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树莓派 斑梨电子

ESP32-S3 MP3开发板2.8寸LCD触控显示屏 使用教程

产品介绍

产品简介

ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 是一款支持 2.4GHz WiFi 和蓝牙 BLE 5 的微控制器开发板。集成大容量 Flash 和 PSRAM，板载 2.8 英寸电容触摸屏，可流畅运行 LVGL 等 GUI 界面程序；结合多种外设接口，可快速开发 ESP32-S3 的 HMI 等应用。

产品特性

  • 搭载高性能 Xtensa 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240MHz
  • 支持 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth 5 (LE)，板载天线
  • 板载 512KB SRAM 和 384KB ROM，叠封 16MB Flash 和 8MB PSRAM
  • 板载 2.8 英寸电容触摸屏，240 × 320 分辨率，262K 彩色
  • 支持 I2C 接口控制电容触摸，5 点触控，支持中断
  • 引出 UART、I2C 以及部分 IO 接口，集成全速 USB 串口
  • 板载喇叭、QMI8658 六轴传感器、RTC 时钟传感器、Micro SD 卡座和电池充电管理模块等
  • 支持灵活时钟，多种电源模式等准确控制，实现多场景低功耗模式

资源简介

1、ESP32-S3R8
   双核处理器，高达 240MHz 的运行频率

2、16MB Flash

3、QST 姿态传感器
   QMI8658（六轴陀螺加速度计）

4、RTC 时钟芯片
   PCF85063 RTC 时钟

5、PCM5101音频解码芯片

6、功放芯片

7、音量调节旋钮

8、电池充电管理芯片

9、ME6217C33M5G
   低压降 LDO，电流 (Max) 800mA

10、贴片陶瓷天线

11、IPEX 1 代座子与切换电阻
   可通过拆焊电阻切换为使用外部天线

12、Micro SD 卡座

13、电池供电控制按键
   需运行相关程序实现

14、RESET 按键

15、BOOT 按键

16、USB Type-C 接口

17、12PIN 多功能接口

18、I2C 接口
   内接其他芯片，仅允许外接 I2C 设备，不可映射为其他功能

19、UART 接口

20、系统电池接口
   MX1.25 2PIN 连接器，可用于接入 3.7V 锂电池，支持充放电

21、RTC 电池接口
   接入可充电的 RTC 电池

22、喇叭接口
   配套 8Ω 2W 2030 喇叭

23、电源指示灯

24、充电指示灯
   在连接系统电池时，充电为常亮，充满熄灭
   (未连接系统电池时，状态不定)

接口介绍

  • 12PIN 杜邦线接口
引脚丝印功能说明
GNDGND电源地
VBus5VUSB供电
D-USB 差分线（GPIO19）USB 差分线或用做GPIO
D+USB 差分线（GPIO20）USB 差分线或用做GPIO
GNDGND电源地
3V33V3对外输出3.3V
SCLSCL（GPIO10）I2C 时钟线,不可用作普通GPIO
SDASDA（GPIO11）I2C 数据线,不可用作普通GPIO
TXDTXD（GPIO43）UART 数据发送或用作普通GPIO
RXDRXD（GPIO44）UART 数据接收或用作普通GPIO
IO18GPIO18空闲引脚引出
IO15GPIO15空闲引脚引出
  • I2C 接口

板载设备已占用地址 0x51,0x6B,0x7E

引脚丝印功能说明
GNDGND电源地
3V33V3对外输出3.3V
SCLSCL（GPIO10）I2C 时钟线,不可用作普通GPIO
SDASDA（GPIO11）I2C 数据线,不可用作普通GPIO
  • UART 接口
引脚丝印功能说明
GNDGND电源地
3V33V3对外输出3.3V
TXDTXD（GPIO43）UART 数据发送或用作普通GPIO
RXDRXD（GPIO44）UART 数据接收或用作普通GPIO

产品尺寸

产品参数

参数名称参数
接口USB Type-C
主控芯片ESP32-S3
屏幕类型TFT
屏幕控制芯片Display ：ST7789
Touch ：CST328
板载设备姿态传感器 ：QMI8658
RTC时钟 ：PCF85063
PCM音频解码 ：PCM5101
Micro SD
电池充电管理模块
产品尺寸73.06（H）x 50.54（V） mm

内部硬件连接


LCD

LCD引脚ESP32S3
VCC3.3V
GNDGND
MISONC
MOSIGPIO45
SCLKGPIO40
LCD_CSGPIO42
LCD_DCGPIO41
LCD_RSTGPIO39
LCD_BLGPIO5
TP_SDAGPIO1
TP_SCLGPIO3
TP_INTGPIO4
TP_RSTGPIO2

SD Card

SD CardESP32S3
SD_D0 / MISOGPIO16
SD_CMD / MOSIGPIO17
SD_SCK / SCLKGPIO14
SD_D3 / CSGPIO21
SD_D1NC
SD_D2NC

QMI

QMI8658ESP32S3
IMU_SCLGPIO10
IMU_SDAGPIO11
IMU_INT1GPIO13
IMU_INT2GPIO12

RTC

PCF85063ATLESP32S3
RTC_SCLGPIO10
RTC_SDAGPIO11
RTC_INTGPIO9

Speaker

PCM5101APWRESP32S3
I2S_LRCKGPIO38
I2S_DINGPIO47
I2S_BCKGPIO48

使用说明

ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 目前提供 Arduino IDE 和 ESP-IDF 两种开发工具和框架，提供了灵活的开发选择，你可以根据项目需求和个人习惯选择适合的开发工具。

开发工具介绍

Arduino-IDE-logo.jpg

Arduino IDE

Arduino IDE是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。不需要太多基础，简单学习后，你也可以快速地进行开发。同时，Arduino 拥有庞大的全球用户社区，提供了海量的开源代码、项目示例和教程，还有丰富的库资源，封装了复杂功能，让开发者能快速实现各种功能。

ESP-IDF-logo.jpg

ESP-IDF

ESP-IDF，全称Espressif IDE，是乐鑫科技为 ESP系列芯片推出的专业开发框架。它使用C语言开发，包括编译器、调试器、烧录工具等，可在命令行下或使用集成开发环境（如 Visual Studio Code 配合 Espressif IDF 插件）进行开发，插件提供代码导航、项目管理、调试等功能。


这两种开发方式各有其优势，开发者可以根据自身需求和技能水平进行选择。Arduino 适合初学者和非专业人士，因其简单易学、上手快。而对于有专业背景或对性能要求较高的开发者，ESP-IDF 是更好的选择，它提供了更高级的开发工具和更强的控制能力，适用于复杂项目的开发。

器件准备

  • ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 x1
  • 含MP3文件的SD卡 x1
  • USB线 type A公口 转 Type C公口 x1
  • 2030 腔体喇叭 8Ω 2W x1
在操作前，建议先浏览目录，快速了解文档结构。为顺利操作，请仔细阅读FAQ，提前了解可能的问题。文档中所有资料均提供超链接，方便下载。

Arduino开发

本章介绍 Arduino 环境搭建，包括 Arduino IDE、ESP32板管理、相关库的安装，程序编译下载及示例程序测试，帮助用户掌握开发板，便于二次开发。 

环境搭建

下载和安装 Arduino IDE

  • 点击访问Arduino官网，选择对应的系统和系统位数下载。
  • 运行安装程序，全部默认安装即可。
环境设置是在 Windows 10 系统下进行，Linux和Mac用户可访问Arduino-esp32环境搭建参考。（Mac下使用 需要安装MAC 驱动程序）

安装 ESP32 开发板

  • ESP32相关主板在Arduino IDE使用，须先安装“esp32 by Espressif Systems”开发板的软件包
  • 根据板安装要求进行安装，一般推荐“在线安装”， 若在线安装失败，则使用“离线安装”
  • “esp32 by Espressif Systems”开发板离线软件包，点击此处下载：esp32_package_3.0.2_arduino离线包
  • ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 所需开发板安装说明
板名称板安装要求版本号要求
esp32 by Espressif Systems“离线”安装/“在线”安装≥3.0.0

安装库

  • 在安装 Arduino 库时，通常有两种方式可供选择：在线安装 和 离线安装。若库安装要求离线安装，则必须使用提供的库文件
    对于大多数库，用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而，一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中，因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下，用户只能通过离线方式手动安装这些库。
  • 库安装教程

在线安装

下文以安装“Adafruit NeoMatrix”库为例，若安装其他库，操作步骤类推。
  • 打开 Arduino IDE：

①. 在侧边栏选择“LIBRARY MANAGER”（库管理）；
②. 在搜索框中输入要安装的库名称，如“Adafruit NeoMatrix”；
③. 在方框处选择库版本，若无特殊要求，默认最新版即可，点击“INSTALL”（安装）。 

在安装库时，若提示须安装其他依赖库，请点击“安装所有”。否则，可能会导致某些示例程序或程序无法正常编译。
  • 点击安装后，

①. 软件窗口会显示库的安装进度；
②. 安装完成后，库的状态会变成“x.x.x版本 installed”。

特别注意：如果需要卸载库，则找到对应的库，点击圆框处的“REMOVE”，等待卸载完成即可。
  • ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 库文件安装说明
库名称说明版本库安装要求
LVGL图形库v8.3.10“离线”安装
ESP32-audioI2S-master音频解码库v2.0.0“离线”安装
LVGL更多学习及使用可参考LVGL官方文档

示例程序

  • ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 示例程序
示例程序基础例程说明依赖库
LVGL_Arduino测试板载设备功能LVGL，ESP32-audioI2S-master

Arduino 工程参数设置


LVGL_Arduino

【硬件连接】

  • 将SD卡插入开发板中
  • 将喇叭与开发板连接
  • 将开发板接入电脑

【代码分析】

  • setup()：硬件初始化
    • 进行多个硬件模块的初始化，包括闪存测试、电源、电池、I2C 总线、实时时钟、陀螺仪、背光、SD 卡、音频和显示屏等。确保各个硬件能够正常工作，为系统提供必要的功能支持
    • 初始化 LVGL，为图形界面的显示和交互做准备
    • 可选择调用不同的 LVGL 示例或特定功能，展示不同的图形效果和交互方式
  • loop()：
    • 持续调用Lvgl_Loop，确保 LVGL 的图形界面能够不断更新，响应用户的交互操作，并反映系统的状态变化
    • 添加短暂延迟，避免过度占用 CPU 资源，同时让系统有时间处理其他任务或等待外部事件
  • 参数说明
参数功能说明
SD Card显示 SD 卡的大小连接SD卡，若识别失败请将SD卡格式化为FAT32格式（首次识别失败请等待一会后复位下再查看）
Flash Size显示 Flash 大小当前板载 16MB Flash
Battery Voltage电池电压连接电池时可检测到电池电压
Angular deflection显示板子角度偏移显示三个方向的偏移
RTC Time显示 RTC 时间显示当前 RTC 时间
RTC 时间与当前时间不一致，是因为掉电状态下并不能留存数据，如需要保持 RTC 时间正常，则需连接 RTC 电池并更新 RTC 时间
Wireless scan显示扫描到的WIFI个数扫描结束会在末尾显示 Scan Finish
Backlight brightness亮度滑动条调节屏幕亮度

ESP-IDF开发

本章介绍 ESP-IDF 环境搭建，包括 Visual Studio、Espressif IDF插件的安装，程序编译下载及示例程序测试，帮助用户掌握开发板，便于二次开发。 

环境搭建

下载和安装 Visual Studio

  • 打开VScode官网的下载页面，选择对应系统和系统位数进行下载
  • 运行安装包后，其余均可以默认安装，但这里为了后续的体验建议，建议在此处勾选框中的1、2、3项

    • 第一二项开启后，可以直接通过鼠标右键文件或者目录打开VSCode，可以提高后续的使用体验.
    • 第三项开启后，选择打开方式时，可以直接选择VSCode
环境设置是在 Windows 10 系统下进行，Linux和Mac用户可访问ESP-IDF环境搭建参考

安装Espressif IDF插件

  • 国内部分区域安装，一般推荐“在线安装”， 若因网络因素无法在线安装，则使用“离线安装”
  • 安装Espressif IDF插件教程，详见：安装Espressif IDF插件教程

示例程序

  • ESP32-S3-Touch-LCD-2.8 示例程序
示例程序基础例程说明
ESP32-S3-Touch-LCD-2.8-Test测试板载设备功能

ESP32-S3-Touch-LCD-2.8-Test

【硬件连接】

  • 将SD卡插入开发板中
  • 将喇叭与开发板连接
  • 将开发板接入电脑

【代码分析】

  • Driver_Init()：初始化板载的各个设备
    • 进行硬件初始化准备，包括闪存搜索、电池、I2C 总线、实时时钟和陀螺仪模块初始化
    • 创建任务处理陀螺仪、时钟和电池相关操作，每 100 毫秒延迟一次
  • app_main()：驱动板载设备
    • 先调用 Driver_Init 启动硬件初始化和任务创建
    • 接着初始化 SD 卡、显示屏、音频等硬件及 LVGL 图形库
    • 可选择调用 LVGL 示例函数展示图形界面效果，主循环中每 10 毫秒延迟一次并处理 LVGL 定时器事件
  • 参数说明
参数功能说明
SD Card显示 SD 卡的大小连接SD卡，若识别失败请将SD卡格式化为FAT32格式（首次识别失败请等待一会后复位下再查看）
Flash Size显示 Flash 大小当前板载 16MB Flash
Battery Voltage电池电压连接电池时可检测到电池电压
Angular deflection显示板子角度偏移显示三个方向的偏移
RTC Time显示 RTC 时间显示当前 RTC 时间
RTC 时间与当前时间不一致，是因为掉电状态下并不能留存数据，如需要保持 RTC 时间正常，则需连接 RTC 电池并更新 RTC 时间
Wireless scan显示扫描到的WIFI个数扫描结束会在末尾显示 Scan Finish
Backlight brightness亮度滑动条调节屏幕亮度

Flash固件的烧录与擦除

  • 当前示例程序有提供测试固件，可通过直接烧录测试固件来测试板载设备功能正常与否
  • bin文件路径：
    ...\ESP32-S3-Touch-LCD-2.8-Demo\Test_Program\bin

资料

原理图

工程图纸

示例程序

数据手册

ESP32-S3

其他器件

软件工具

Arduino

VScode

固件烧录工具

其他资料链接

FAQ

问题：模块下载程序后，重新下载，有时会出现无法连接串口，或者烧录失败的情况？

  • 点击复位按键1秒以上，等待 PC 端重新识别到设备后再次下载
  • 可长按BOOT按键，同时按下RESET，然后松开RESET，再松开BOOT按键，此时模块可进入下载模式，可解决大部分无法下载的问题。


问题：模块出现一直复位的情况，从设备管理器查看识别状况会一闪一闪的？

这种情况可能是由于 Flash 空白导致 USB 口不稳定，可长按BOOT按键，同时按下RESET，然后松开RESET，再松开BOOT按键，此时模块可进入下载模式烧录固件（程序）即可解决该情况。


问题： 程序首次编译超级慢怎么处理?

  • 首次编译很慢属于正常情况，耐心等待即可


问题： 找不到AppData文件夹怎么处理？

  • 部分AppData文件夹是默认隐藏的，可以设置为显示。
  • 英文系统：资源管理器->View->勾选“Hidden items”
  • 中文系统：文件资源管理器->查看->显示->勾选“隐藏的项目”


问题： 怎么查看自己使用的COM口?

  • Windows系统：

①通过设备管理器查看： 按下Windows + R键打开“运行”对话框； 输入devmgmt.msc并按回车键打开设备管理器； 展开“端口（COM和LPT）”部分，这里会列出所有的COM端口及其当前状态。
②使用命令提示符查看： 打开命令提示符（CMD）； 输入mode命令，这将显示所有COM端口的状态信息。
③查看硬件连接： 如果你已经连接了外部设备到COM口，通常设备会占用一个端口号，可以通过查看连接的硬件来确定使用的是哪个端口。

  • Linux系统：

①使用dmesg命令查看： 打开终端。
②使用ls命令查看： 输入ls /dev/ttyS*或ls /dev/ttyUSB*来列出所有的串口设备。
③使用setserial命令查看： 输入setserial -g /dev/ttyS*来查看所有串口设备的配置信息。


问题： ESP-IDF为什么会报这个错误

  • 此情况为没有安装SD卡或SD卡无法被识别，若出现该情况，请等待一段时间后复位设备，仍不可解决请将SD卡格式化为FAT32格式，若依旧失败请更换其他SD卡


问题：在使用 MAC 设备时，程序烧录失败？


问题：屏幕最高亮度？

屏幕最高亮度为260cd/m²。


问题：屏幕刷新率多少？（帧率）

与运行的示例相关，不同程序刷新帧率不同。


问题：I2C 板载设备占用地址

0x51,0x6B,0x7E


问题：为什么代码没问题且成功烧录，运行后没有输出？

  • 查看原理图，针对不同开发板的Type-C接口，对应代码处理输出不同：
    • USB直出的开发板，支持printf函数打印输出，若想支持Serial函数打印输出则需要使能USB CDC On Boot功能或者HWCDC声明
    • UART转USB的开发板，支持printf函数和Serial函数打印输出，无需使能USB CDC On Boot


技术支持

周一-周五（9:30-6:30）周六（9:30-5:30）

手机：13434470212

邮箱：services04@spotpear.cn

QQ：202004841

价格：
￥104.9-144.9
型号：
ESP32-S3-Touch-LCD-2.8
制造商：
斑梨电子
SKU：
0101624

ESP32-S3 MP3开发板2.8寸LCD触控显示屏带喇叭/QMI8658-6轴传感器

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