LCD WIKI E32R32P, E32N32P 3.2 inci IPS ESP32-32E 
Témbongkeun Modul Pamaké Manual

Diréktori sumberdaya dipidangkeun dina gambar ieu:

Angka 1.1 Katalog Pek Émbaran Produk

Léngkah-léngkah pamekaran parangkat lunak modul tampilan nyaéta kieu:

A. Ngawangun lingkungan ngembangkeun software platform ESP32;
B. lamun perlu, impor perpustakaan software pihak-katilu salaku dadasar pikeun ngembangkeun;
C. muka proyék software pikeun debugged, anjeun ogé tiasa nyieun hiji proyék software anyar;
D. kakuatan dina modul tampilan, compile tur ngundeur program debugging, lajeng pariksa efek ngajalankeun software;
E. pangaruh software teu ngahontal ekspektasi, terus ngaropéa kode program, lajeng compile tur ngundeur, nepi ka pangaruh ngahontal ekspektasi;

Pikeun detil ngeunaan léngkah-léngkah saacanna, tingali dokuméntasi dina diréktori 1-Demo.

3.1. Langkungview sumberdaya hardware modul dipintonkeun
Sumber daya hardware modul dipidangkeun dina dua gambar ieu:

Gambar 3.1 Sumberdaya hardware modul 1

Gambar 3.2 Sumberdaya hardware modul 2

Sumberdaya hardware digambarkeun saperti kieu:

Ukuran tampilan LCD nyaéta 3.2 inci, IC supir ST7789, sareng résolusi 240 × 320. ESP32 disambungkeun maké panganteur komunikasi SPI 4-kawat.

A. Bubuka ST7789 controller

ST7789 controller ngarojong resolusi maksimum 240*320 sarta 172800-bait GRAM. Ogé ngarojong 8-bit, 9-bit, 16-bit, jeung 18-bit paralel beus data port. Ogé ngarojong 3-kawat jeung 4-kawat SPI palabuhan serial. Kusabab kadali paralel merlukeun angka nu gede ngarupakeun palabuhan IO, nu paling umum nyaeta SPI kontrol port serial. ST7789 ogé ngarojong 65K, 262K RGB tampilan warna, warna tampilan pisan euyeub, bari ngarojong puteran tampilan sarta tampilan gulung sarta playback video, tampilan dina rupa-rupa cara.

ST7789 controller ngagunakeun 16bit (RGB565) pikeun ngadalikeun hiji tampilan piksel, ku kituna bisa nembongkeun nepi ka 65K kelir per piksel. Setélan alamat piksel dipigawé dina urutan baris jeung kolom, sarta arah incrementing jeung nurunna ditangtukeun ku mode scanning. Metodeu tampilan ST7789 dilakukeun ku netepkeun alamat teras netepkeun nilai warna.

B. Bubuka protokol komunikasi SPI

Timing mode nulis beus SPI 4-kawat ditémbongkeun dina gambar di handap ieu:

angka 3.3 Nulis mode timing 4-kawat SPI beus

CSX mangrupakeun pilihan chip budak, sarta chip ngan bakal diaktipkeun nalika CSX aya dina tingkat kakuatan low.
D / CX nyaéta data / paréntah pin kontrol chip. Nalika DCX nyerat paréntah dina tingkat anu handap, data ditulis dina tingkat anu luhur
SCL nyaéta jam beus SPI, kalawan unggal ujung rising ngirimkeun 1 bit data;
SDA nyaéta data anu dikirimkeun ku SPI, anu ngirimkeun 8 bit data sakaligus. Format data dipidangkeun dina gambar ieu:

Gambar 3.4 4 format data pangiriman SPI

High bit kahiji, ngirimkeun heula.
Pikeun komunikasi SPI, data gaduh waktos pangiriman, kalayan kombinasi fase jam real-time (CPHA) sareng polaritas jam (CPOL):
Tingkat CPOL nangtukeun tingkat kaayaan dianggurkeun jam sinkron serial, kalawan CPOL=0, nunjukkeun tingkat low. Protokol transmisi pasangan CPOL
Sawala teu loba pangaruh;

Jangkungna CPHA nangtukeun naha jam sinkron séri ngumpulkeun data dina ujung luncat jam kahiji atawa kadua,
Nalika CPHL=0, laksanakeun pendataan di tepi transisi kahiji;
Kombinasi dua bentuk ieu opat métode komunikasi SPI, sarta SPI0 ilahar dipaké di Cina, dimana CPHL = 0 jeung CPOL = 0.

2) Layar Toél résistif
Layar toél résistif nyaéta 3.2 inci sarta disambungkeun ka XPT2046 kontrol IC ngaliwatan opat pin: XL, XR, YU, YD.

3) ESP32-WROOM-32E Module
modul ieu diwangun-di ESP32-DOWD-V3 chip, Xtensa dual-core 32-bit LX6 microprocessor, tur ngarojong ongkos jam nepi ka 240MHz. Éta gaduh 448KB ROM, 520KB SRAM, 16KB RTC SRAM, sareng 4MB QSPI Flash. 2.4GHz WIFI, Bluetooth V4.2 jeung Bluetooth modul kakuatan Low dirojong. 26 GPIO éksternal, ngadukung kartu SD,
UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, motor PWM, I2S, IR, counter pulsa, GPIO, sensor touch kapasitif, ADC, DAC, TWAI jeung périferal séjén.

4) Slot Kartu MicroSD
Ngagunakeun mode komunikasi SPI sarta sambungan ESP32, rojongan pikeun kartu MicroSD rupa-rupa kamampuhan.

5) RGB Tilu-Warna LED
Lampu LED beureum, héjo sareng biru tiasa dianggo pikeun nunjukkeun status ngajalankeun program.

6) Serial Port
Hiji modul port serial éksternal dipaké pikeun komunikasi port serial.

7) USB ka Port Serial sareng Sirkuit Unduhan Hiji-Klik
Alat inti nyaéta CH340C, hiji tungtung disambungkeun ka USB komputer, hiji tungtung disambungkeun ka port serial ESP32, ku kituna pikeun ngahontal USB ka TTL port serial.
Sajaba ti éta, hiji-klik download circuit ogé napel, nyaeta, nalika ngundeur program, éta otomatis bisa asup kana mode download, tanpa kudu noél ngaliwatan éksternal.

8) Panganteur batré
Antarbeungeut dua-pin, hiji pikeun éléktroda positip, hiji pikeun éléktroda négatip, ngakses catu daya batré sareng ngecas.

9) Ngeusi batre sarta Circuit Manajemén ngurangan
Alat inti nyaeta TP4054, sirkuit ieu bisa ngadalikeun batré ngecas ayeuna, batréna geus aman dieusi ka kaayaan jenuh, tapi ogé bisa aman ngadalikeun ngurangan batré.

10) konci boot
Saatos modul tampilan diaktipkeun, mencét bakal nurunkeun IO0. Lamun momen modul ieu Powered on atawa ESP32 reset, nurunkeun IO0 bakal asup kana mode download. kasus séjén bisa dipaké salaku tombol biasa.

11) Tipe-C Interface
Antarbeungeut catu daya utama sareng antarmuka undeuran program tina modul tampilan. Sambungkeun USB ka port serial sarta hiji-klik download circuit, bisa dipaké pikeun catu daya, download sarta komunikasi serial.

12) 5V ka 3.3V Voltage Regulator Circuit
Alat inti nyaéta ME6217C33M5G LDO régulator. voltage regulator circuit ngarojong 2V ~ 6.5V vol legatage input, 3.3V stabil voltage kaluaran, jeung arus kaluaran maksimum nyaéta 800mA, nu pinuh bisa minuhan voltage jeung sarat ayeuna tina modul tampilan.

13) RESET Key
Saatos modul tampilan diaktipkeun, mencét bakal narik pin reset ESP32 ka handap (kaayaan standar ditarik ka luhur), pikeun ngahontal fungsi reset.

14) Sirkuit Kontrol Layar Toél Résistif
Alat inti nyaéta XPT2046, anu komunikasi sareng ESP32 ngalangkungan SPI.
Sirkuit ieu mangrupikeun sasak antara layar toél résistif sareng master ESP32, tanggung jawab pikeun ngirimkeun data dina layar toél ka master ESP32, ku kituna kéngingkeun koordinat titik toél.

15) Dilegakeun Pin Input
Dua palabuhan IO input anu henteu kapake dina modul ESP32 ditarik kaluar pikeun panggunaan periferal.

16) Sirkuit Kontrol Lampu tukang
Alat inti nyaéta tabung pangaruh médan BSS138. Hiji tungtung sirkuit ieu disambungkeun ka pin kontrol lampu tukang dina master ESP32, sarta tungtung séjén disambungkeun ka kutub négatip tina layar LCD lampu tukang LED l.amp. Pin kadali lampu tukang tarik ka luhur, lampu tukang, sabalikna pareum.

17) Speaker Interface
terminal wiring kudu disambungkeun vertikal. Dipaké pikeun ngakses speaker mono jeung spiker.

18) Kakuatan Audio AmpSirkuit liifier
Alat inti nyaéta audio FM8002E amppanguat IC. Hiji tungtung sirkuit ieu disambungkeun ka ESP32 audio nilai DAC pin kaluaran jeung tungtung séjén disambungkeun ka panganteur tanduk. Fungsi sirkuit ieu pikeun ngajalankeun klakson kakuatan leutik atawa spiker keur disada. Pikeun catu daya 5V, kakuatan drive maksimum nyaéta 1.5W (beban 8 ohm) atanapi 2W (beban 4 ohm).

19) SPI Periferal Interface
4-kawat panganteur horizontal. Anjog kaluar hiji pin pilihan chip henteu kapake sarta pin panganteur SPI dipaké ku kartu MicroSD, nu bisa dipaké pikeun alat SPI éksternal atawa port IO biasa.

20) I2C Periferal Interface
4-kawat panganteur horizontal. Anjog kaluar dua pin henteu kapake pikeun nyieun panganteur I2C, nu bisa dipaké pikeun alat IIC éksternal atawa port IO biasa.

Gambar 3.5 Tipe-C circuit panganteur

Dina sirkuit ieu, D1 nyaéta dioda Schottky, anu digunakeun pikeun nyegah arus balik. D2 ka D4 mangrupakeun diodes panyalindungan surge éléktrostatik pikeun nyegah modul tampilan ruksak alatan vol kaleuleuwihan.tage atawa sirkuit pondok. R1 nyaéta lalawanan pull-handap. USB1 nyaéta beus Tipe-C. Modul tampilan nyambung ka catu daya Tipe-C, program unduhan, sareng komunikasi port serial ngaliwatan USB1. Dimana + 5V jeung GND mangrupakeun kakuatan positif voltage jeung sinyal taneuh USB_D- sarta USB_D + mangrupakeun sinyal USB diferensial, nu dikirimkeun ka onboard USB-to-serial circuit.

Gambar 3.6 Voltagsirkuit régulator

Dina sirkuit ieu, C16 ~ C19 teh bypass filter kapasitor, nu dipaké pikeun ngajaga stabilitas tina vol input.tage jeung kaluaran voltage. U1 mangrupikeun 5V ka 3.3V LDO kalayan nomer modél ME6217C33M5G. Kusabab kalolobaan sirkuit dina modul tampilan peryogi catu daya 3.3V, sareng input kakuatan antarmuka Tipe-C dasarna 5V, janten voltage circuit konvérsi regulator diperlukeun.

Gambar 3.7 Sirkuit kontrol layar toél résistif

Dina sirkuit ieu, C25 na C27 ​​mangrupakeun bypass filter kapasitor, nu dipaké pikeun ngajaga vol inputtage stabilitas. R22 sareng R32 mangrupikeun resistor pull-up anu dianggo pikeun ngajaga kaayaan pin standar saluhur. U4 nyaéta XPT2046 kontrol IC, fungsi IC ieu pikeun meunangkeun koordinat vol.tage nilai titik touch tina layar toél lalawanan ngaliwatan X +, X-, Y +, Y- opat pin, lajeng ngaliwatan konversi ADC, nilai ADC dikirimkeun ka master ESP32. Master ESP32 teras ngarobih nilai ADC kana nilai koordinat piksel tina tampilan. XPT2046 komunikasi sareng master ESP32 via beus SPI, sarta ku sabab babagi beus SPI kalawan tampilan, status Aktipkeun dikawasa via pin CS. Pin PEN nyaéta pin interrupt touch, sareng tingkat input rendah nalika aya kajadian touch.

angka 3.8 USB ka port serial sarta hiji-klik download circuit

Dina sirkuit ieu, U3 nyaéta CH340C USB-to-serial IC, anu henteu peryogi osilator kristal éksternal pikeun ngagampangkeun desain sirkuit. C6 mangrupakeun bypass filter kapasitor dipaké pikeun ngajaga vol inputtage stabilitas. Q1 sareng Q2 mangrupikeun triode tipe NPN, sareng R6 sareng R7 mangrupikeun dasar triode anu ngawatesan resistor ayeuna. Fungsi sirkuit ieu nyaéta ngawujudkeun USB ka port serial sareng fungsi undeuran hiji-klik. Sinyal USB mangrupa input sarta output ngaliwatan UD + sarta UD- pin, sarta dikirimkeun ka master ESP32 ngaliwatan RXD na TXD pin sanggeus konversi. Prinsip sirkuit undeuran hiji-klik:

A. RST na DTR pin CH340C kaluaran tingkat tinggi sacara standar. Dina waktos ayeuna, triode Q1 sareng Q2 henteu hurung, sareng pin IO0 sareng pin reset tina kontrol utama ESP32 ditarik ka tingkat anu luhur.
B. RST na DTR pin CH340C kaluaran tingkat low, dina waktos ieu, Q1 na Q2 triode masih teu on, sarta IO0 pin na reset pin kontrol utama ESP32 masih ditarik nepi ka tingkat tinggi.
C. RST pin CH340C tetep unchanged, sarta pin DTR outputs tingkat tinggi. Dina waktos ayeuna, Q1 masih neukteuk off, Q2 hurung, IO0 pin master ESP32 masih ditarik ka luhur, sarta pin reset ditarik ka handap, sarta ESP32 asup kana kaayaan reset.
D. Pin RST CH340C kaluaran tingkat anu luhur, pin DTR kaluaran tingkat anu handap, dina waktos ieu Q1 hurung, Q2 pareum, pin reset kontrol utama ESP32 moal langsung janten luhur kusabab kapasitor anu disambungkeun dieusi, ESP32 nyaéta masih dina kaayaan reset, sarta pin IO0 geuwat ditarik ka handap, dina waktos ieu bakal asup kana mode download.

Gambar 3.9 Daya audio ampsirkuit liifier

Dina sirkuit ieu, R23, C7, C8 jeung C9 mangrupakeun sirkuit filter RC, sarta R10 na R13 mangrupakeun gain nyaluyukeun résistor operasional. amppangangkat. Lamun nilai lalawanan R13 nyaeta unchanged, nu leutik nilai lalawanan R10, nu gede volume speaker éksternal. C10 sareng C11 mangrupikeun kapasitor gandeng input. R11 nyaéta résistor pull-up. JP1 nyaéta port tanduk / spiker. U5 nyaéta kakuatan audio FM8002E amppanguat IC. Saatos input ku AUDIO_IN, sinyal DAC audio ampLified ku gain FM8002E sarta kaluaran ka spiker / spiker ku pin VO1 jeung VO2. SHUTDOWN mangrupikeun pin aktipkeun pikeun FM8002E. Tingkat handap diaktipkeun. Sacara standar, tingkat luhur diaktipkeun.

angka 3.10 ESP32-WROOM-32E sirkuit kontrol utama

Dina sirkuit ieu, C4 sareng C5 mangrupikeun kapasitor saringan bypass, sareng U2 mangrupikeun modul ESP32-WROOM-32E. Pikeun detil ngeunaan sirkuit internal modul ieu, mangga tingal dokuméntasi resmi.

angka 3.11 circuit reset konci

Dina sirkuit ieu, KEY1 nyaéta konci, R4 nyaéta résistor pull-up, sareng C3 nyaéta kapasitor reureuh. Prinsip reset:

A. Saatos kakuatan-on, C3 ngeusi batre. Dina waktos ayeuna, C3 sarua jeung sirkuit pondok, RESET pin grounded, ESP32 asup kana kaayaan reset.
B. Nalika C3 dieusi, C3 sarua jeung buka circuit, RESET pin ditarik ka luhur, ESP32 reset rengse, sarta ESP32 asup kana kaayaan kerja normal.
C. Nalika KEY1 dipencet, PIN RESET grounded, ESP32 asup kana kaayaan reset, sarta C3 discharged ngaliwatan KEY1.
D. Nalika KEY1 dileupaskeun, C3 boga muatan. Dina waktos ayeuna, C3 sarua jeung sirkuit pondok, RESET pin grounded, ESP32 masih dina kaayaan RESET. Saatos C3 dieusi, pin reset ditarik ka luhur, ESP32 reset sareng asup kana kaayaan kerja normal.

Upami RESET gagal, nilai kasabaran C3 tiasa ningkat sacara santun pikeun reureuh pin reset waktos tingkat rendah.

angka 3.12 Interface circuit modul serial

Dina sirkuit ieu, P2 mangrupikeun korsi pitch 4P 1.25mm, R29 sareng R30 mangrupikeun résistor kasaimbangan impedansi, sareng Q5 mangrupikeun tabung pangaruh lapangan anu ngatur catu daya input 5V. R31 mangrupakeun résistor pull-handap. Sambungkeun RXD0 na TXD0 kana pin serial, jeung suplai kakuatan ka dua pin séjén. port ieu disambungkeun ka port serial sarua salaku onboard USB-to-serial modul port.

Gambar 3.13 Ngalegaan IO jeung sirkuit panganteur periferal

Dina sirkuit ieu, P3 na P4 4P 1.25mm pitch korsi, sarta JP3 2P 1.25mm pitch korsi. R33 na R34 mangrupakeun I2C pin pull-up resistors. SPI_CLK, SPI_MISO, SPI_MOSI pin dibagikeun kalawan kartu MicroSD SPI pin. Pin SPI_CS, IIC_SCL, IIC_SDA, IO35, IO39 teu dipaké ku alat on-board, ngarah kaluar pikeun nyambungkeun SPI jeung alat IIC, sarta ogé bisa dipaké pikeun IO biasa. Hal-hal anu kedah diperhatoskeun:

A. IO35 na IO39 ngan bisa jadi pin input;
B. Nalika pin IIC dipaké pikeun IO biasa, éta pangalusna ngaleupaskeun R33 na R34 lalawanan pull-up;

Gambar 3.13 Ngeusi batre jeung sirkuit manajemén ngurangan

Dina sirkuit ieu, C20, C21, C22 na C23 mangrupakeun bypass filter kapasitor. U6 nyaéta IC manajemén muatan batré TP4054. R27 ngatur arus ngecas batré. JP2 mangrupakeun 2P 1.25mm pitch korsi, disambungkeun ka batré a. Q3 mangrupakeun P-kanal FET. R28 nyaéta Q3 grid pull-handap résistor. TP4054 ngecas batré ngaliwatan pin BAT, nu leuwih leutik résistansi R27, nu leuwih gede arus ngecas, maksimum nyaéta 500mA. Q3 jeung R28 babarengan mangrupakeun sirkuit ngurangan batré, lamun euweuh catu daya ngaliwatan panganteur Tipe-C, anu + 5V vol.tage nyaeta 0, lajeng Gerbang Q3 ditarik ka handap ka tingkat low, solokan jeung sumber dihurungkeun, jeung batré suplai kakuatan ka sakabéh modul tampilan. Lamun Powered ngaliwatan panganteur Tipe-C, nu + 5V voltage nyaeta 5V, lajeng Gerbang Q3 nyaeta 5V tinggi, solokan jeung sumber nu neukteuk off, jeung suplai batréna interrupted.

Gambar 3.14 18P LCD panel wiring panganteur las

Dina sirkuit ieu, C24 teh bypass filter kapasitor, sarta QD1 teh 18P 0.8mm pitch kristal cair panganteur las layar. QD1 ngabogaan pin sinyal layar toél lalawanan, layar LCD voltage pin, pin komunikasi SPI, pin kontrol jeung pin circuit lampu tukang. ESP32 nganggo pin ieu pikeun ngadalikeun LCD sareng layar rampa.

Gambar 3.15 Sirkuit tombol download

Dina sirkuit ieu, KEY2 nyaéta konci sareng R5 nyaéta résistor pull-up. IO0 luhur sacara standar sareng rendah nalika KEY2 dipencet. Pencét jeung tahan KEY2, hurungkeun atawa reset, sarta ESP32 bakal asup ka modeu download. Dina kasus séjén, KEY2 bisa dipaké salaku konci normal.

Gambar 3.15 Sirkuit deteksi tingkat batré

Dina sirkuit ieu, R2 jeung R3 mangrupakeun vol parsialtage résistor, sarta C1 jeung C2 mangrupakeun bypass filter kapasitor. Batré voltage BAT + input sinyal ngaliwatan résistor divider. BAT_ADC nyaéta voltage nilai dina duanana tungtung R3, nu dikirimkeun ka master ESP32 ngaliwatan pin input, lajeng dirobah ku ADC pikeun tungtungna ménta vol batré.tagnilai e. voltage divider dipaké sabab ESP32 ADC ngarobah maksimum 3.3V, sedengkeun vol jenuh batré.tage nyaéta 4.2V, anu di luar jangkauan. Vol anu dicandaktage dikali 2 nyaéta vol batré sabenernatage.

Gambar 3.16 sirkuit kontrol lampu tukang LCD

Dina sirkuit ieu, R24 nyaéta résistansi debugging sareng samentawis dipikagaduh. Q4 nyaéta tabung éfék médan N-kanal, R25 nyaéta résistor tarik-turun grid Q4, sareng R26 nyaéta résistor ngawatesan arus lampu tukang. Lampu tukang LCD LED lamp aya dina kaayaan paralel, kutub positif disambungkeun ka 3.3V, sarta kutub négatip disambungkeun ka solokan of Q4. Nalika pin kontrol LCD_BL kaluaran vol tinggitage, solokan jeung sumber kutub Q4 switched dina. Dina waktu ieu, kutub négatip tina lampu tukang LCD grounded, sarta lampu tukang LED lamp dihurungkeun tur ngaluarkeun cahaya. Nalika pin kontrol LCD_BL kaluaran vol lowtage, solokan sareng sumber Q4 dipotong, sareng lampu tukang négatip layar LCD ditunda, sareng lampu tukang LED lamp teu dihurungkeun. Sacara standar, lampu tukang LCD pareum. Ngurangan résistansi R26 tiasa ningkatkeun kacaangan maksimal lampu tukang. Salaku tambahan, pin LCD_BL tiasa input sinyal PWM pikeun nyaluyukeun lampu tukang LCD.

Gambar 3.17 sirkuit kontrol lampu tukang LCD

Dina sirkuit ieu, LED2 mangrupa RGB tilu-warna lamp, sarta R14 ~ R16 mangrupakeun l tilu-warnaamp résistor ngawatesan ayeuna. LED2 ngandung lampu LED beureum, héjo sarta bulao, nu sambungan anoda umum, IO16, IO17 na IO22 mangrupakeun tilu pin kontrol, nu nyaangan lampu LED dina tingkat low sarta extinguish lampu LED dina tingkat luhur.

angka 3.18 slot kartu MicroSD circuit panganteur

Dina sirkuit ieu, SD_CARD1 nyaéta slot kartu MicroSD. R17 mun R21 mangrupakeun pull-up resistors pikeun tiap pin. C26 teh bypass filter kapasitor. sirkuit panganteur ieu adopts mode komunikasi SPI. Ngarojong neundeun-speed tinggi kartu MicroSD.
Catet yén panganteur ieu babagi beus SPI kalawan panganteur periferal SPI.