hè realizatu in l'ordine di fila è colonne, è a direzzione di l'incrementu è a diminuzione hè determinata da u modu di scanning. U metudu di visualizazione ST7789 hè realizatu per stabilisce l'indirizzu è poi stabilisce u valore di culore.

B. Introduzione à u protocolu di cumunicazione SPI

U timing di u modu di scrittura di u bus SPI à 4 fili hè mostratu in a figura seguente:

Figura 3.3 Timing di u modu di scrittura di u bus SPI à 4 fili

CSX hè una selezzione di chip slave, è u chip serà attivatu solu quandu CSX hè à un livellu bassu di putenza.
D / CX hè u pin di cuntrollu di dati / cumandamentu di u chip. Quandu DCX scrive cumandamenti à livelli bassi, i dati sò scritti à livelli alti
SCL hè u clock di l'autobus SPI, cù ogni rising edge trasmette 1 bit di dati;
SDA hè a dati trasmessa da SPI, chì trasmette 8 bits di dati à una volta. U furmatu di dati hè mostratu in a figura seguente:

Figura 3.4 4 Format di dati di trasmissione SPI

High bit prima, trasmette prima.
Per a cumunicazione SPI, i dati anu un timing di trasmissione, cù una cumminazione di fase di clock in tempu reale (CPHA) è polarità di clock (CPOL):
U livellu di CPOL determina u livellu di u statu inattivu di u clock sincronu seriale, cù CPOL = 0, chì indica un livellu bassu. Protocolu di trasmissione di coppia CPOL
A discussione ùn hà micca assai influenza;

L'altezza di CPHA determina se u clock sincronu seriale raccoglie dati nantu à u primu o u sicondu clock jump edge,
Quandu CPHL = 0, eseguite a cullizzioni di dati à u primu bordu di transizione;
A cumminazzioni di sti dui formi quattru metudi di cumunicazione SPI, è SPI0 hè comunmente utilizatu in Cina, induve CPHL = 0 è CPOL = 0

2) Touch Screen resistive
U touch screen resistive hè 3.2 inch in size è hè cunnessu à l'IC di cuntrollu XPT2046 attraversu quattru pin: XL, XR, YU, YD.

3) Modulu ESP32-WROOM-32E
Stu modulu hà un chip ESP32-DOWD-V3 integratu, microprocessore Xtensa dual-core 32-bit LX6, è supporta frequenze di clock finu à 240MHz. Hà 448KB ROM, 520KB SRAM, 16KB RTC SRAM, è 4MB QSPI Flash. 2.4GHz WIFI, Bluetooth V4.2 è i moduli Bluetooth Low power sò supportati. 26 GPIO esterni, supportu a carta SD,
UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, motore PWM, I2S, IR, contatore di impulsi, GPIO, sensore di toccu capacitivu, ADC, DAC, TWAI è altri periferichi.

4) Slot per carta MicroSD
Utilizendu u modu di cumunicazione SPI è a cunnessione ESP32, supportu per e carte MicroSD di diverse capacità.

5) LED RGB di trè culori
I luci LED rossi, verdi è blu ponu esse utilizati per indicà u statutu di u prugramma.

6) Port Serial
Un modulu di portu seriale esternu hè adupratu per a cumunicazione di u portu seriale.

7) USB à Serial Port è One-Click Download Circuit
U dispositivu core hè CH340C, una estremità hè cunnessa à l'USB di l'urdinatore, una estremità hè cunnessa à u portu seriale ESP32, per ottene u USB à u portu seriale TTL.
Inoltre, un circuitu di scaricamentu di un clic hè ancu attaccatu, vale à dì, quandu u scaricamentu di u prugramma, pò entre in autumàticu in u modu di scaricamentu, senza bisognu di toccu per l'esterno.

8) Interfaccia batterie
Interfaccia à dui pin, unu per l'elettrodu pusitivu, unu per l'elettrodu negativu, accede à l'alimentazione di a bateria è a carica.

9) Circuitu di gestione di carica è scaricamentu di batterie
U dispositivu core hè TP4054, stu circuitu pò cuntrullà u currente di carica di a batteria, a bateria hè carica in modu sicuru à u statu di saturazione, ma pò ancu cuntrullà in modu sicuru a scarica di a bateria.

10) Chjave BOOT
Dopu chì u modulu di visualizazione hè attivatu, pressu scenderà IO0. Se u mumentu chì u modulu hè alimentatu o l'ESP32 hè resettatu, a diminuzione di IO0 entrerà in u modu di scaricamentu. Altri casi ponu esse usatu cum'è buttoni ordinali.

11) Interfaccia Type-C
L'interfaccia di alimentazione principale è l'interfaccia di scaricamentu di u prugramma di u modulu di visualizazione. Cunnette u USB à u portu seriale è u circuitu di scaricamentu di un clic, pò esse usatu per l'alimentazione, u scaricamentu è a cumunicazione seriale.

12) 5V à 3.3V Voltage Circuitu di regulatore
U dispusitivu core hè u regulatore ME6217C33M5G LDO. U voltagU circuitu di regulatore supporta 2V ~ 6.5V wide voltage input, 3.3V stabile voltage output, è u massimu currenti di output hè 800mA, chì pò scuntrà cumplettamente u voltage esigenze attuali di u modulu di visualizazione.

13) Chjave RESET
Dopu chì u modulu di visualizazione hè attivatu, pressu tirà u pin di reset ESP32 (u statu predeterminatu hè pull up), per ottene a funzione di reset.

14) Circuitu di cuntrollu di Touch Screen Resistivu
U dispositivu core hè XPT2046, chì cumunica cù l'ESP32 attraversu SPI.
Stu circuitu hè u ponte trà a pantalla tattile resistiva è u maestru ESP32, rispunsevuli di trasmette e dati nantu à u touch screen à u maestru ESP32, per ottene e coordenate di u puntu di toccu.

15) Expand the Input Pin
I dui porti IO di input inutilizati nantu à u modulu ESP32 sò stesi per l'usu perifericu.

16) Circuitu di cuntrollu di retroilluminazione
U dispusitivu core hè un tubu di effettu di campu BSS138. Una estremità di stu circuitu hè cunnessu à u pin di cuntrollu di retroilluminazione nantu à u maestru ESP32, è l'altru finale hè cunnessu à u polu negativu di a retroilluminazione di u screnu LCD LED l.amp. Pin di cuntrollu di retroilluminazione tira, retroilluminazione, altrimenti spenta.

17) Interfaccia di parlante
I terminali di cablaggio deve esse cunnessi verticalmente. Adupratu per accede à i parlanti mono è i parlanti.

18) Audio Power Amplifier Circuit
U dispusitivu core hè l'audio FM8002E amplifier IC. Una estremità di stu circuitu hè cunnessu à u pin di output di u valore DAC audio ESP32 è l'altru finale hè cunnessu à l'interfaccia di cornu. A funzione di stu circuitu hè di guidà un picculu cornu o un parlante à u sonu. Per l'alimentazione di 5V, a putenza massima di u drive hè 1.5W (carica 8 ohms) o 2W (carica 4 ohms).

19) SPI Peripheral Interface
Interfaccia horizontale à 4 fili. Pigliate un pin di selezzione di chip inutilizatu è un pin d'interfaccia SPI utilizatu da a carta MicroSD, chì pò esse aduprata per i dispositi SPI esterni o porti IO ordinali.

20) Interfaccia periferica I2C
Interfaccia horizontale à 4 fili. Pigliate i dui pin inutilizati per fà una interfaccia I2C, chì pò esse usata per i dispositi IIC esterni o porti IO ordinali.

Figura 3.5 Circuitu d'interfaccia Type-C

In questu circuitu, D1 hè u diodu Schottky, chì hè utilizatu per impedisce u currente di inversione. D2 à D4 sò diodi di prutezzione elettrostatica per impediscenu chì u modulu di visualizazione sia danatu per via di un vol eccessivu.tage o cortu circuitu. R1 hè a resistenza di pull-down. USB1 hè un bus Type-C. U modulu di visualizazione si cunnetta à l'alimentazione di Type-C, i prugrammi di scaricamentu è a cumunicazione di u portu seriale attraversu u USB1. Induve + 5V è GND sò u putere pusitivu voltagi signali di terra è USB_D- è USB_D + sò segnali USB differenziali, chì sò trasmessi à u circuitu USB-à-serial à bordu.

Figura 3.6 Voltage circuitu di regulatore

In questu circuitu, C16 ~ C19 hè u condensatore di filtru di bypass, chì hè utilizatu per mantene a stabilità di l'input vol.tage è l'output voltage. U U1 hè un LDO 5V à 3.3V cù u numeru di mudellu ME6217C33M5G. Perchè a maiò parte di i circuiti nantu à u modulu di visualizazione necessitanu alimentazione 3.3V, è l'input di energia di l'interfaccia Type-C hè basicamente 5V, cusì u vol.tagU circuitu di cunversione di u regulatore hè necessariu.

Figura 3.7 Circuitu di cuntrollu di touch screen resistive

In questu circuitu, C25 è C27 sò capacitori di filtru bypass, chì sò usati per mantene l'input voltage stabilità. R22 è R32 sò resistori di pull-up utilizati per mantene u statu di pin predeterminatu altu. U4 hè u IC di cuntrollu XPT2046, a funzione di questu IC hè di ottene a coordenada voltagU valore di u puntu di toccu di a pantalla di resistenza di u toccu à traversu X +, X-, Y +, Y- quattru pin, è dopu per cunversione ADC, u valore ADC hè trasmessu à u maestru ESP32. U maestru ESP32 cunvertisce u valore ADC in u valore di coordenate di pixel di a visualizazione. U XPT2046 cumunicà cù u maestru ESP32 via u bus SPI, è perchè sparte u bus SPI cù a visualizazione, u statu di attivazione hè cuntrullatu via u pin CS. U pin PEN hè un pin d'interruzzione di u toccu, è u livellu di input hè bassu quandu si verifica un avvenimentu toccu.

Figura 3.8 USB à u portu seriale è u circuitu di scaricamentu di un clic

In questu circuitu, U3 hè un CH340C USB-to-serial IC, chì ùn hà micca bisognu di un oscillatore di cristalli esterni per facilità u disignu di u circuitu. C6 hè un condensatore di filtru bypass utilizatu per mantene l'input voltage stabilità. Q1 è Q2 sò triodi di tipu NPN, è R6 è R7 sò resistori di corrente limitanti di basa di triode. A funzione di stu circuitu hè di realizà u USB à u portu seriale è a funzione di scaricamentu di un clic. U signale USB hè input è output through UD+ è UD-pins, è hè trasmessu à u maestru ESP32 attraversu pin RXD è TXD dopu a cunversione. Principiu di u circuitu di scaricamentu in un clic:

A. I pins RST è DTR di CH340C producenu altu livellu per difettu. À questu tempu, u triode Q1 è Q2 ùn sò micca accesi, è i pins IO0 è i pins reset di u cuntrollu principali ESP32 sò tirati à altu livellu.
B. I pins RST è DTR di CH340C output low levels, in questu tempu, u triode Q1 è Q2 ùn sò micca sempre nantu, è i pins IO0 è reset pins di u cuntrollu principali ESP32 sò sempre tirati finu à alti livelli.
C. U pin RST di CH340C resta senza cambià, è u pin DTR produce un altu livellu. À questu tempu, Q1 hè sempre tagliatu, Q2 hè attivatu, u pin IO0 di u maestru ESP32 hè sempre tiratu, è u pin reset hè tiratu, è l'ESP32 entra in u statu di reset.
U pin RST di D. CH340C produce un altu livellu, u pin DTR produce un livellu bassu, à questu tempu Q1 hè attivatu, Q2 hè off, u pin di reset di u cuntrollu principale ESP32 ùn diventerà immediatamente altu perchè u condensatore cunnessu hè carcu, ESP32 hè. sempre in u statu di resettore, è u pin IO0 hè subitu tiratu, à questu tempu entrerà in u modu di scaricamentu.

Figura 3.9 Potenza audio ampcircuitu di lificatore

In questu circuitu, R23, C7, C8 è C9 custituiscenu u circuitu di filtru RC, è R10 è R13 sò i resistori di regulazione di guadagnà di u funziunamentu. amplificatore. Quandu u valore di resistenza di R13 ùn hè micca cambiatu, u più chjucu u valore di resistenza di R10, u più grande u voluminu di u parlante esternu. C10 è C11 sò capacitori di accoppiamentu di input. R11 hè a resistenza di pull-up. JP1 hè u portu di cornu / parlante. L'U5 hè a putenza audio FM8002E amplifier IC. Dopu à l'ingressu da AUDIO_IN, u signale audio DAC hè ampLified by FM8002E gain and output to the speaker/speaker by the VO1 and VO2 pins. SHUTDOWN hè u pin di attivazione per FM8002E. U livellu bassu hè attivatu. Per automaticamente, l'altu livellu hè attivatu.

Figura 3.10 Circuitu di cuntrollu principali ESP32-WROOM-32E

In questu circuitu, C4 è C5 sò condensatori di filtru bypass, è U2 sò moduli ESP32-WROOM-32E. Per i dettagli nantu à u circuitu internu di stu modulu, fate riferimentu à a documentazione ufficiale.

Figura 3.11 Circuit reset Key

In questu circuitu, KEY1 hè a chjave, R4 hè a resistenza di pull-up, è C3 hè u condensatore di ritardu. Principiu di reset:

A. Dopu à u putere-on, C3 carichi. À questu tempu, C3 hè equivalente à u cortu circuitu, u pin RESET hè in terra, ESP32 entra in u statu di reset.
B. Quandu C3 hè incaricatu, C3 hè equivalente à u circuitu apertu, u pin RESET hè tiratu, u resettore ESP32 hè finitu, è l'ESP32 entra in u statu di travagliu normale.
C. Quandu KEY1 hè pressatu, u pin RESET hè in terra, ESP32 entra in u statu di resettore, è C3 hè scaricatu attraversu KEY1.
D. Quandu KEY1 hè liberatu, C3 hè carcu. À questu tempu, C3 hè equivalente à u cortu circuitu, u pin RESET hè in terra, ESP32 hè sempre in u statu RESET. Dopu chì C3 hè caricatu, u pin di reset hè tiratu, ESP32 hè resettatu è entra in u statu di travagliu normale.

Se u RESET ùn hè micca successu, u valore di tolleranza di C3 pò esse aumentatu in modu adattatu per ritardà u tempu di reset pin low level.

Figura 3.12 Circuitu d'interfaccia di u modulu seriale

In questu circuitu, P2 hè un sediu di pitch 4P 1.25mm, R29 è R30 sò resistori di equilibriu d'impedenza, è Q5 hè un tubu d'effettu di campu chì cuntrolla l'alimentazione di entrata di 5V. R31 hè una resistenza pull-down. Cunnette RXD0 è TXD0 à pins seriali, è furnisce u putere à l'altri dui pin. Stu portu hè cunnessu à u stessu portu seriale cum'è u modulu di u portu USB à seriale à bordu.

Figura 3.13 Extended IO and peripheral interface circuits

In questu circuitu, P3 è P4 sò 4P 1.25mm pitch seats, è JP3 sò 2P 1.25mm pitch. R33 è R34 sò resistori di pull-up pin I2C. I pin SPI_CLK, SPI_MISO, SPI_MOSI sò spartuti cù i pin SPI di a carta MicroSD. Pins SPI_CS, IIC_SCL, IIC_SDA, IO35, IO39 ùn sò micca aduprati da i dispositi di bordu, cusì sò purtati fora per cunnette i dispositi SPI è IIC, è ponu ancu esse usatu per IO ordinariu. Cose da guardà:

A. IO35 è IO39 pò esse solu pins input;
B. Quandu u pin IIC hè utilizatu per IO ordinariu, hè megliu per sguassà a resistenza di pull-up R33 è R34;

Figura 3.13 Circuitu di gestione di carica è scaricamentu di a bateria

In questu circuitu, C20, C21, C22 è C23 sò capacitori di filtru bypass. U6 hè l'IC di gestione di carica di a batteria TP4054. R27 regula u currente di carica di a batteria. JP2 hè un sediu 2P 1.25mm pitch, cunnessu à una batteria. Q3 hè un FET à canale P. R28 hè una resistenza di pull-down di griglia Q3. TP4054 carica a batteria attraversu u pin BAT, più chjuca hè a resistenza R27, più grande hè a corrente di carica, u massimu hè 500mA. Q3 è R28 inseme custituiscenu u circuitu di scaricamentu di a batteria, quandu ùn ci hè micca un fornimentu di energia attraversu l'interfaccia Type-C, u + 5V voltage hè 0, allora a porta Q3 hè tirata finu à u livellu bassu, u drenu è a surgente sò accese, è a bateria furnisce u putere à u modulu di visualizazione tutale. Quandu alimentatu attraversu l'interfaccia Type-C, u +5V voltage hè 5V, allura a porta Q3 hè alta 5V, u drenu è a surgente sò tagliati, è u supply di batterie hè interrottu.

Figura 3.14 Interfaccia di saldatura di cablaggio di pannelli LCD 18P

In questu circuitu, C24 hè u condensatore di filtru di bypass, è QD1 hè l'interfaccia di saldatura di schermu di cristalli liquidi 18P 0.8mm pitch. U QD1 hà un pin di signali di resistenza touch screen, LCD screen voltage pin, pin di cumunicazione SPI, pin di cuntrollu è pin di circuitu di retroilluminazione. L'ESP32 usa questi pin per cuntrullà u LCD è u touch screen.

Figura 3.15 Download circuit button

In questu circuitu, KEY2 hè a chjave è R5 hè a resistenza di pull-up. IO0 hè altu per difettu è bassu quandu KEY2 hè pressatu. Mantene premutu KEY2, accende o resettate, è l'ESP32 entre in u modu di scaricamentu. In altri casi, KEY2 pò esse usata cum'è una chjave normale.

Figura 3.15 Circuitu di rilevazione di u nivellu di bateria

In questu circuitu, R2 è R3 sò parziali voltage resistori, è C1 è C2 sò condensatori di filtru bypass. A batteria voltagL'entrée de signal BAT+ passe par la résistance diviseur. BAT_ADC hè u voltage valore à e duie estremità di R3, chì hè trasmessu à u maestru ESP32 attraversu u pin d'ingressu, è poi cunvertitu da ADC per ottene infine u vol di batteria.tage valore. U voltagU divisore hè utilizatu perchè l'ESP32 ADC converte un massimu di 3.3V, mentri a saturazione di a bateria vol.tage hè 4.2V, chì hè fora di gamma. U voltage multiplicate da 2 hè u vol di bateria attualetage.

Figura 3.16 Circuitu di cuntrollu di retroilluminazione LCD

In questu circuitu, R24 hè a resistenza di debugging è hè ritenuta temporaneamente. Q4 hè u tubu di effettu di campu N-canale, R25 hè a resistenza di pull-down di a griglia Q4, è R26 hè a resistenza limitante di corrente di retroilluminazione. U LCD retroilluminazione LED lamp hè in u statu parallelu, u polu pusitivu hè cunnessu à 3.3V, è u polu negativu hè cunnessu à u drenu di Q4. Quandu u pin di cuntrollu LCD_BL outputs high voltage, u drenu è u polu di fonte di Q4 sò attivati. A stu tempu, u polu negativu di u LCD backlight hè grounded, è u backlight LED lamp s’allume et émet de la lumière. Quandu u pin di cuntrollu LCD_BL outputs low voltage, u drain è a fonte di Q4 sò tagliati, è a retroilluminazione negativa di u screnu LCD hè sospesa, è a retroilluminazione LED lamp ùn hè micca accesa. Per automaticamente, a retroilluminazione LCD hè spenta. A riduzione di a resistenza R26 pò aumentà a luminosità massima di a retroilluminazione. Inoltre, u pin LCD_BL pò inserisce un signalu PWM per aghjustà a retroilluminazione LCD.

Figura 3.17 Circuitu di cuntrollu di retroilluminazione LCD

In stu circuit, LED2 hè un RGB tri-culore lamp, è R14 ~ R16 hè un tri-culore lamp resistenza limitante di corrente. LED2 cuntene luci LED rosse, verdi è blu, chì sò cunnessi anodi cumuni, IO16, IO17 è IO22 sò trè pin di cuntrollu, chì illuminanu luci LED à livellu bassu è spegne luci LED à altu livellu.

Figura 3.18 Circuitu d'interfaccia di slot per carta MicroSD

In questu circuitu, SD_CARD1 hè u slot per a carta MicroSD. R17 à R21 sò resistori di pull-up per ogni pin. C26 hè u condensatore di filtru di bypass. Stu circuitu interfaccia adopta u modu di cumunicazione SPI. Supporta l'almacenamiento à alta velocità di e carte MicroSD.
Nota chì sta interfaccia sparte u bus SPI cù l'interfaccia periferica SPI.