LCD WIKI E32R32P, E32N32P 3.2 tommu IPS ESP32-32E 
Sýningareining notendahandbók

Auðlindaskráin er sýnd á eftirfarandi mynd:

Mynd 1.1 Vöruupplýsingapakka vörulisti

Skref fyrir hugbúnaðarþróun skjáeiningar eru sem hér segir:

A. Byggja ESP32 vettvang hugbúnaðarþróunarumhverfi;
B. ef nauðsyn krefur, flytja inn hugbúnaðarsöfn frá þriðja aðila sem grunn fyrir þróun;
C. opna hugbúnaðarverkefnið sem á að kemba, þú getur líka búið til nýtt hugbúnaðarverkefni;
D. kveiktu á skjáeiningunni, settu saman og halaðu niður kembiforritinu og athugaðu síðan hugbúnaðinn sem keyrir;
E. hugbúnaðaráhrifin ná ekki tilætluðum árangri, haltu áfram að breyta forritskóðanum og safnaðu síðan saman og hlaða niður, þar til áhrifin ná tilætluðum árangri;

Fyrir frekari upplýsingar um undanfarandi skref, sjá skjölin í 1-Demo möppunni.

3.1. Yfirview af vélbúnaðartilföngum einingarinnar birtist
Vélbúnaðartilföng eru sýnd á eftirfarandi tveimur myndum:

Mynd 3.1 Vélbúnaðartilföng einingar 1

Mynd 3.2 Vélbúnaðartilföng einingar 2

Vélbúnaðarauðlindum er lýst sem hér segir:

LCD skjástærðin er 3.2 tommur, IC ökumanns er ST7789 og upplausnin er 240×320. ESP32 er tengdur með 4 víra SPI samskiptaviðmóti.

A. Kynning á ST7789 stjórnandi

ST7789 stjórnandi styður hámarksupplausn 240*320 og 172800 bæta GRAM. Það styður einnig 8-bita, 9-bita, 16-bita og 18-bita samhliða gagnarútur. Það styður einnig 3 víra og 4 víra SPI raðtengi. Þar sem samhliða stjórnun krefst fjölda IO-tengja er sú algengasta SPI raðtengjastýring. ST7789 styður einnig 65K, 262K RGB litaskjá, litur á skjánum er mjög ríkur, en styður snúningsskjá og skrunskjá og myndspilun, skjá á margvíslegan hátt.

ST7789 stjórnandi notar 16bit (RGB565) til að stjórna pixlaskjá, þannig að hann getur sýnt allt að 65K liti á pixla. Dílavistfangsstillingin er framkvæmd í röð raða og dálka og stækkun og lækkandi átt er ákvörðuð af skönnunarstillingunni. ST7789 skjáaðferðin er framkvæmd með því að stilla heimilisfangið og stilla síðan litagildið.

B. Kynning á SPI samskiptareglum

Tímasetning ritunarhams 4-víra SPI strætósins er sýnd á eftirfarandi mynd:

Mynd 3.3 Ritunarham tímasetning 4-víra SPI strætó

CSX er þrælflísaval og kubburinn verður aðeins virkur þegar CSX er á lágu aflstigi.
D/CX er gagna-/skipunarstýripinninn á flísinni. Þegar DCX er að skrifa skipanir á lágu stigi eru gögn skrifuð á háu stigi
SCL er SPI strætaklukkan, þar sem hver hækkandi brún sendir 1 bita af gögnum;
SDA er gögnin sem send eru af SPI, sem sendir 8 bita af gögnum í einu. Gagnasniðið er sýnt á eftirfarandi mynd:

Mynd 3.4 4 SPI sendingargagnasnið

Hár biti fyrst, sendu fyrst.
Fyrir SPI samskipti hafa gögn sendingartímasetningu, með blöndu af rauntíma klukkufasa (CPHA) og klukkuskautun (CPOL):
Stig CPOL ákvarðar aðgerðaleysisstig samstilltu raðklukkunnar, með CPOL=0, sem gefur til kynna lágt stig. CPOL par sendingarsamskiptareglur
Umræðan hafði ekki mikil áhrif;

Hæð CPHA ákvarðar hvort raðklukkan safnar gögnum á fyrstu eða annarri klukkustökkbrún,
Þegar CPHL=0, framkvæma gagnasöfnun á fyrstu umbreytingarbrún;
Samsetning þessara tveggja myndar fjórar SPI samskiptaaðferðir, og SPI0 er almennt notað í Kína, þar sem CPHL=0 og CPOL=0

2) Viðnámssnertiskjár
Viðnámssnertiskjárinn er 3.2 tommur að stærð og er tengdur við XPT2046 stýrikerfisins í gegnum fjóra pinna: XL, XR, YU, YD.

3) ESP32-WROOM-32E mát
Þessi eining er með innbyggðum ESP32-DOWD-V3 flís, Xtensa tvíkjarna 32-bita LX6 örgjörva og styður klukkuhraða allt að 240MHz. Það hefur 448KB ROM, 520KB SRAM, 16KB RTC SRAM og 4MB QSPI Flash. 2.4GHz WIFI, Bluetooth V4.2 og Bluetooth Low Power einingar eru studdar. Ytri 26 GPIO, styðja SD kort,
UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, mótor PWM, I2S, IR, púlsteljari, GPIO, rafrýmd snertiskynjari, ADC, DAC, TWAI og önnur jaðartæki.

4) MicroSD kortarauf
Með því að nota SPI samskiptaham og ESP32 tengingu, stuðningur við MicroSD kort af ýmsum getu.

5) RGB þriggja lita LED
Hægt er að nota rautt, grænt og blátt LED ljós til að gefa til kynna gangstöðu forritsins.

6) Serial Port
Ytri raðtengieining er notuð fyrir raðtengisamskipti.

7) USB í raðtengi og niðurhalsrás með einum smelli
Kjarna tækið er CH340C, annar endi er tengdur við tölvuna USB, annar endi er tengdur við ESP32 raðtengi, til að ná USB til TTL raðtengi.
Að auki er niðurhalsrás með einum smelli einnig tengd, það er, þegar forritið er hlaðið niður, getur það sjálfkrafa farið í niðurhalsham, án þess að þurfa að snerta í gegnum ytri.

8) Rafhlöðuviðmót
Tveggja pinna tengi, einn fyrir jákvæða rafskautið, einn fyrir neikvæða rafskautið, aðgangur að rafhlöðunni og hleðslu.

9) Rafhlöðuhleðslu- og afhleðslustjórnunarhringrás
Kjarnabúnaðurinn er TP4054, þessi hringrás getur stjórnað hleðslustraumi rafhlöðunnar, rafhlaðan er örugglega hlaðin í mettunarástand, en getur einnig stjórnað rafhlöðunni á öruggan hátt.

10) BOOT lykill
Eftir að kveikt er á skjáeiningunni mun ýta á lækka IO0. Ef kveikt er á einingunni eða ESP32 er endurstillt, mun lækkun IO0 fara í niðurhalsham. Önnur hulstur er hægt að nota sem venjulega hnappa.

11) Tegund-C tengi
Aðalaflgjafaviðmót og forritsniðurhalsviðmót skjáeiningarinnar. Tengdu USB við raðtengi og niðurhalsrás með einum smelli, hægt að nota fyrir aflgjafa, niðurhal og raðsamskipti.

12) 5V til 3.3V Voltage Regulator Circuit
Kjarnabúnaðurinn er ME6217C33M5G LDO þrýstijafnarinn. The voltage eftirlitskerfi hringrás styður 2V ~ 6.5V breiður voltage inntak, 3.3V stöðugt binditage framleiðsla, og hámarks úttaksstraumur er 800mA, sem getur fullkomlega uppfyllt voltage og núverandi kröfur skjáeiningarinnar.

13) RESET takki
Eftir að kveikt er á skjáeiningunni mun ýta á að draga ESP32 endurstillingspinnann niður (sjálfgefið ástand er draga upp), til að ná endurstillingaraðgerðinni.

14) Viðnámsstýringarrás fyrir snertiskjá
Kjarnabúnaðurinn er XPT2046, sem hefur samskipti við ESP32 í gegnum SPI.
Þessi hringrás er brúin milli viðnámssnertiskjásins og ESP32 meistarans, sem ber ábyrgð á að senda gögnin á snertiskjánum til ESP32 meistarans, til að fá hnit snertipunktsins.

15) Stækkaðu inntakspinnann
Tvær ónotuðu inntaks IO tengin á ESP32 einingunni eru dregin út fyrir jaðarnotkun.

16) Bakljósstýringarrás
Kjarnabúnaðurinn er BSS138 sviðsáhrif rör. Annar endi þessarar hringrásar er tengdur við baklýsingapinnann á ESP32 masternum og hinn endinn er tengdur við neikvæða pólinn á baklýsingu LCD skjásins LED lamp. Bakljóssstýringarpinna draga upp, bakljós, annars slökkt.

17) Hátalaraviðmót
Raflögn verða að vera tengd lóðrétt. Notað til að fá aðgang að mónó hátölurum og hátölurum.

18) Hljóðkraftur Amplifier Hringrás
Kjarna tækið er FM8002E hljóð amplifier IC. Annar endi þessarar hringrásar er tengdur við ESP32 hljóð DAC gildi úttakspinnann og hinn endinn er tengdur við hornviðmótið. Hlutverk þessarar hringrásar er að keyra lítið aflhorn eða hátalara til að hljóma. Fyrir 5V aflgjafa er hámarks akstursafl 1.5W (álag 8 ohm) eða 2W (álag 4 ohm).

19) SPI jaðarviðmót
4-víra lárétt tengi. Leiddu út ónotaðan flísvalpinna og SPI tengipinna sem MicroSD kortið notar, sem hægt er að nota fyrir ytri SPI tæki eða venjuleg IO tengi.

20) I2C jaðarviðmót
4-víra lárétt tengi. Leiddu út tvo ónotuðu pinnana til að búa til I2C tengi, sem hægt er að nota fyrir ytri IIC tæki eða venjuleg IO tengi.

Mynd 3.5 Tegund-C tengirás

Í þessari hringrás er D1 Schottky díóðan, sem er notuð til að koma í veg fyrir að straumurinn snúist við. D2 til D4 eru rafstöðueiginleikar til að koma í veg fyrir að skjáeiningin skemmist vegna of mikils magnstage eða skammhlaup. R1 er niðurdráttarviðnámið. USB1 er Type-C strætó. Skjáeiningin tengist Type-C aflgjafa, hlaða niður forritum og raðtengissamskiptum í gegnum USB1. Þar sem +5V og GND eru jákvætt afl voltage og jarðmerki USB_D- og USB_D+ eru mismunadrif USB-merki, sem eru send til USB-í-raðrásar um borð.

Mynd 3.6 Voltage stýrikerfi hringrás

Í þessari hringrás er C16 ~ C19 framhjáveitu síuþéttinn, sem er notaður til að viðhalda stöðugleika inntaksrúmmálsinstage og framleiðsla binditage. U1 er 5V til 3.3V LDO með tegundarnúmerinu ME6217C33M5G. Vegna þess að flestar rafrásirnar á skjáeiningunni þurfa 3.3V aflgjafa og aflinntak Type-C tengisins er í grundvallaratriðum 5V, þannig að rúmmáliðtagKrafist er umbreytingarrásar þrýstijafnarans.

Mynd 3.7 Viðnámsstýringarrás fyrir snertiskjá

Í þessari hringrás eru C25 og C27 framhjárásarsíuþéttar, sem eru notaðir til að viðhalda inntaksrúmmálitage stöðugleiki. R22 og R32 eru uppdráttarviðnám sem notuð eru til að halda sjálfgefna pinnastöðunni eins háu. U4 er XPT2046 stjórn IC, hlutverk þessa IC er að fá hnit rúmmáltage gildi snertipunkts viðnámssnertiskjásins í gegnum X+, X-, Y+, Y- fjóra pinna, og síðan í gegnum ADC umbreytingu, er ADC gildið sent til ESP32 meistarans. ESP32 meistarinn breytir síðan ADC gildinu í pixlahnitagildi skjásins. XPT2046 hefur samskipti við ESP32 meistarann ​​í gegnum SPI rútuna og vegna þess að hann deilir SPI rútunni með skjánum er virkjunarstöðunni stjórnað með CS pinnanum. PEN pinninn er snertipinni og inntaksstigið er lágt þegar snertitilvik á sér stað.

Mynd 3.8 USB í raðtengi og niðurhalsrás með einum smelli

Í þessari hringrás er U3 CH340C USB-til-rað IC, sem þarf ekki utanaðkomandi kristalsveifla til að auðvelda hringrásarhönnun. C6 er bypass síunarþétti sem notaður er til að viðhalda inntaksrúmmálitage stöðugleiki. Q1 og Q2 eru þríóða af NPN gerð og R6 og R7 eru þríóða grunntakmarkandi straumviðnám. Hlutverk þessarar hringrásar er að átta sig á USB til raðtengi og niðurhalsaðgerð með einum smelli. USB merkið er inntakið og gefið út í gegnum UD+ og UD- pinna og er sent til ESP32 meistarans í gegnum RXD og TXD pinna eftir umbreytingu. Regla um niðurhalsrás með einum smelli:

A. RST og DTR pinnar á CH340C gefa sjálfgefið út á háu stigi. Á þessum tíma eru Q1 og Q2 tríódinn ekki á og IO0 pinnar og endurstillingapinnar á ESP32 aðalstýringunni eru dregnir upp á hátt.
B. RST og DTR pinnar á CH340C gefa út lágt stig, á þessum tíma eru Q1 og Q2 tríódinn enn ekki á, og IO0 pinnar og endurstillingapinnar á ESP32 aðalstýringunni eru enn dregnir upp á hátt stig.
C. RST pinninn á CH340C helst óbreyttur og DTR pinninn gefur frá sér hátt stig. Á þessum tíma er Q1 enn skorið af, Q2 er á, IO0 pinna ESP32 mastersins er enn dreginn upp og endurstillingspinninn er dreginn niður og ESP32 fer í endurstillingarstöðu.
D. RST pinninn á CH340C gefur út hátt, DTR pinninn gefur út lágt stig, á þessum tíma er Q1 á, Q2 er slökkt, endurstillingspinninn á ESP32 aðalstýringunni verður ekki strax hár vegna þess að tengdur þétti er hlaðinn, ESP32 er enn í endurstillingu og IO0 pinna er strax dreginn niður, á þessum tíma fer hann í niðurhalsham.

Mynd 3.9 Hljóðstyrkur amplyftara hringrás

Í þessari hringrás mynda R23, C7, C8 og C9 RC síurásina og R10 og R13 eru ávinningsstillingarviðnám rekstrarins. amplifier. Þegar viðnámsgildi R13 er óbreytt, því minna sem viðnámsgildi R10 er, því meira er hljóðstyrk ytri hátalarans. C10 og C11 eru inntakstengiþéttar. R11 er uppdráttarviðnámið. JP1 er horn/hátalara tengið. U5 er FM8002E hljóðafl amplifier IC. Eftir inntak af AUDIO_IN er hljóð DAC merki ampstyrkt af FM8002E aukningu og útgangi til hátalarans/hátalarans með VO1 og VO2 pinnum. SHUTDOWN er virkjanapinninn fyrir FM8002E. Lágt stig er virkt. Sjálfgefið er að hátt stig er virkt.

Mynd 3.10 ESP32-WROOM-32E aðalstýrirás

Í þessari hringrás eru C4 og C5 framhjárásarsíuþéttar og U2 ESP32-WROOM-32E einingar. Fyrir frekari upplýsingar um innri hringrás þessarar einingar, vinsamlegast skoðaðu opinberu skjölin.

Mynd 3.11 Endurstillingarrás lykla

Í þessari hringrás er KEY1 lykillinn, R4 er uppdráttarviðnám og C3 er seinkun þétti. Endurstilla meginreglan:

A. Eftir ræsingu hleðst C3. Á þessum tíma jafngildir C3 skammhlaupi, RESET pinna er jarðtengdur, ESP32 fer í endurstillingarstöðu.
B. Þegar C3 er hlaðið jafngildir C3 opnu hringrásinni, RESET pinna er dreginn upp, ESP32 endurstillingu er lokið og ESP32 fer í eðlilegt vinnuástand.
C. Þegar ýtt er á KEY1 er RESET pinna jarðtengdur, ESP32 fer í endurstillingarstöðu og C3 er tæmd í gegnum KEY1.
D. Þegar KEY1 er sleppt er C3 hlaðið. Á þessum tíma jafngildir C3 skammhlaupi, RESET pinna er jarðtengdur, ESP32 er enn í RESET ástandi. Eftir að C3 er hlaðinn er endurstillingspinninn dreginn upp, ESP32 er endurstillt og fer í eðlilegt vinnuástand.

Ef ENDURSTILLING mistekst, er hægt að auka vikmörk C3 á viðeigandi hátt til að seinka afturstillingarpinnanum á lágu stigi.

Mynd 3.12 Tengirás raðeiningarinnar

Í þessari hringrás er P2 4P 1.25 mm sæti, R29 og R30 eru viðnám viðnámsjafnvægis og Q5 er sviðsáhrif rör sem stjórnar 5V inntaksaflgjafanum. R31 er niðurdraganleg viðnám. Tengdu RXD0 og TXD0 við raðpinna og láttu hina tvo pinnana fá rafmagn. Þetta tengi er tengt við sömu raðtengi og innbyggða USB-í-raðtengi einingin.

Mynd 3.13 Útvíkkuð IO og jaðarviðmótsrásir

Í þessari hringrás eru P3 og P4 4P 1.25 mm sæti og JP3 2P 1.25 mm sæti. R33 og R34 eru I2C pinna uppdráttarviðnám. SPI_CLK, SPI_MISO, SPI_MOSI pinna er deilt með MicroSD korti SPI pinna. Pinnar SPI_CS, IIC_SCL, IIC_SDA, IO35, IO39 eru ekki notaðir af innbyggðum tækjum, þannig að þeir eru leiddir út til að tengja SPI og IIC tæki, og er einnig hægt að nota fyrir venjulegt IO. Atriði sem þarf að varast:

A. IO35 og IO39 geta aðeins verið inntakspinnar;
B. Þegar IIC pinninn er notaður fyrir venjulegan IO, er best að fjarlægja R33 og R34 uppdráttarviðnámið;

Mynd 3.13 Hleðslu- og afhleðslustjórnunarrás rafhlöðu

Í þessari hringrás eru C20, C21, C22 og C23 framhjárásarsíuþéttar. U6 er TP4054 rafhlaða hleðslustjórnun IC. R27 stjórnar hleðslustraumi rafhlöðunnar. JP2 er 2P 1.25 mm sæti, tengt við rafhlöðu. Q3 er P-rás FET. R28 er Q3 grid pull-down viðnám. TP4054 hleður rafhlöðuna í gegnum BAT pinna, því minni sem R27 viðnámið er, því meiri hleðslustraumur, hámarkið er 500mA. Q3 og R28 mynda saman rafhlöðuafhleðslurásina, þegar engin aflgjafi er í gegnum Type-C tengið, +5V voltage er 0, þá er Q3 hliðið dregið niður á lágt stig, kveikt er á frárennsli og uppsprettu og rafhlaðan gefur orku til allra skjáeiningarinnar. Þegar það er knúið í gegnum Type-C tengi, +5V voltage er 5V, þá er Q3 hliðið 5V hátt, frárennsli og uppspretta eru slökkt og rafhlaðan er rofin.

Mynd 3.14 18P LCD spjaldið raflögn suðu tengi

Í þessari hringrás er C24 framhjáveitu síuþéttirinn og QD1 er 18P 0.8 mm hæð fljótandi kristals skjásuðuviðmótsins. QD1 er með mótstöðu snertiskjámerkjapinna, LCD skjár voltage pinna, SPI samskipta pinna, stjórn pinna og baklýsingu hringrás pinna. ESP32 notar þessa pinna til að stjórna LCD og snertiskjánum.

Mynd 3.15 Niðurhalshnapparás

Í þessari hringrás er KEY2 lykillinn og R5 er uppdráttarviðnámið. IO0 er sjálfgefið hátt og lágt þegar ýtt er á KEY2. Haltu inni KEY2, kveiktu á eða endurstilltu og ESP32 fer í niðurhalsham. Í öðrum tilvikum er hægt að nota KEY2 sem venjulegan lykil.

Mynd 3.15 Uppgötvunarrás rafhlöðustigs

Í þessari hringrás eru R2 og R3 að hluta rúmmáltage viðnám, og C1 og C2 eru framhjárásarsíuþéttar. Rafhlaðan voltage BAT+ merkjainntak fer í gegnum deiliviðnám. BAT_ADC er binditage gildi í báðum endum R3, sem er sent til ESP32 meistarans í gegnum inntakspinnann, og síðan breytt með ADC til að fá að lokum rafhlöðunatage gildi. The voltage divider er notaður vegna þess að ESP32 ADC breytir að hámarki 3.3V, en rafhlöðumettunarrúmmáliðtage er 4.2V, sem er utan sviðs. Fengið binditage margfaldað með 2 er raunverulegt rúmmál rafhlöðunnartage.

Mynd 3.16 LCD baklýsingu stýrirás

Í þessari hringrás er R24 ​​kembiviðnámið og er haldið tímabundið. Q4 er N-rás sviðsáhrifa rör, R25 er Q4 rist niðurdragandi viðnám og R26 er baklýsingu núverandi takmarkandi viðnám. LCD baklýsing LED lamp er í samhliða ástandi, jákvæði stöngin er tengdur við 3.3V og neikvæði stöngin er tengdur við holræsi Q4. Þegar stjórnpinninn LCD_BL gefur út hátt voltage, kveikt er á frárennslis- og upptökustöng Q4. Á þessum tíma er neikvæði skaut LCD-baklýsingarinnar jarðtengdur og baklýsingu LED lamp er kveikt og gefur frá sér ljós. Þegar stýripinna LCD_BL gefur út lágt voltage, frárennsli og uppspretta Q4 eru slökkt og neikvæða baklýsing LCD skjásins er stöðvuð og baklýsing LED lamp er ekki kveikt á. Sjálfgefið er að slökkt er á LCD-baklýsingu. Að draga úr R26 viðnáminu getur aukið hámarks birtustig bakljóssins. Að auki getur LCD_BL pinnan lagt inn PWM merki til að stilla LCD baklýsinguna.

Mynd 3.17 LCD baklýsingu stýrirás

Í þessari hringrás er LED2 RGB þriggja lita lamp, og R14~R16 er þriggja lita lamp straumtakmarkandi viðnám. LED2 inniheldur rautt, grænt og blátt LED ljós, sem eru algeng rafskautstenging, IO16, IO17 og IO22 eru þrír stýripinnar, sem lýsa upp LED ljós á lágu stigi og slökkva LED ljós á háu stigi

Mynd 3.18 MicroSD kortarauf tengi hringrás

Í þessari hringrás er SD_CARD1 MicroSD kortarauf. R17 til R21 eru uppdráttarviðnám fyrir hvern pinna. C26 er framhjárásarsíuþéttirinn. Þessi tengirás samþykkir SPI samskiptaham. Styður háhraða geymslu á MicroSD kortum.
Athugaðu að þetta viðmót deilir SPI rútunni með SPI jaðarviðmótinu.