Elecrow ESP32-32E 3.5 英寸显示模块用户手册
资源描述
资源目录如下图所示：
软件说明
显示模块软件开发步骤如下：
A.搭建ESP32平台软件开发环境；
B.必要时，导入第三方软件库作为开发的基础；
C.打开需要调试的软件项目，也可以新建一个软件项目；
d.给显示模块上电，编译、下载调试程序，检查软件运行效果；
E.软件效果达不到预期，继续修改程序代码，再编译下载，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：
1) 液晶显示器
LCD显示屏尺寸为3.5英寸，驱动IC为ST7796，分辨率为320×480。ESP32使用4线SPI通信接口连接。
一、ST7796控制器简介
ST7796控制器支持最大分辨率320×480，GRAM为345,600字节。还支持8位、9位、16位、18位和24位并行口数据总线，还支持3线和4线SPI串口。由于并行控制需要大量的IO口，所以最常用的是SPI串口控制。ST7796还支持65K、262K、16.7M RGB彩色显示，显示色彩非常丰富，同时支持旋转和滚动显示以及视频播放，显示方式多种多样。
ST7796控制器采用16bit（RGB565）控制一个像素显示，因此每个像素最多可以显示65K种颜色。像素地址按照行列顺序设置，递增和递减的方向由扫描方式决定。ST7796的显示方式是先设置地址，再设置颜色值。
B.SPI通信协议介绍
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为芯片的数据/命令控制脚，当DCX为低电平写入命令时，为高电平写入数据
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
2）电阻式触摸屏
电阻式触摸屏尺寸为 3.5 英寸，连接到
XPT2046通过四个引脚控制IC：XL，XR，YU，YD。
3）ESP32-WROOM-32E模组
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。
4) MicroSD卡插槽
采用SPI通信模式与ESP32连接，支持多种容量的MicroSD卡。
5）RGB三色灯
可以用红、绿、蓝色LED灯来指示程序的运行状态。
6）串口
外接串口模块用于串口通讯。
7）USB转串口及一键下载电路
核心器件为CH340C，一端连接电脑USB，一端连接ESP32串口，从而实现USB转TTL串口。另外还附带一键下载电路，即在下载程序的时候，可以自动进入下载模式，无需通过外部触碰。
8）电池接口
两针接口，一个接正极，一个接负极，接入电池电源及充电。
9）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。
10）BOOT 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。
11）Type-C接口
显示模块主电源接口及程序下载接口。连接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。
12）5V转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。
13）RESET 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。
14）电阻式触摸屏控制电路
核心器件为XPT2046，通过SPI与ESP32进行通信。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。
15）扩展输入引脚
ESP32模块上两个未使用的输入IO口被引出给外设使用。
16）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。
17）扬声器接口
接线端子必须垂直连接。用于接入单声道扬声器和扩音器。
18）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）。
19）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。
20）I2C外设接口
4线水平接口。将两个未使用的引脚引出，做成I2C接口，可以外接IIC设备或者普通IO口。
显示模块原理图详解
1）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地信号USB_D-、USB_D+为差分USB信号，传输至板载USB转串口电路。
2）5V转3.3V电压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。
3）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和R32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的功能是获取坐标卷tag通过X+、X-、Y+、Y-四个引脚将电阻触摸屏触摸点的触摸值输出到ESP32主控，ESP32主控再将ADC值转换为显示器的像素坐标值。XPT2046通过SPI总线与ESP32主控通信，由于与显示器共用SPI总线，因此通过CS引脚控制使能状态。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。
4）USB转串口及一键下载电路
本电路中U3为CH340C USB转串口IC，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-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：
A、CH340C 的 RST、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、复位引脚被上拉为高电平。
B、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。
C、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。
D.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 主控的复位引脚不会立即变高，因为所连接的电容已经充电完毕，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。
5）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增益调节，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。
6）ESP32-WROOM-32E主控电路
本电路中，C4、C5 为旁路滤波电容，U2 为 ESP32-WROOM-32E 模组。本模组内部电路详情，请参考官方文档。
7）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：
A. 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。
B.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。
C.当KEY1按下时，RESET引脚接地，ESP32进入复位状态，C3通过KEY1放电。
D.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。
8）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为下拉电阻。将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。
9）xpand IO及周边接口电路
本电路中P3、P4为4P 1.25mm间距座子，JP3为2P 1.25mm间距座子。R33、R34为I2C引脚上拉电阻。SPI_CLK、SPI_MISO、SPI_MOSI引脚与MicroSD卡SPI引脚共用。SPI_CS、IIC_SCL、IIC_SDA、IO35、IO39引脚没有被板载设备使用，所以引出来用于连接SPI、IIC设备，也可以用于普通IO。注意事项：
A.IO35、IO39只能作为输入引脚；
B.IIC引脚做普通IO使用时最好去掉R33、R34上拉电阻；
10）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tage为5V，则Q3栅极为5V高电平，漏极与源极截止，电池供电中断。
11）48P液晶板焊线接口
本电路中C24为旁路滤波电容，QD1为48P 0.8mm间距液晶屏焊接接口，QD1上有电阻触摸屏信号引脚，液晶屏音量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。
12）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，按下KEY2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。
13）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.
14）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的漏极，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 开启并发光。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 不开启，默认LCD背光关闭，减小R26阻值可以提高背光最大亮度，另外LCD_BL引脚可以输入PWM信号调节LCD背光。
15）RGB三色灯控制电路
本电路中LED2为RGB三色LEDamp，R14~R16为三色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。
16）MicroSD卡槽接口电路
本电路中，SD_CARD1为MicroSD卡槽，R17~R21为各引脚上拉电阻，C26为旁路滤波电容。本接口电路采用SPI通信方式，支持MicroSD卡高速存储，注意本接口与SPI外设接口共用SPI总线。
显示模块使用注意事项
- 显示模组在接上电池充电，外接喇叭播放音频，显示屏也在工作，此时总电流可能超过500mA。此时需要注意Type-C线支持的最大电流和供电接口支持的最大电流，避免供电不足。
- 使用过程中，请勿触摸LDO电压tag用手轻轻触摸稳压器和电池充电管理IC，以免被高温烧毁。
- 连接IO口的时候要注意IO的使用，避免接错，程序代码定义不匹配。
- 安全、合理地使用该产品。
文件/资源
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Elecrow ESP32-32E 3.5英寸显示模块 [pdf] 用户手册 E32R35T，E32N35T，ESP32-32E 3.5寸显示模块，ESP32-32E，3.5寸显示模块，显示模块，模块 |