ESP32-S3-Touch-LCD-2.1V2

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ESP32-S3-Touch-LCD-2.1
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功能简介
特性 无特性，不解释
显示尺寸 2.1 英寸
分辨率 480×480
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 I2C RGB

产品介绍

产品简介

ESP32-S3-Touch-LCD-2.1产品是一款支持 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 2.1 英寸触摸屏，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、384KB ROM、8MB PSRAM 及 16MB Flash
  • 板载 2.1 英寸触摸屏，480 × 480 分辨率，262K 彩色
  • 支持 I2C 接口控制触摸，支持中断
  • 引出 UART、I2C 以及部分 IO 接口，集成全速 USB 串口
  • 板载 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

ESP32-S3-Touch-LCD-2.1-introduction-01.png

1、ESP32-S3R8
   双核处理器，高达 240MHz 的运行频率

2、QST 姿态传感器
   QMI8658（六轴陀螺加速度计）

3、TCA9554PWR
   GPIO 扩展芯片，已全部使用，未引出

4、FSUSB42UMX
   UART 选择芯片
   连接 UART Type-C 接口时禁用 4Pin UART 接口
   未连接 UART Type-C 时，4Pin UART 接口可用

5、CH343P
   USB 转 UART，并板载自动下载电路，无需多余操作即可实现程序烧录

6、16MB Flash

7、RTC 时钟芯片
   PCF85063 RTC 时钟

8、电池充电管理芯片

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

10、USB Type-C 接口

11、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


12、12PIN 多功能接口

13、IPEX 1 代座子
   可通过拆焊电阻切换为使用外部天线

14、Micro SD 卡座

15、RTC 电池接口
   接入可充电的 RTC 电池

16、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

17、UART 接口
   在连接 USB TO UART Type-C 接口时，该接口不可用

18、USB TO UART Type-C 接口

19、蜂鸣器

20、电源指示灯

21、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)

22、电池供电控制开关

23、RESET 按键

24、BOOT 按键


接口介绍

ESP32-S3-Touch-LCD-2.1-introduction-02.png

  • 12PIN 杜邦线接口
序号 引脚丝印 功能 说明
1 GND GND 电源地
2 VBus 5V USB供电
3 D- USB 差分线（GPIO19） USB 差分线或用做GPIO
4 D+ USB 差分线（GPIO20） USB 差分线或用做GPIO
5 GND GND 电源地
6 3V3 3V3 对外输出3.3V
7 SCL SCL（GPIO7） I2C 时钟线,不可用作普通GPIO
8 SDA SDA（GPIO15） I2C 数据线,不可用作普通GPIO
9 TXD TXD（GPIO43） UART 数据发送或用作普通GPIO
10 RXD RXD（GPIO44） UART 数据接收或用作普通GPIO
11 NC NC 无引脚连接
12 IO0 GPIO0 空闲引脚引出
  • I2C 接口
引脚丝印 功能 说明
GND GND 电源地
3V3 3V3 对外输出3.3V
SCL SCL（GPIO7） I2C 时钟线,不可用作普通GPIO
SDA SDA（GPIO15） I2C 数据线,不可用作普通GPIO
  • UART 接口
引脚丝印 功能 说明
GND GND 电源地
3V3 3V3 对外输出3.3V
TXD TXD（GPIO43） UART 数据发送或用作普通GPIO
RXD RXD（GPIO44） UART 数据接收或用作普通GPIO

产品尺寸

ESP32-S3-Touch-LCD-2.1-introduction-03.png

产品参数

参数名称 参数
接口 USB Type-C / UART Type-C
主控芯片 ESP32-S3
屏幕类型 TFT
屏幕控制芯片 Display ：ST7701
Touch ：CST820
板载设备 姿态传感器 ：QMI8658
RTC时钟 ：PCF85063
Micro SD
Buzzer
电池充电管理模块
产品尺寸 75.00±0.1（R） mm


板载功能使用

内部硬件连接

产品使用ESP32-S3实现，故硬件与软件上仅支持 RGB565。中文相关资料

LCD

LCD引脚 ESP32S3
LCD_BL GPIO6
LCD_RST EXIO1
LCD_SDA GPIO1
LCD_SCL GPIO2
LCD_CS EXIO3
PCLK GPIO41
DE GPIO40
VSYNC GPIO39
HSYNC GPIO38
B0 NC
B1 GPIO5
B2 GPIO45
B3 GPIO48
B4 GPIO47
B5 GPIO21
G0 GPIO14
G1 GPIO13
G2 GPIO12
G3 GPIO11
G4 GPIO10
G5 GPIO9
R0 NC
R1 GPIO46
R2 GPIO3
R3 GPIO8
R4 GPIO18
R5 GPIO17
TP_SDA GPIO15
TP_SCL GPIO7
TP_INT GPIO16
TP_RST EXIO2

SD Card

SD Card ESP32S3
SD_D0 / MISO GPIO42
SD_CMD / MOSI GPIO1
SD_SCK / SCLK GPIO2
SD_D3 / CS EXIO4
SD_D1 NC
SD_D2 NC

QMI

QMI8658C ESP32S3
IMU_SCL GPIO7
IMU_SDA GPIO15
IMU_INT1 EXIO6
IMU_INT2 EXIO5

RTC

PCF85063ATL ESP32S3
RTC_SCL GPIO7
RTC_SDA GPIO15
RTC_INT EXIO7

Buzzer

Buzzer ESP32S3
Buzzer_Control EXIO8

BAT

BAT ESP32S3
BAT_ADC GPIO4

使用说明

ESP32-S3-LCD-1.47 目前支持 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-LCD-1.47 x1
  • SD卡 x1
  • 读卡器 x1

ESP32-S3-LCD-1.47-usenotes-01.png

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。
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-software-01.png
  • 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

安装 Arduino-ESP32

  • ESP32相关主板在Arduino IDE使用，须先安装“Arduino-ESP32板”库
  • 国内部分区域安装，一般推荐“离线安装”， 若离线安装失败，则使用“在线安装”
  • 安装 Arduino-ESP32教程，详见：Arduino 板管理教程
  • ESP32-S3-LCD-1.47 开发板安装说明
板名称 板安装要求 版本号要求
ESP32-S3-LCD-1.47 “离线”安装/“在线”安装 3.0.0 以上

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。
    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，详见：Arduino 库管理教程
  • ESP32-S3-LCD-1.47 库文件安装说明
库名称 说明 库安装要求
LVGL 图形库 “离线”安装
PNGdec 解码 PNG 图像格式 “离线”安装
LVGL更多学习及使用可参考LVGL开发指南，ESP32S3 LVGL移植教程

运行第一个 Arduino 程序

如果你刚入门学习ESP32和Arduino，还不知道如何创建、编译、烧录和运行Arduino ESP32程序，那么请展开看看，希望可以帮助到你！

新建工程

  • 运行Arduino IDE，选择 File -> New Sketch
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-01.png
  • 输入代码：
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  Serial.println("Hello, World!");
  delay(2000);
}
  • 保存代码工程，选择 File -> Save As...；在弹出的菜单选择保存工程路径，并输入工程名，如 Hello_World，点击保存

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-02.png

编译和烧录程序

  • 选择对应的开发板，以ESP32S3主板为例：

①. 点击选择下拉框选项“Select Other Board and Port”；
②. 搜索需要的开发板型号“esp32s3 dev module”并选择；
③. 选择COM口；
④. 保存选择。
ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-03.png

  • 部分开发板在指定版本号支持直接选择型号，以“waveshare esp32-s3-lcd-1.69”为例：

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-07.png

  • 若ESP32S3主板只有USB口，须打开（Enable）USB CDC，如下图所示：

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-04.png

  • 编译并上传程序：

①. 编译程序；②. 编译并下载程序；③. 下载成功。
ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-05.png

  • 打开串口监视窗口，程序每隔2秒会打印“Hello World!”，运行情况如下所示：

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-06.png

示例程序

  • ESP32-S3-LCD-1.47 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
LCD_Image 间隔显示 SD 卡根目录 PNG 文件。 PNGdec

Arduino 工程参数设置

ESP32-S3-LCD-1.47 Demo 2.png

LVGL_Arduino

【硬件连接】

  • 将板子接入电脑

【代码分析】

1. setup()

  • Flash_test() ：测试并打印设备的闪存大小信息
  • SD_Init() ：初始化 SD 卡
  • LCD_Init()：初始化显示屏
  • Set_Backlight(90)：设置背光亮度为 90
  • Lvgl_Init()：初始化 LVGL 图形库
  • Lvgl_Example1()：调用特定的 LVGL 示例函数
  • Wireless_Test2()：进行无线通信的测试函数调用

2. loop()

  • Timer_Loop()：处理定时器相关任务的函数
  • RGB_Lamp_Loop(2)：每隔一定时间间隔更新RGB灯的颜色

【运行效果】

  • LCD屏幕显示

ESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-02.png

LCD_Image

【SD卡准备】

  • 将waveshare所提供的图片示例加入到SD卡中

ESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-04.png
ESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-05.png

【硬件连接】

  • 将包含示例图片的SD卡插入到设备中
  • 将板子接入电脑

【代码分析】

1. setup()

  • Flash_test() ：测试并打印设备的闪存大小信息
  • SD_Init() ：初始化 SD 卡
  • LCD_Init()：初始化显示屏
  • Set_Backlight(90)：设置背光亮度为 90

2. loop()

  • Image_Next_Loop("/", ".png", 300)：每隔一定时间间隔依次显示 SD 卡根目录下的 PNG 文件
  • RGB_Lamp_Loop(2)：每隔一定时间间隔更新RGB灯的颜色

【运行效果】

  • LCD以一定间隔时间依次显示SD卡下根目录的PNG文件

ESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-06.pngESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-07.pngESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-08.png

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
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-VScode-01.png
  • 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
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-VScode-02.png
    • 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

运行第一个 ESP-IDF 程序

如果你刚入门学习ESP32和ESP-IDF，还不知道如何创建、编译、烧录和运行ESP-IDF ESP32程序，那么请展开看看，希望可以帮助到你！

新建项目

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-01.png

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-02.png

创建例程

  • 使用快捷键 F1 ，输入esp-idf:show examples projects

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-03.png

  • 选择你当前的IDF版本

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-04.png

  • 以Hello world例程为例

①选择对应例程
②其readme会说明该例程适用于什么芯片（下文有介绍例程怎么使用与文件结构，这里略）
③点击创建例程
ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-05.png

  • 选择放置例程的路径，要求无例程同名文件夹

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-06.png

修改COM口

  • 此处显示使用对应的COM口，点击可以修改对应COM口
  • 请根据设备对应COM口进行选择（可通过设备管理器查看）
  • 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上或进入下载模式，等待 PC 端重新识别到设备后再次下载

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-07.png

修改驱动对象

  • 选择我们需要驱动的对象，也就是我们的主芯片为ESP32S3

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-08.png

  • 选择openocd的路径，这里对我们没有影响，所以我们随便选择一个即可

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-09.png


其余状态栏简介

①.ESP-IDF开发环境版本管理器，当我们的工程需要区分开发环境版本时，可以通过安装不同版本的ESP-IDF来分别管理，当工程使用特定版本时，可以通过使用它来切换
②.设备烧录COM口，选择以将编译好的程序烧录进芯片上
③.set-target 芯片型号选择，选择对应的芯片型号，如:ESP32-P4-Nano需要选择 esp32p4 为目标芯片
④.menuconfig，点击修改sdkconfig配置文件内容
⑤.fullclean 清理按钮，当工程编译报错或其他操作污染编译内容时，通过点击清理全部编译内容
⑥. Build 构建工程，当一个工程满足构建时，通过此按钮进行编译
⑦.当前下载方式，默认为UART
⑧.flash烧录按钮，当一个工程Build构建通过时，选择对应开发板COM口，点击此按钮可以将编译好的固件烧录至芯片
⑨.monitor开启烧录口监控，当一个工程Build-->flash后，可通过点击此按钮查看烧录、调试口输出的l0g，以便观察应用程序是否正常工作
⑩.Debug调试
⑪.Build Flash Monitor 一键按钮，用于连续执行Build-->Flash-->Monitor，常被称作小火苗

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-10.png


编译、烧录、串口监视

  • 点击我们之前介绍的 编译，烧录，打开串口监视器按键

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-11.png

  • 编译可能需要较长时间才能完成，尤其是在第一次编译时

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-12.png

  • 在此过程中，ESP-IDF可能会占用大量CPU资源，因此可能会导致系统卡顿
  • 若是新工程首次烧录程序，将需要选择下载方式，选择 UART

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  • 后续也可在 下载方式 处进行修改（点击即可弹出选项）

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  • 因为板载自动下载电路，无需手动操作即可自动下载
  • 下载成功后，自动进入串口监视器，可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-15.png


使用IDF 示例程序

下文以使用“ESP32-S3-LCD-1.47-Demo”为例介绍工程的两种打开方式及使用的一般步骤，若使用其他工程，操作步骤类推。

软件内部打开

  • 打开 VScode 软件，选择文件夹打开示例

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-16.png

  • 选择提供的 ESP-IDF 下的示例，点击选择文件(位于 示例程序/Demo/ESP-IDF 路径下)

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-17.png


软件外部打开

  • 正确选择工程目录，打开工程，否则会影响后续程序编译烧录

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-18.png

  • 连接设备后，选择好COM口和型号，点击下方编译并烧录即可实现程序控制

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-19.png


示例程序

  • ESP32-S3-LCD-1.47 示例程序
示例程序 基础例程说明 依赖库
ESP32-S3-LCD-1.47 测试板载设备功能 LVGL

ESP32-S3-LCD-1.47

【硬件连接】

  • 将板子接入电脑

【代码分析】

1. setup()

  • Wireless_Init() ：初始化无线通信模块
  • Flash_Searching() ：测试并打印设备的闪存大小信息
  • RGB_Init(90)：初始化 RGB 相关的功能
  • RGB_Example(90)：展示 RGB 的示例功能
  • SD_Init() ：初始化 SD 卡
  • LCD_Init()：初始化显示屏
  • BK_Light(90)：设置背光亮度为 50
  • LVGL_Init(90)：初始化 LVGL 图形库
  • Lvgl_Example1(90)：调用特定的 LVGL 示例函数

2. while(1)

  • vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10))：短暂延迟，每 10 毫秒一次
  • lv_timer_handler()： LVGL 的定时器处理函数，用于处理与时间相关的事件和动画等

【运行效果】

  • LCD显示板载参数：

ESP32-S3-LCD-1.47-Ar-demo-03.png


擦除设备Flash

  • 解压软件资源包（Flash 调试软件）
  • 打开 flash_download_tool_3.9.5.exe软件，选择ESP32-S3及USB

ESP32-S3 TO Erase Flash 1.png

  • 选择UART的端口号，点击 START (不选择任何 bin 文件)

ESP32-S3 TO Erase Flash 2.png

  • 等待烧录完成，点击擦除

ESP32-S3 TO Erase Flash 3.png

  • 等待擦除完成

ESP32-S3 TO Erase Flash 4.png

资料

原理图

示例程序

数据手册

ESP32-S3

其他器件

软件工具

Arduino

VScode

调试工具

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？

  • 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： ESP-IDF烧录成功串口显示“waiting for download...”怎么处理？

  • 若开发板有复位键则按下复位键；若没有复位键，请重新上电


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。


技术支持


联系人：欧工
EMAIL：2355861365@qq.com
QQ：2355861365
微信：扫下方二维码添加
欧工企业微信联系二维码.png

说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
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