LCD WIKI E32R32P, E32N32P 3.2inch IPS ESP32-32E 
Display Module User Manual

Ang direktoryo ng mapagkukunan ay ipinapakita sa sumusunod na figure:

Figure 1.1 Katalogo ng Pack ng Impormasyon ng Produkto

Ang mga hakbang sa pagbuo ng software ng module ng display ay ang mga sumusunod:

A. Bumuo ng ESP32 platform software development environment;
B. kung kinakailangan, mag-import ng mga third-party na software library bilang batayan para sa pag-unlad;
C. buksan ang proyekto ng software na i-debug, maaari ka ring lumikha ng isang bagong proyekto ng software;
D. kapangyarihan sa display module, i-compile at i-download ang debugging program, at pagkatapos ay suriin ang software na tumatakbo na epekto;
E. ang epekto ng software ay hindi umabot sa inaasahan, patuloy na baguhin ang code ng programa, at pagkatapos ay i-compile at i-download, hanggang ang epekto ay umabot sa inaasahan;

Para sa mga detalye tungkol sa mga naunang hakbang, tingnan ang dokumentasyon sa 1-Demo na direktoryo.

3.1. Higit saview ng module hardware resources ay ipinapakita
Ang mga mapagkukunan ng hardware ng module ay ipinapakita sa sumusunod na dalawang figure:

Larawan 3.1 Mga mapagkukunan ng hardware ng module 1

Larawan 3.2 Mga mapagkukunan ng hardware ng module 2

Ang mga mapagkukunan ng hardware ay inilarawan bilang mga sumusunod:

Ang laki ng LCD display ay 3.2 pulgada, ang driver IC ay ST7789, at ang resolution ay 240 × 320. Ang ESP32 ay konektado gamit ang isang 4-wire SPI na interface ng komunikasyon.

A. Panimula sa ST7789 controller

Sinusuportahan ng ST7789 controller ang maximum na resolution na 240*320 at isang 172800-byte na GRAM. Sinusuportahan din nito ang 8-bit, 9-bit, 16-bit, at 18-bit parallel port data bus. Sinusuportahan din nito ang 3-wire at 4-wire na SPI serial port. Dahil ang parallel control ay nangangailangan ng malaking bilang ng mga IO port, ang pinakakaraniwan ay ang SPI serial port control. Sinusuportahan din ng ST7789 ang 65K, 262K RGB color display, ang kulay ng display ay napakayaman, habang sinusuportahan ang umiikot na display at scroll display at video playback, na ipinapakita sa iba't ibang paraan.

Gumagamit ang ST7789 controller ng 16bit (RGB565) para kontrolin ang isang pixel display, kaya maaari itong magpakita ng hanggang 65K na kulay bawat pixel. Ginagawa ang setting ng pixel address sa pagkakasunud-sunod ng mga row at column, at ang pagdaragdag at pagbaba ng direksyon ay tinutukoy ng mode ng pag-scan. Ang pamamaraan ng pagpapakita ng ST7789 ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagtatakda ng address at pagkatapos ay pagtatakda ng halaga ng kulay.

B. Panimula sa protocol ng komunikasyon ng SPI

Ang timing ng writing mode ng 4-wire SPI bus ay ipinapakita sa sumusunod na figure:

Figure 3.3 Writing mode timing ng 4-wire SPI bus

Ang CSX ay isang slave chip na seleksyon, at ang chip ay papaganahin lamang kapag ang CSX ay nasa mababang antas ng kapangyarihan.
Ang D/CX ay ang data/command control pin ng chip. Kapag ang DCX ay nagsusulat ng mga utos sa mababang antas, ang data ay isinusulat sa matataas na antas
Ang SCL ay ang SPI bus clock, na ang bawat tumataas na gilid ay nagpapadala ng 1 bit ng data;
Ang SDA ay ang data na ipinadala ng SPI, na nagpapadala ng 8 bits ng data nang sabay-sabay. Ang format ng data ay ipinapakita sa sumusunod na figure:

Figure 3.4 4 SPI transmission data format

High bit muna, transmit muna.
Para sa komunikasyon ng SPI, may transmission timing ang data, na may kumbinasyon ng real-time clock phase (CPHA) at clock polarity (CPOL):
Tinutukoy ng antas ng CPOL ang antas ng idle state ng serial synchronous na orasan, na may CPOL=0, na nagpapahiwatig ng mababang antas. Protocol ng paghahatid ng pares ng CPOL
Ang talakayan ay walang gaanong impluwensya;

Tinutukoy ng taas ng CPHA kung nangongolekta ng data ang serial synchronous na orasan sa una o pangalawang gilid ng jump ng orasan,
Kapag CPHL=0, magsagawa ng pangongolekta ng data sa unang gilid ng transition;
Ang kumbinasyon ng dalawang ito ay bumubuo ng apat na paraan ng komunikasyon ng SPI, at ang SPI0 ay karaniwang ginagamit sa China, kung saan ang CPHL=0 at CPOL=0

2) Resistive Touch Screen
Ang resistive touch screen ay 3.2 pulgada ang laki at konektado sa XPT2046 control IC sa pamamagitan ng apat na pin: XL, XR, YU, YD.

3) ESP32-WROOM-32E Module
Ang module na ito ay may built-in na ESP32-DOWD-V3 chip, Xtensa dual-core 32-bit LX6 microprocessor, at sumusuporta sa clock rate hanggang 240MHz. Mayroon itong 448KB ROM, 520KB SRAM, 16KB RTC SRAM, at 4MB QSPI Flash. Sinusuportahan ang 2.4GHz WIFI, Bluetooth V4.2 at Bluetooth Low power modules. Panlabas na 26 GPIO, suporta sa SD card,
UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, motor PWM, I2S, IR, pulse counter, GPIO, capacitive touch sensor, ADC, DAC, TWAI at iba pang peripheral.

4) Slot ng MicroSD Card
Gamit ang mode ng komunikasyon ng SPI at koneksyon ng ESP32, suporta para sa mga MicroSD card na may iba't ibang kapasidad.

5) RGB na Tatlong Kulay na LED
Maaaring gamitin ang pula, berde at asul na mga ilaw ng LED upang ipahiwatig ang katayuan ng pagpapatakbo ng programa.

6) Serial Port
Ang isang panlabas na serial port module ay ginagamit para sa serial port na komunikasyon.

7) USB sa Serial Port at One-Click Download Circuit
Ang pangunahing aparato ay CH340C, ang isang dulo ay konektado sa computer USB, ang isang dulo ay konektado sa ESP32 serial port, upang makamit ang USB sa TTL serial port.
Bilang karagdagan, ang isang pag-download na circuit ng isang pag-click ay nakalakip din, iyon ay, kapag nagda-download ng programa, maaari itong awtomatikong pumasok sa mode ng pag-download, nang hindi kinakailangang hawakan sa pamamagitan ng panlabas.

8) Interface ng Baterya
Dalawang-pin na interface, isa para sa positibong elektrod, isa para sa negatibong elektrod, i-access ang power supply ng baterya at pag-charge.

9) Sirkit ng Pamamahala ng Pagsingil at Pagdiskarga ng Baterya
Ang pangunahing aparato ay TP4054, ang circuit na ito ay maaaring makontrol ang kasalukuyang pag-charge ng baterya, ang baterya ay ligtas na sisingilin sa saturation na estado, ngunit maaari ring ligtas na makontrol ang paglabas ng baterya.

10) BOOT Key
Matapos i-on ang display module, ang pagpindot ay magpapababa ng IO0. Kung sa sandaling naka-on ang module o na-reset ang ESP32, ang pagbaba ng IO0 ay papasok sa download mode. Ang iba pang mga kaso ay maaaring gamitin bilang ordinaryong mga pindutan.

11) Uri-C na Interface
Ang pangunahing interface ng power supply at interface ng pag-download ng program ng display module. Ikonekta ang USB sa serial port at one-click download circuit, maaaring gamitin para sa power supply, pag-download at serial communication.

12) 5V hanggang 3.3V Voltage Regulator Circuit
Ang pangunahing device ay ang ME6217C33M5G LDO regulator. Ang voltagSinusuportahan ng e regulator circuit ang 2V~6.5V wide voltage input, 3.3V stable voltage output, at ang pinakamataas na kasalukuyang output ay 800mA, na maaaring ganap na matugunan ang voltage at kasalukuyang mga kinakailangan ng display module.

13) RESET Key
Matapos i-on ang display module, ang pagpindot ay hihilahin ang ESP32 reset pin pababa (ang default na estado ay pull up), upang makamit ang reset function.

14) Resistive Touch Screen Control Circuit
Ang pangunahing device ay XPT2046, na nakikipag-ugnayan sa ESP32 sa pamamagitan ng SPI.
Ang circuit na ito ay ang tulay sa pagitan ng resistive touch screen at ng ESP32 master, na responsable sa pagpapadala ng data sa touch screen sa ESP32 master, upang makuha ang mga coordinate ng touch point.

15) Palawakin ang Input Pin
Ang dalawang hindi nagamit na input IO port sa ESP32 module ay iginuhit para sa peripheral na paggamit.

16) Backlight Control Circuit
Ang pangunahing aparato ay BSS138 field effect tube. Ang isang dulo ng circuit na ito ay konektado sa backlight control pin sa ESP32 master, at ang kabilang dulo ay konektado sa negatibong poste ng LCD screen backlight LED lamp. I-pull up ang backlight control pin, ilaw sa likod, kung hindi man ay naka-off.

17) Interface ng Tagapagsalita
Ang mga terminal ng kable ay dapat na konektado patayo. Ginagamit para ma-access ang mga mono speaker at loudspeaker.

18) Lakas ng Audio AmpCircuit ng tagapagtaas
Ang pangunahing aparato ay ang FM8002E audio amptagapagtaas IC. Ang isang dulo ng circuit na ito ay konektado sa ESP32 audio DAC value output pin at ang kabilang dulo ay konektado sa interface ng sungay. Ang function ng circuit na ito ay upang himukin ang isang maliit na power horn o speaker upang tumunog. Para sa 5V power supply, ang maximum na drive power ay 1.5W (load 8 ohms) o 2W (load 4 ohms).

19) SPI Peripheral Interface
4-wire na pahalang na interface. Maglabas ng hindi nagamit na chip selection pin at SPI interface pin na ginagamit ng MicroSD card, na maaaring gamitin para sa mga external na SPI device o ordinaryong IO port.

20) I2C Peripheral Interface
4-wire na pahalang na interface. Pangunahan ang dalawang hindi nagamit na pin upang makagawa ng interface ng I2C, na maaaring magamit para sa mga panlabas na IIC device o ordinaryong IO port.

Figure 3.5 Type-C interface circuit

Sa circuit na ito, ang D1 ay ang Schottky diode, na ginagamit upang maiwasan ang pag-reverse ng kasalukuyang. Ang D2 hanggang D4 ay mga electrostatic surge protection diode upang maiwasang masira ang display module dahil sa sobrang vol.tage o short circuit. Ang R1 ay ang pull-down resistance. Ang USB1 ay isang Type-C bus. Ang display module ay kumokonekta sa Type-C power supply, download programs, at serial port communication sa pamamagitan ng USB1. Kung saan ang +5V at GND ay positibong kapangyarihan voltagAng mga signal ng e at ground na USB_D- at USB_D+ ay mga differential USB signal, na ipinapadala sa onboard na USB-to-serial circuit.

Larawan 3.6 Voltage regulator circuit

Sa circuit na ito, ang C16~C19 ay ang bypass filter capacitor, na ginagamit upang mapanatili ang katatagan ng input voltage at ang output voltage. Ang U1 ay isang 5V hanggang 3.3V LDO na may numero ng modelo ME6217C33M5G. Dahil ang karamihan sa mga circuit sa display module ay nangangailangan ng 3.3V power supply, at ang power input ng Type-C interface ay karaniwang 5V, kaya ang voltage regulator conversion circuit ay kinakailangan.

Figure 3.7 Resistive touch screen control circuit

Sa circuit na ito, ang C25 at C27 ay mga bypass filter capacitor, na ginagamit upang mapanatili ang input voltage katatagan. Ang R22 at R32 ay mga pull-up resistors na ginagamit upang mapanatili ang default na pin state bilang mataas. Ang U4 ay ang XPT2046 control IC, ang function ng IC na ito ay upang makuha ang coordinate voltage halaga ng touch point ng resistance touch screen sa pamamagitan ng X+, X-, Y+, Y- apat na pin, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng conversion ng ADC, ang halaga ng ADC ay ipinapadala sa ESP32 master. Pagkatapos ay iko-convert ng ESP32 master ang ADC value sa pixel coordinate value ng display. Nakikipag-ugnayan ang XPT2046 sa ESP32 master sa pamamagitan ng SPI bus, at dahil ibinabahagi nito ang SPI bus sa display, kinokontrol ang enable status sa pamamagitan ng CS pin. Ang PEN pin ay isang touch interrupt pin, at mababa ang antas ng input kapag may nangyaring touch event.

Figure 3.8 USB sa serial port at one-click download circuit

Sa circuit na ito, ang U3 ay isang CH340C USB-to-serial IC, na hindi nangangailangan ng panlabas na crystal oscillator upang mapadali ang disenyo ng circuit. Ang C6 ay isang bypass filter capacitor na ginagamit upang mapanatili ang input voltage katatagan. Ang Q1 at Q2 ay mga triode ng uri ng NPN, at ang R6 at R7 ay triode base na naglilimita sa mga kasalukuyang resistors. Ang function ng circuit na ito ay upang mapagtanto ang USB sa serial port at one-click download function. Ang USB signal ay input at output sa pamamagitan ng UD+ at UD-pin, at ipinapadala sa ESP32 master sa pamamagitan ng RXD at TXD pin pagkatapos ng conversion. Prinsipyo ng circuit sa pag-download ng isang pag-click:

A. Ang RST at DTR pin ng CH340C ay naglalabas ng mataas na antas bilang default. Sa oras na ito, ang Q1 at Q2 triode ay hindi naka-on, at ang IO0 pins at reset pins ng ESP32 main control ay hinihila hanggang sa mataas na antas.
B. Ang mga RST at DTR pin ng CH340C na output ay mababa ang antas, sa oras na ito, ang Q1 at Q2 triode ay hindi pa rin naka-on, at ang mga IO0 pin at reset na mga pin ng ESP32 pangunahing kontrol ay nakuha pa rin hanggang sa mataas na antas.
C. Ang RST pin ng CH340C ay nananatiling hindi nagbabago, at ang DTR pin ay naglalabas ng mataas na antas. Sa oras na ito, ang Q1 ay pinutol pa rin, ang Q2 ay naka-on, ang IO0 pin ng ESP32 master ay hinihila pa rin pataas, at ang reset pin ay hinila pababa, at ang ESP32 ay pumasok sa reset state.
D. Ang RST pin ng CH340C ay naglalabas ng mataas na antas, ang DTR pin ay naglalabas ng mababang antas, sa oras na ito Q1 ay naka-on, Q2 ay naka-off, ang reset pin ng ESP32 pangunahing kontrol ay hindi agad magiging mataas dahil ang konektadong kapasitor ay sisingilin, ang ESP32 ay nasa reset state pa rin, at ang IO0 pin ay agad na hinila pababa, sa oras na ito ay papasok ito sa download mode.

Larawan 3.9 Power ng audio ampcircuit ng liifier

Sa circuit na ito, ang R23, C7, C8 at C9 ang bumubuo sa RC filter circuit, at ang R10 at R13 ay ang gain adjusting resistors ng operational. amptagapagtaas. Kapag hindi nabago ang resistance value ng R13, mas maliit ang resistance value ng R10, mas malaki ang volume ng external na speaker. Ang C10 at C11 ay mga input coupling capacitor. Ang R11 ay ang pull-up na risistor. Ang JP1 ay ang horn/speaker port. Ang U5 ay ang FM8002E audio power amptagapagtaas IC. Pagkatapos ng input ng AUDIO_IN, ang audio DAC signal ay ampibinahagi ng FM8002E gain at output sa speaker/speaker ng VO1 at VO2 pin. Ang SHUTDOWN ay ang enable pin para sa FM8002E. Ang mababang antas ay pinagana. Bilang default, pinagana ang mataas na antas.

Figure 3.10 ESP32-WROOM-32E pangunahing control circuit

Sa circuit na ito, ang C4 at C5 ay mga bypass filter capacitor, at ang U2 ay mga module ng ESP32-WROOM-32E. Para sa mga detalye tungkol sa panloob na circuit ng modyul na ito, mangyaring sumangguni sa opisyal na dokumentasyon.

Figure 3.11 Key reset circuit

Sa circuit na ito, ang KEY1 ay ang susi, ang R4 ay ang pull-up na risistor, at ang C3 ay ang delay capacitor. I-reset ang prinsipyo:

A. Pagkatapos ng power-on, nagcha-charge ang C3. Sa oras na ito, ang C3 ay katumbas ng short circuit, ang RESET pin ay grounded, ang ESP32 ay pumapasok sa reset state.
B. Kapag sisingilin ang C3, ang C3 ay katumbas ng bukas na circuit, ang RESET pin ay hinila pataas, ang pag-reset ng ESP32 ay tapos na, at ang ESP32 ay pumasok sa normal na estado ng pagtatrabaho.
C. Kapag pinindot ang KEY1, ang RESET pin ay na-ground, ang ESP32 ay pumapasok sa reset state, at ang C3 ay na-discharge sa pamamagitan ng KEY1.
D. Kapag inilabas ang KEY1, sisingilin ang C3. Sa oras na ito, ang C3 ay katumbas ng short circuit, ang RESET pin ay grounded, ang ESP32 ay nasa RESET state pa rin. Pagkatapos ma-charge ang C3, ilalabas ang reset pin, ire-reset ang ESP32 at papasok sa normal na estado ng pagtatrabaho.

Kung ang RESET ay hindi matagumpay, ang tolerance na halaga ng C3 ay maaaring naaangkop na taasan upang maantala ang reset pin mababang antas ng oras.

Figure 3.12 Interface circuit ng serial module

Sa circuit na ito, ang P2 ay isang 4P 1.25mm pitch seat, ang R29 at R30 ay impedance balance resistors, at ang Q5 ay isang field effect tube na kumokontrol sa 5V input power supply. Ang R31 ay isang pull-down na risistor. Ikonekta ang RXD0 at TXD0 sa mga serial pin, at magbigay ng kapangyarihan sa iba pang dalawang pin. Nakakonekta ang port na ito sa parehong serial port gaya ng onboard na USB-to-serial port module.

Figure 3.13 Extended IO at peripheral interface circuits

Sa circuit na ito, ang P3 at P4 ay 4P 1.25mm pitch seat, at ang JP3 ay 2P 1.25mm pitch seat. Ang R33 at R34 ay I2C pin pull-up resistors. Ang mga SPI_CLK, SPI_MISO, SPI_MOSI pin ay ibinabahagi sa mga MicroSD card na SPI pin. Ang mga pin na SPI_CS, IIC_SCL, IIC_SDA, IO35, IO39 ay hindi ginagamit ng mga on-board na device, kaya pinalabas ang mga ito upang ikonekta ang mga SPI at IIC device, at maaari ding gamitin para sa ordinaryong IO. Mga bagay na dapat bantayan:

A. Ang IO35 at IO39 ay maaari lamang maging input pin;
B. Kapag ang IIC pin ay ginagamit para sa ordinaryong IO, ito ay pinakamahusay na alisin ang R33 at R34 pull-up resistance;

Figure 3.13 Sirkit ng pamamahala ng pagkarga at paglabas ng baterya

Sa circuit na ito, ang C20, C21, C22 at C23 ay mga bypass filter capacitor. Ang U6 ay ang TP4054 battery charge management IC. Kinokontrol ng R27 ang kasalukuyang pag-charge ng baterya. Ang JP2 ay isang 2P 1.25mm pitch seat, na konektado sa isang baterya. Ang Q3 ay isang P-channel na FET. Ang R28 ay Q3 grid pull-down resistor. Sinisingil ng TP4054 ang baterya sa pamamagitan ng BAT pin, mas maliit ang resistensya ng R27, mas malaki ang kasalukuyang singilin, ang maximum ay 500mA. Ang Q3 at R28 ay magkasamang bumubuo sa circuit ng paglabas ng baterya, kapag walang supply ng kuryente sa pamamagitan ng Type-C interface, ang +5V voltage ay 0, pagkatapos ay ang Q3 gate ay hinila pababa sa mababang antas, ang drain at ang source ay naka-on, at ang baterya ay nagbibigay ng kapangyarihan sa buong display module. Kapag pinapagana sa pamamagitan ng Type-C na interface, ang +5V voltage ay 5V, pagkatapos ay ang Q3 gate ay 5V mataas, ang drain at source ay pinutol, at ang supply ng baterya ay naabala.

Figure 3.14 18P LCD panel wiring welding interface

Sa circuit na ito, ang C24 ay ang bypass filter capacitor, at ang QD1 ay ang 18P 0.8mm pitch liquid crystal screen welding interface. Ang QD1 ay may resistensyang touch screen signal pin, LCD screen voltage pin, SPI communication pin, control pin at backlight circuit pin. Ginagamit ng ESP32 ang mga pin na ito upang kontrolin ang LCD at touch screen.

Figure 3.15 I-download ang circuit ng button

Sa circuit na ito, ang KEY2 ay ang susi at ang R5 ay ang pull-up na risistor. Ang IO0 ay mataas bilang default at mababa kapag ang KEY2 ay pinindot. Pindutin nang matagal ang KEY2, i-on o i-reset, at papasok ang ESP32 sa download mode. Sa ibang mga kaso, maaaring gamitin ang KEY2 bilang isang normal na key.

Figure 3.15 Circuit ng pagtuklas ng antas ng baterya

Sa circuit na ito, ang R2 at R3 ay bahagyang voltage resistors, at C1 at C2 ay bypass filter capacitors. Ang baterya voltage BAT+ signal input ay dumadaan sa divider resistor. Ang BAT_ADC ay ang voltage value sa magkabilang dulo ng R3, na ipinapadala sa ESP32 master sa pamamagitan ng input pin, at pagkatapos ay na-convert ng ADC para sa wakas ay makuha ang baterya voltage halaga. Ang voltage divider ang ginagamit dahil ang ESP32 ADC ay nagko-convert ng maximum na 3.3V, habang ang battery saturation voltage ay 4.2V, na wala sa saklaw. Ang nakuha voltage multiplied sa 2 ay ang aktwal na baterya voltage.

Figure 3.16 LCD backlight control circuit

Sa circuit na ito, ang R24 ay ang debugging resistance at pansamantalang nananatili. Ang Q4 ay ang N-channel field effect tube, ang R25 ay ang Q4 grid pull-down resistor, at ang R26 ay ang backlight current limiting resistor. Ang LCD backlight LED lamp ay nasa parallel na estado, ang positibong poste ay konektado sa 3.3V, at ang negatibong poste ay konektado sa alisan ng tubig ng Q4. Kapag ang control pin LCD_BL ay nag-output ng mataas na voltage, ang drain at source pole ng Q4 ay nakabukas. Sa oras na ito, ang negatibong poste ng LCD backlight ay grounded, at ang backlight LED lamp ay nakabukas at naglalabas ng liwanag. Kapag ang control pin LCD_BL ay naglalabas ng mababang voltage, ang drain at source ng Q4 ay pinutol, at ang negatibong backlight ng LCD screen ay nasuspinde, at ang backlight LED lamp ay hindi nakabukas. Bilang default, naka-off ang LCD backlight. Ang pagbabawas ng resistensya ng R26 ay maaaring tumaas ang maximum na liwanag ng backlight. Bilang karagdagan, ang LCD_BL pin ay maaaring mag-input ng PWM signal upang ayusin ang LCD backlight.

Figure 3.17 LCD backlight control circuit

Sa circuit na ito, ang LED2 ay isang RGB na tatlong kulay lamp, at ang R14~R16 ay isang tatlong-kulay na lamp kasalukuyang naglilimita sa risistor. Ang LED2 ay naglalaman ng pula, berde at asul na mga LED na ilaw, na karaniwang koneksyon ng anode, ang IO16, IO17 at IO22 ay tatlong control pin, na nagpapailaw sa mga LED na ilaw sa mababang antas at pinapatay ang mga LED na ilaw sa mataas na antas.

Figure 3.18 MicroSD card slot interface circuit

Sa circuit na ito, ang SD_CARD1 ay ang slot ng MicroSD card. Ang R17 hanggang R21 ay mga pull-up resistors para sa bawat pin. Ang C26 ay ang bypass filter capacitor. Ang interface circuit na ito ay gumagamit ng SPI communication mode. Sinusuportahan ang high-speed storage ng mga MicroSD card.
Tandaan na ang interface na ito ay nagbabahagi ng SPI bus sa SPI peripheral interface.