LCD wiki E32R28T 2.8吋 ESP32-32E 顯示模組

規格

• 產品名稱：2.8吋ESP32-32E E32R28T&E32N28T
• 型號：CR2024-MI2875
• 顯示模組：2.8吋ESP32-32E

產品資訊

• 本產品為2.8吋ESP32-32E E32R28T&E32N28T顯示模組，配備開發所需的各種軟硬體資源。

產品使用說明

• 資源目錄包括ample程式、軟體庫、產品規格、結構圖、資料表、原理圖、使用手冊、工具軟體。
• 本節提供了一個超過view 模組上可用的硬體資源。
• 詳細講解了顯示模組的原理圖。
• 提供使用顯示模組時應採取的預防措施。

資源描述

• 資源目錄如下圖所示：

目錄	內容說明
1-示範	sample程式碼，第三方軟體庫ample程式依賴，第三方軟體庫替換 file、軟體開發環境建構指導文件、以及amp程式指令 文件.
2-規格	顯示模組產品規格書、液晶螢幕規格書和液晶顯示器驅動IC初始化代碼。
3-結構圖	顯示模組產品尺寸及產品3D圖
4-產品規格表	LCD顯示驅動ILI9341資料手冊、電阻觸控螢幕驅動XPT2046資料手冊、ESP32主控資料手冊及硬體設計指導文件、USB轉串口IC(CH340C)資料手冊、音頻 amp升壓晶片FM8002E數據手冊，5V轉3.3V穩壓器數據手冊 以及電池充電管理晶片TP4054數據手冊。
5-概要	產品硬體原理圖、ESP32-WROOM-32E模組IO資源分配表、原理圖、以及PCB元件包
6-使用者手冊	產品使用者文件
7-工具_軟體	WIFI及藍牙測試APP及調試工具、USB轉串口驅動器、ESP32 Flash下載工具軟體、字元擷取軟體、圖片擷取軟體、JPG圖片處理軟體 和串口調試工具。
8-快速開始	需要燒掉垃圾桶 file，刷入下載工具，並依照指示使用。

軟件說明

顯示模組軟體開發步驟如下：

• A. 建置ESP32平台軟體開發環境。
• B. 必要時導入第三方軟體庫作為開發基礎；
• C. 開啟需要除錯的軟體項目，或者也可以建立一個新的軟體項目。
• D. 給顯示模組上電，編譯並下載調試程序，檢查軟體運行效果。
• E. 軟體效果達不到預期，繼續修改程式碼，然後編譯下載，直到效果達到預期。
  以上步驟請參考1 Demo目錄下的文件。

硬件說明

超過view 顯示模組的硬體資源

• 模組硬體資源如下兩圖所示：

硬體資源說明如下：

液晶顯示器

• LCD顯示器尺寸為2.8英寸，驅動IC為ILI9341，解析度為24 0x 32 0。 ESP32採用4線SPI通訊介面連接。
• A.ILI9341控制器介紹ILI9341控制器支援最大解析度240*320，支援172800位元組的GRAM。它還支援8位、9位、16位和18位並行埠資料匯流排。它還支援3線和4線SPI串行埠。由於並行控制需要大量的I/O口，最常見的是SPI串列埠控制。 ILI9341也支援65K、262K RGB彩色顯示，顯示色彩非常豐富，同時支援旋轉顯示和捲動顯示以及視訊播放等多種顯示方式。
• ILI9341控制器採用16bit（RGB565）控制一個像素顯示，因此每個像素最多可以顯示65K色。 像素地址設置按行列順序進行，增減方向由掃描方式決定。 ILI9341的顯示方式是先設置地址再設置顏色值。
• B.SPI通訊協定簡介

4線SPI匯流排的寫入模式時序如下圖所示：

• CSX是從晶片選擇，只有當CSX處於低電位時晶片才會被啟用。
• D/CX是晶片的資料/指令控制引腳。 DCX低電平寫入指令時，高電平寫入數據
• SCL為SPI匯流排時鐘，每個上升沿傳輸1位元資料。
• SDA是SPI傳輸的數據，一次傳輸8位元數據。資料格式如下圖所示：

• 高位在前，先發送。
• 對於 SPI 通信，資料具有傳輸時序，由即時時脈相位 (CPHA) 和時脈極性 (CPOL) 組合而成：
• CPOL的電平決定了串列同步時脈的空閒狀態電平，CPOL=0表示低電平。 CPOL對傳輸協議
• 討論並沒有產生太大的影響。
• CPHA的高度決定串列同步時鐘是在第一個還是第二個時鐘跳躍沿採集數據，
• 當CPHL=0時，在第一個跳變沿進行資料收集；
• 這兩者組合形成四種SPI通訊方式，國內常用SPI0，其中CPHL=0，CPOL=0

ESP32 WROOM 32E 模組

• 本模組內建ESP32-DOWD-V3晶片，Xtensa雙核心32位元LX6微處理器，支援高達240MHz的時脈頻率。它具有 448KB ROM、520KB SRAM、16KB RTC SRAM 和 4MB QSPI Flash。 2.4GHz 無線網絡，
• 支援藍牙 V4.2 和藍牙低功耗模組。外接26個GPIO，支援SD卡、UART、SPI、SDIO、I2C、LED PWM、馬達PWM、I2S、IR、脈衝計數器、GPIO、電容式觸控感測器、ADC、DAC、TWAI等週邊裝置。

MicroSD卡插槽

• 採用SPI通訊方式及ESP32連接，支援各種容量的MicroSD卡。

RGB三色燈

• 可以用紅、綠、藍LED燈來指示程式的運作狀態。

序列埠

• 外部串口模組用於串口通訊。

USB轉串口及一鍵下載電路

• 核心元件為CH340C，一端連接電腦USB，一端連接ESP32串列埠，進而實現USB轉TTL串列埠。
• 另外還附帶一鍵下載電路，也就是下載程式的時候，可以自動進入下載模式，無需觸碰外部。

電池接口

• 兩針接口，一個接正極，一個接負極，用於連接電池電源和充電。

電池充放電管理電路

• 其核心元件是TP4054，該電路可以控制電池的充電電流，將電池安全地充電至飽和狀態，同時還可以安全地控制電池的放電。

開機鍵

• 顯示模組上電後，按下 IO0 會拉低。如果模組上電或ESP32重設的瞬間，拉低IO0就會進入下載模式。其他外殼可作為普通按鈕使用。

Type-C接口

• 顯示模組的主電源介面和程式下載介面。連接USB轉串埠及一鍵下載電路，可用於供電、下載及串列通訊。

5V 至 3.3V 電壓tag穩壓電路

• 核心元件是ME6217C33M5G LDO穩壓器。
• 卷tag穩壓電路支援2A V~6.5V寬電壓tag輸入，一個3.3V穩定電壓tage輸出，最大輸出電流800mA，完全滿足體積tage 和顯示模組的電流需求。

復位鍵

• 顯示模組上電後，按下會將 ESP32 重設引腳拉低（預設狀態為上拉），從而實現重設功能。

電阻式觸控螢幕控制電路

• 核心元件是XPT2046，透過SPI與ESP32通訊。
• 此電路是電阻式觸控螢幕與ESP32主控之間的橋樑，負責將觸控螢幕上的資料傳輸給ESP32主控，從而取得觸控點的座標。

展開圖釘

• 將ESP3.3模組上未使用的輸入IO口、GND、32V腳引出給週邊使用。

背光控制電路

• 核心元件為BSS138場效應管。
• 此電路一端連接ESP32主控上的背光控制接腳，另一端連接LCD屏背光LED燈的負極amp.
• 背光控制腳拉高，背光亮，反之關閉。

喇叭接口

• 接線端子必須垂直連接。用於存取單聲道揚聲器和揚聲器。

音訊功率 amp升壓電路

• 核心元件是FM8002E音頻 amp升壓器 IC。
• 此電路一端連接ESP32音訊DAC值輸出接腳，另一端連接喇叭介面。
• 本電路的作用是驅動小功率喇叭或揚聲器發聲。對於5V電源，最大驅動功率為1.5W（負載8歐姆）或2W（負載4歐姆）。

SPI週邊介面

• 4線水平接口。引出一個未使用的片選接腳和MicroSD卡所使用的SPI介面接腳，可用於外接SPI設備或普通IO口。

顯示模組原理圖詳解

Type C介面電路

在這個電路中，D1是肖特基二極體，用於防止電流反向。 D2～D4為靜電突波保護二極體，防止電壓過高損壞顯示模組tag或短路。 R1為下拉電阻。 USB1是Type-C匯流排。顯示模組連接Type C電源，下載程序，透過USB 1進行通信，其中+5V和GND為正電源電壓tag地訊號USB_D和USB_D+為差分USB訊號，傳送至板載​​USB轉串口電路。

5V 至 3.3V 音量tag穩壓電路

本電路中，C16~C19為旁路濾波電容，用於維持輸入電壓的穩定性。tage 和輸出 voltag例如U1 是 5V 至 3.3V 的 LDO，型號為 ME6217C33M5G。因為顯示模組上大部分電路都需要3.3V電源，而Type C介面的電源輸入基本上都是5V，所以需要電壓tag需要調節器轉換電路。

電阻式觸控螢幕控制電路

此電路中C25、C27為旁路濾波電容，用於維持輸入電壓tag穩定性。 R22 是上拉電阻，用於維持預設引腳狀態為高。 U4是XPT2046控制IC，此IC的作用是取得座標體積tag電阻觸控螢幕觸控點的觸控值透過X+、X-、Y+、Y四個接腳，再經過ADC轉換，將ADC值傳送給ESP32主控。然後，ESP32主機將ADC值轉換為顯示器的像素座標值。 PEN接腳為觸控中斷接腳，當有觸控事件發生時輸入電平為低。

USB轉串口及一鍵下載電路

本電路中，U3為CH340C USB轉串口IC，無需外接晶振，方便電路設計。 C6為旁路濾波電容，用於維持輸入電壓tag穩定性。 Q1.Q2為NPN型三極管，R6、R7為三極管基極限流電阻。本電路的作用是實現USB轉串口以及點選下載功能。 USB訊號透過UD+、UD接腳輸入輸出，轉換後透過RXD、TXD接腳傳輸到ESP32主控。一鍵下載電路原理：

• A. CH340C 的 RST 和 DTR 引腳預設輸出高電位。此時Q1和Q2三極管不導通，ESP0主控的IO32腳和重設接腳被上拉為高電位。
• B. CH340C的RST和DTR腳輸出低電平，此時Q1和Q2三極管仍未導通，ESP0主控的IO32引腳和重設腳仍被上拉為高電平。
• C. CH340C的RST引腳保持不變，DTR引腳輸出高電位。此時Q1仍截止，Q2導通，ESP0主控的IO32腳仍拉高，重設接腳低，ESP32進入重設狀態。
• D. CH340C 的RST 引腳輸出高電平，DTR 引腳輸出低電平，此時Q1 導通，Q2 截止，ESP32 主控的複位引腳不會立即變高，因為連接的電容已充電，ESP32 仍處於工作狀態。

音訊功率 amp升壓電路

此電路中，R23、C7、C8、C9組成RC濾波電路，R10、R13為運算放大器的增益調節電阻。 amp淨化器。當R13的阻值不變時，R10的阻值越小，外接揚聲器的音量越大。 C10和C11是輸入耦合電容器。 R11為上拉電阻。 JP1 是喇叭/揚聲器連接埠。 U5是FM8002E音頻電源 amp升壓器IC。透過AUDIO_IN輸入後，音訊DAC訊號為 amp由FM8002E增益調整並透過VO1、VO2接腳輸出至揚聲器/喇叭。 SHUTDOWN 是 FM8002E 的啟用引腳。低電平使能。預設情況下，高級別處於啟用狀態。

ESP32 WROOM 32E主控電路

本電路中，C4、C5為旁路濾波電容，U2為ESP32 WROOM 32E模組。關於該模組內部電路的詳細信息，請參考官方文件。

按鍵復歸電路

在該電路中，KEY1是關鍵，R4是上拉電阻，C3是延遲電容。復位原理：

• A. 通電後，C3充電。此時C3相當於短路，RESET腳位接地，ESP32進入重設狀態。
• B. 當C3充電時，C3相當於開路，RESET接腳被上拉，ESP32重設完成，ESP32進入正常工作狀態。
• C. 當按下 KEY1 時，RESET 接腳接地，ESP32 進入重設狀態，C3 透過 KEY1 放電。
• D. 當KEY1被釋放時，C3被充電。此時C3相當於短路，RESET腳位接地，ESP32仍處於RESET狀態。 C3充電後，重設接腳拉高，ESP32重位，進入正常工作狀態。

若RESET不成功，可適當增大C3的容差值，以延遲重設引腳低電位時間。

串口模組介面電路

• 此電路中，P2為4P 1.25mm間距座，R29、R30為阻抗平衡電阻，Q5為控制5V輸入電源的場效電晶體。
• R31為下拉電阻。將RXD0、TXD0接串列接腳，另外兩個接腳供電。此連接埠與板載USB轉串口模組連接到同一個串列埠。

EX pand IO及週邊介面電路

本電路中P3、P4為4P 1.25mm間距座子。 SPI_CLK、SPI_MISO 和 SPI_MOSI 接腳與 MicroSD 卡 SPI 接腳共用。 SPI_CS、IO35 腳板載設備未使用，因此引出用於連接 SPI，也可作為普通 IO 使用。需要注意的事項：

• A. IO35只能作為輸入引腳。

電池充放電管理電路

本電路中C20、C21、C22、C23為旁路濾波電容。 U6是TP4054電池充電管理IC。 R27調節電池充電電流。 JP2為2P 1.25mm間距座子，接起電池。 Q3 是 P 通道 FET。 R28為Q3閘極下拉電阻。 TP4054透過BAT接腳為電池充電； R27阻值越小，充電電流越大，最大為500mA。 Q3和R28共同構成電池放電電路，當沒有透過Type C介面供電時，+5V電壓tage為0，則Q3閘極被拉低為低電平，汲極和源極導通，電池為整個顯示模組供電。透過 Type C 介面供電時，+5V 電壓tage為5V，則Q3柵極為5V高電平，汲極和源極截止，電池供電中斷。

1個8P液晶面板線焊接接口

此電路中，C24為旁通濾波電容，QD1為48P 0.8mm間距液晶屏焊接接口。 QD1有電阻觸控螢幕訊號接腳，液晶螢幕音量tage接腳、SPI通訊接腳、控制接腳和背光電路接腳。 ESP32 使用這些引腳來控制 LCD 和觸控螢幕。

下載關鍵電路

• 此電路中KEY2為按鍵，R5為上拉電阻。 IO0預設為高，按下KEY2時為低。長按KEY2，開機或重位，ESP32進入下載模式。其他情況下KEY2可以當作普通鑰匙。

電池電量檢測電路

在這個電路中，R2和R3是部分電壓tage電阻，C1和C2為旁路濾波電容。電池容量tage BAT+訊號輸入經過分壓電阻。 BAT_ADC 是音量tagR3兩端的e值，透過輸入接腳傳輸到ESP32主控，再經過ADC轉換，最後得到電池電壓tage 值。 卷tag使用分壓器是因為 ESP32 ADC 最大轉換電壓為 3.3V，而電池飽和電壓tage 為 4.2V，超出範圍。得到的體積tage乘以2即為實際電池容量tage.

LCD背光控制電路

• 本電路中，R24為調試電阻，暫時保留。 Q4為N通道場效電晶體，R25為Q4閘極下拉電阻，R26為背光限流電阻。 LCD背光LED燈amp 處於並聯狀態，正極接3.3V，負極接Q4的汲極。當控制引腳LCD_BL輸出高電位時tage、Q4的汲極、源極導通。此時LCD背光源負極接地，背光源LED燈amp 已打開並發光。
• 當控制引腳LCD_BL輸出低電壓tage、Q4的汲極和源極截止，液晶屏負背光懸空，背光LED lamp 未開啟。預設情況下，LCD 背光關閉。
• 減小R26阻值可以提高背光的最大亮度。
• 此外，LCD_BL引腳可以輸入PWM訊號來調節LCD背光。

RGB三色燈控制電路

• 本電路中LED2為RGB三色燈amp，R14~R16為三色燈amp 限流電阻。
• LED2包含紅色、綠色、藍色LED燈，為共陽極接法。
• IO16、IO17、IO22為三個控制腳位，低電平點亮LED燈，高電平熄滅LED燈。

MicroSD卡槽介面電路

• 在該電路中，SD_CARD1是MicroSD卡插槽。 R17 至 R21 是每個接腳的上拉電阻。 C26為旁路濾波電容。此介面電路採用SPI通訊方式。支援MicroSD卡高速儲存。
• 請注意，此介面與 SPI 週邊介面共用 SPI 總線。

顯示模組使用注意事項

1. 顯示模組透過電池充電，外接揚聲器播放音頻，顯示器也運作；此時總電流可能超過500mA。此時需要注意Type C線支援的最大電流和供電介面支援的最大電流，避免供電不足。
2. 使用過程中，請勿觸碰LDO音量tag調節器和電池充電管理IC用手拿，以免被高溫燒傷。
3. 連接IO口時，要注意IO的使用情況，避免接錯，程式碼定義不符。
4. 安全、合理地使用產品。

常問問題

• Q：如何訪問ample 程式和軟體庫？
  • A: sample程式和函式庫可以在資源描述的1-_Demo目錄中找到。
• Q：工具軟體包含哪些工具？
  • A: 工具軟體包含WIFI和藍牙測試APP、偵錯工具、USB轉串口驅動器、ESP32 Flash下載工具軟體、字元擷取軟體、圖片擷取軟體、JPG圖片處理軟體、串列埠偵錯工具等。

文件/資源

LCD wiki E32R28T 2.8吋 ESP32-32E 顯示模組 [pdf] 使用者手冊 E32R28T，E32N28T，E32R28T 2.8吋ESP32-32E顯示模​​組，E32R28T，2.8吋ESP32-32E顯示模​​組，ESP32-32E顯示模​​組，顯示模組，模組

參考

• 使用者手冊