ESP32-S3-Touch-LCD-4

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ESP32-S3-Touch-LCD-4
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功能简介
特性 无特性，不解释
主控 ESP32-S3-N16R8
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
' 无特性，不解释
接口 Type C USB

产品介绍

产品简介

ESP32-S3-Touch-LCD-4 是一款微雪 (Waveshare) 设计的低成本，高性能的微控制器开发板。其支持 2.4GHz WiFi 和 BLE 5，集成大容量 Flash 和 PSRAM，板载 4 英寸电容触摸LCD屏，可流畅运行 LVGL 等 GUI 界面程序；结合多种外设接口(如：CAN、I2C和RS485等接口)，快速开发 ESP32-S3 的 HMI 等应用。多种功能与接口满足在物联网 (IoT)、移动设备、智能家居等应用场景的功耗需求。

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
  • 内置 512KB SRAM 和 384KB ROM，叠封 16MB Flash 和 8MB PSRAM
  • 板载 4 英寸电容触摸屏，480 × 480 分辨率，65K 彩色
  • 支持 I2C 接口控制电容触摸，5 点触控，支持中断
  • 板载 CAN、RS485、I2C 接口和 Micro SD 卡座等，集成全速 USB
  • 板载 RTC、锂电池充放电IC，适用于移动场景
  • 支持灵活时钟，模块电源单独设置等精准控制，实现多场景低功耗模式

资源简介

ESP32-S3-Touch-LCD-4-introduction-01.png

1、ESP32-S3N16R8 模组
   WiFi 蓝牙 SoC 模块，240MHz 运行频率，封装 8MB PSRAM 和 16MB Flash

2、SW6106 电池充放电芯片
   支持电池充放电

3、TJA1051T/3/1J
   CAN 收发器

4、SP3485 芯片
   RS485 收发器

5、PCF85063
   RTC 时钟芯片

6、TCA9554PWR
   IO 扩展芯片

7、XL1509-ADJE1 电源芯片
   支持 7~36V 直流电源输入

8、3.5mm 10pin 接线槽
   可接入 3.5mm 10pin 的接线端子

9、RTC 电池接口
   接入可充电的 RTC 电池 ，(只支持可充电的 RTC 电池)


10、USB Type-C 接口
   ESP32-S3 USB 接口，用于供电、烧录程序和日志打印

11、Micro SD 卡座
   可通过拆焊电阻切换为使用外部天线

12、PH2.0 锂电池接口
   PH2.0 2P 连接器，可用于接入 3.7V 锂电池，支持充放电

13、蜂鸣器
   听觉外设

14、CAN 和 RS485 终端电阻开关
   默认关闭

15、电源指示灯
   工作时亮起

16、BOOT 按键

17、RESET 按键

18、BAT_PWR 按键
   电池供电时，可使用此按键开关机

接口介绍

ESP32-S3-Touch-LCD-4-details-5.jpg

  • CAN 接口：实现 CAN 总线网络的收发控制、数据分析、采集和监控
  • PH2.0 电池接口：开发板使用高效充放电管理芯片 SW6106 ，支持I2C读取电池电量
  • RS485 接口：开发板板载 RS485 接口电路，可直接接入 RS485 设备进行通信，RS485电路收发模式自动切换
  • I2C 接口：ESP32-S3 提供多路硬件 I2C ，目前使用 GPIO8(SDA1)，GPIO9(SCL1) 引脚做 I2C 总线挂载 IO 扩展芯片；
                     使用GPIO7(SCL0),GPIO15(SDA0)引脚作为触摸接口，I2C接口
引脚连接
ESP32-S3-WROOM-x LCD USB SD UART CAN RTC OTS
GPIO0 CANRX
GPIO1 LCD_SDA MOSI
GPIO2 LCD_SCL SCK
GPIO3 R2
GPIO4 MISO
GPIO5 B1
GPIO6 CANTX
GPIO7 TP_SCL RTC_SCL SCL
GPIO8 R3 Expander_SDA
GPIO9 G5 Expander_SCL
GPIO10 G4
GPIO11 G3
GPIO12 G2
GPIO13 G1
GPIO14 G0
GPIO15 TP_SDA RTC_SDA SDA
GPIO16 TP_INT
GPIO17 R5
GPIO18 R4
GPIO19 USB_DN
GPIO20 USB_DP
GPIO21 B5
GPIO38 HSYNC
GPIO39 VSYNC
GPIO40 DE
GPIO41 LCD_PCLK
GPIO42 LCD_CS
GPIO43 RS485_RX
GPIO44 RS485_TX
GPIO45 B2
GPIO46 R1
GPIO47 B4
GPIO48 B3
TCA9554PWR - - - - - - -
EXIO0 TP_RST
EXIO1 BL_EN
EXIO2 LCD_RST
EXIO3 SD_CS
EXIO4 BLC
EXIO5 BEE_EN
EXIO6 RTC_INT
EXIO7 DO1

产品尺寸

ESP32-S3-Touch-LCD-4-details-size.jpg

I2C

  • Two way I2C
    • ESP32-S3支持两路I2C同时工作，此开发板使用两路I2C驱动，SDA0(IO8)、SCL0(IO9) I2C 0驱动拓展芯片TCA9554PWR
    • SDA1(IO15)、SCL1(IO7) I2C 1驱动其他I2C从设备
    • 新版本中，将I2C0与I2C1合并使用I2C1单路i2c（示例代码已做好兼容）

其它说明

  • 目前在 ESP-IDF v5.3 下使用单核跑 LVGL benchamark 示例的平均帧率上限为 26, 对应接口帧率为 41 (PCLK 21 MHz)，编译前需要通过menuconfig 对ESP32 跟 LVGL进行配置：
CONFIG_FREERTOS_HZ=1000
CONFIG_ESP_DEFAULT_CPU_FREQ_MHZ_240=y
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHMODE_QIO=y
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHFREQ_120M=y [需要与 PSRAM 保持一致]
CONFIG_SPIRAM_MODE_OCT=y
CONFIG_IDF_EXPERIMENTAL_FEATURES=y and CONFIG_SPIRAM_SPEED_120M=y [需要与 FLASH 保持一致]
CONFIG_SPIRAM_FETCH_INSTRUCTIONS=y
CONFIG_SPIRAM_RODATA=y
CONFIG_ESP32S3_DATA_CACHE_LINE_64B=y
CONFIG_COMPILER_OPTIMIZATION_PERF=y
#以下 LVGL 配置项对帧率提升有帮助 (LVGL v8.3):
#define LV_MEM_CUSTOM 1 or CONFIG_LV_MEM_CUSTOM=y
#define LV_MEMCPY_MEMSET_STD 1 or CONFIG_LV_MEMCPY_MEMSET_STD=y
#define LV_ATTRIBUTE_FAST_MEM IRAM_ATTR or CONFIG_LV_ATTRIBUTE_FAST_MEM=y

使用说明

ESP32-S3-Touch-LCD-4 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-4 x1
  • SD卡 x1
  • USB线 Type A公口 转 Type C公口 x1
  • USB转RS485双向转换器 x1
  • USB 转 CAN 适配器分析仪 x1

ESP32-S3-Touch-LCD-4-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。 Arduino-flow-04.png

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“esp32 by Espressif Systems”库。
  • 国内部分区域安装，一般推荐“在线安装”， 若在线安装失败，则使用“离线安装”。
  • 安装 Arduino-ESP32教程，详见：Arduino 板管理教程
  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 开发板离线包，点击此处下载：esp32_package_3.0.7_arduino离线包
  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 开发板安装说明
板名称 板安装要求 版本号要求
ESP32-S3-Touch-LCD-4 “离线”安装/“在线”安装 3.0.7 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。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，详见：Arduino 库管理教程
  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 库文件存放于示例程序中，点击此处跳转：ESP32-S3-Touch-LCD-4示例程序
  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 库文件安装说明
库名称 说明 版本 库安装要求
ESP32_Display_Panel ST7701、GT911驱动库 v0.1.8 可“在线”或“离线”安装
ESP32_IO_Expander TCA9554 IO拓展芯片驱动库 v0.0.4 “离线”安装（更改了IOExpander_Library的返回值）
lvgl LVGL图形化库 v8.4.0 “在线”安装后需复制demos文件夹至src，建议使用“离线”安装
lv_conf.h LVGL配置文件 —— “离线”安装

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

Demo-flow-01.png

  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 示例程序
示例程序 基础例程说明 依赖库
01_PanelTest 测试RGB屏幕 GFX_Library_for_Arduino
02_LVGL_Porting 测试RGB触摸屏幕 GFX_Library_for_Arduino，Arduino DriveBus
03_Rotation 测试RS-485 座子 GFX_Library_for_Arduino
04_RS485_Test 测试RS-485 座子 GFX_Library_for_Arduino
05_TWAIreceive 测试CAN卡座 GFX_Library_for_Arduino
06_TWAItransmit 测试CAN卡座 SensorLib，GFX_Library_for_Arduino
07_SD_Test 测试SD卡座 LVGL
  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 支持直接选择型号
    • 以ESP32-S3-LCD-1.69为例

ESP32-S3-LCD-1.69-demo-02.png

Arduino工程参数配置

  • 需要使用屏幕的示例程序需要配置如下
    • PSRAM 使能，部分版本设置为 OPI PSRAM

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-07.png

  • 接入电脑后，按下BAT_PWR进行开机，开机状态下双击BAT_PWR可以关机

01_PanelTest

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-02.png

【代码分析】

  • setup() ：
    • 初始化串口并打印开始信息；
    • 创建ESP_Panel对象并初始化面板；
    • 获取面板的各个组件指针（LCD、触摸、背光）；
    • 根据组件是否存在进行相应操作，如关闭和打开背光、设置 LCD 的刷新完成回调函数并进行颜色条测试。
  • loop() ：
    • 如果触摸组件存在，读取触摸点信息；
    • 根据读取结果进行不同处理，成功则打印触摸点信息，失败则打印错误消息；
    • 若触摸中断未启用，延迟一段时间避免频繁读取；
    • 如果触摸组件不存在，则延迟 1000 毫秒并打印 “IDLE loop”。

【运行效果】

  • 烧录代码后，可观察屏幕显示蓝色、绿色、红色的色带（若烧录代码后，屏幕无反应，可查看是否有在Arduino IDE -> Tools正确配置：使能 PSRAM(8MB OPI)）

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-01.png.jpg

02_LVGL_Porting

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

  • setup() ：
    • 扩展器初始化：
      • 使用特定参数创建一个扩展器对象，初始化并尝试启动扩展器。如果初始化失败，使用备用参数再次尝试。如果成功，通过串口输出成功信息
    • 串口及引脚设置：
      • 设置引脚 16 为输出并初始化为低电平，初始化串口并设置波特率为 115200，打印标题和 “start” 信息
    • 面板设备初始化：
      • 创建ESP_Panel对象并初始化面板设备，开始面板设备，如果启用避免撕裂功能，根据 LVGL 配置设置 RGB 总线参数
    • LVGL 初始化及用户界面创建：
      • 初始化 LVGL，传入面板的 LCD 和触摸对象，打印信息并锁定 LVGL 的互斥锁（因为 LVGL 的 API 不是线程安全的）；创建一个简单的标签并设置文本为标题，将其居中显示在屏幕上，调用函数展示 LVGL 的小部件示例，解锁互斥锁

【运行效果】

  • 烧录代码后，可进行一系列触屏操作，是可供用户LVGL移植的例程（若烧录代码后，屏幕无反应，可查看是否有在Arduino IDE -> Tools正确配置：使能 PSRAM(8MB OPI)）。

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-06.jpg

03_Rotation

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

  • setup() ：
    • 负责初始化 IO 扩展器、配置硬件和串口通信、初始化面板设备和 LVGL，以及创建用户界面，是整个程序的初始化入口
  • rotateDisplay() ：
    • 这个函数用于旋转显示界面。它接收一个 lv_disp_t 类型的指针和一个旋转角度参数
    • 锁定 LVGL 的互斥锁，以确保在修改显示设置时的线程安全
    • 使用 lv_disp_set_rotation 函数设置 LVGL 显示的旋转角度
    • 使用 lv_label_set_text_fmt 函数更新显示旋转角度的标签文本，以显示当前的旋转角度
    • 解锁互斥锁，允许其他部分的程序继续访问 LVGL API
  • onRightBtnClickCallback() ：
    • 按钮的点击回调函数，用于响应用户对左右按钮的点击操作，以实现显示的旋转控制
    • 当右按钮被点击时，这个函数会检查当前的旋转状态。如果当前旋转角度为 LV_DISP_ROT_270，则将旋转角度设置为 LV_DISP_ROT_NONE（无旋转）；否则，将旋转角度增加一个单位
    • 调用 rotateDisplay 函数来实际执行显示的旋转操作
  • onLeftBtnClickCallback() ：
    • 当左按钮被点击时，这个函数同样检查当前的旋转状态。如果当前旋转角度为 LV_DISP_ROT_NONE，则将旋转角度设置为 LV_DISP_ROT_270；否则，将旋转角度减少一个单位
    • 也会调用 rotateDisplay 函数来更新显示的旋转角度

【运行效果】

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-08.png.jpg

04_RS485_Test

【硬件连接】

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-04.png

【代码分析】

  • setup() ：
    • Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 43, 44);：初始化 UART2，设置波特率为 115200，数据格式为 8 位数据位、无校验位、1 位停止位，并指定使用 GPIO43（RXD） 和 GPIO44（TXD） 作为收发引脚
  • loop()：
    • 通过Serial2.available()检查 UART2 是否有数据可读，使用Serial2.read()读取数据，当满足特定条件时，通过Serial2.println(buffer)将缓冲区中的数据发送出去，实现对 UART2 数据的接收和发送处理

【运行效果】

  • 打开串口调试助手向 ESP32-S3-Touch-LCD-4 发送消息，该设备会将收到的消息返回给串口调试助手

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-04.png

05_TWAIreceive

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑
  • 开发板连接USB-CAN-A，如图

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-05.png

【代码分析】

  • 功能概述：
    • 初始化串口通信用于输出信息
    • 配置 GPIO 引脚作为输出
    • 安装和启动 CAN（Controller Area Network）总线驱动（TWAI），连接到指定的 RX_PIN（0）和 TX_PIN（6）引脚，并设置为监听模式
    • 在主循环中，如果 CAN 驱动已安装，检查是否有警报触发，处理各种警报情况，如错误被动状态、总线错误、接收队列满等。如果有接收数据警报，处理接收到的 CAN 消息
  • 重要接口和引脚说明：
    • RX_PIN（0）和 TX_PIN（6）：用于连接到 CAN 总线收发器的引脚
    • GPIO_OUTPUT_PIN_SEL（对应 GPIO15 和 GPIO16）：用于配置特定的 GPIO 引脚为输出模式

【运行效果】

  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 等待USB-CAN-A_TOOL发送消息，如果接收成功，会将其打印到串口上。

ESP32-Arduino-CN-2.png ESP32-Arduino-23.png ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-15.png

06_TWAItransmit

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑
  • 开发板连接USB-CAN-A，如图

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-05.png

【代码分析】

  • 功能概述：
    • 初始化串口通信用于输出信息
    • 配置特定的 GPIO 引脚（RX_PIN 和 TX_PIN）为输出模式
    • 安装和启动 CAN（Controller Area Network）总线驱动（TWAI），连接到指定的 RX_PIN（0）和 TX_PIN（6）引脚，并设置为无应答模式
    • 重新配置 CAN 警报以检测特定状态，包括发送相关警报和总线错误警报
    • 在主循环中，如果 CAN 驱动已安装，检查是否有警报触发并处理各种警报情况，同时按照一定时间间隔发送 CAN 消息
  • 重要接口和引脚说明：
    • RX_PIN（0）和 TX_PIN（6）：用于连接到 CAN 总线收发器的引脚
    • GPIO_OUTPUT_PIN_SEL：用于配置特定 GPIO 引脚为输出模式，这里是 RX_PIN 和 TX_PIN

【运行效果】

  • 串口打印CAN消息发送成功，配置USB-CAN-A_TOOL后启动可看到 ESP32-S3-Touch-LCD-4 发送的CAN消息。

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-14.png

  • 再观察USB-CAN-A_TOOL，即可看到ESP32-S3-Touch-LCD-4发送的CAN消息

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-16.png

07_SD_Test

【硬件连接】

  • 使用USB线把开发板接入电脑
  • 将SD卡插入开发板

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-03.png

【代码分析】

  • SD 卡初始化与检测
    • 初始化 SD 卡
      • 通过设置特定的引脚（SDMMC_CLK、SDMMC_CMD、SDMMC_DATA）来初始化 SD 卡。如果初始化失败，程序会进入死循环，确保在没有成功挂载 SD 卡的情况下不继续执行其他操作。
    • 检测 SD 卡类型和大小
      • 检测 SD 卡的类型（如 MMC、SDSC、SDHC 等）并打印信息，让用户了解所连接的 SD 卡的具体规格。同时获取 SD 卡的大小并以 MB 为单位打印，方便用户了解存储容量
    • 列出 SD 卡目录内容
      • 通过调用listDir函数，列出 SD 卡根目录下的文件和目录，为用户提供了对 SD 卡存储内容的直观了解，方便进行后续的文件操作和管理

【运行效果】

  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 会识别SD卡的类型和大小，再对进行文件的增删改查

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-09.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。 ESP-IDF-flow-01.png

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，项目配置详细资料
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

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-13.png

  • 后续也可在 下载方式 处进行修改（点击即可弹出选项）

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-14.png

  • 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、ESP-IDF工程项目详解，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

ESP-IDF工程项目详解

  • 组件（Component）:ESP-IDF中的组件是构建应用的基本模块，每个组件通常是相对独立的代码库或库，能实现特定的功能或服务，可以被应用程序或是其他组件重复使用，类似于Python开发中的库的定义。
    • 组件的引用：Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可，而ESP-IDF基于C语言基础，引入库是通过CMakeLists.txt进行配置和定义的。
    • CmakeLists.txt的作用：ESP-IDF编译时编译工具CMake会首先通过读取工程目录的顶层CMakeLists.txt的内容来读取构建规则，识别需要编译的内容。当在CMakeLists.txt中引入了需要的组件、程序后，编译工具CMake会根据索引导入每个所需要编译的内容。编译过程如：

ESP32-P4 VSCode ESP-IDF GettingStart 240906 02.png

示例程序

Demo-flow-01.png

  • ESP32-S3-Touch-LCD-4 示例程序
示例程序 基础例程说明
01_RS485_Test 测试RS-485 座子
02_SD_Test 测试SD卡座
03_RTC_Test RTC时钟跟RTC中断
04_TWAIreceive 测试CAN卡座
05_TWAItransmit 测试CAN卡座
06_LVGL_Proting 测试RGB触摸屏幕

01_RS485_Test

【硬件连接】

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-04.png

【代码分析】

  • echo_task() ：
    • 首先配置了 UART 参数，包括波特率、数据位、奇偶校验位、停止位和硬件流控制等。
    • 然后安装 UART 驱动，设置 UART 引脚，并分配一个临时缓冲区用于接收数据。
    • 在一个无限循环中，从 UART 读取数据，将读取到的数据回写到 UART，并在有数据接收时记录日志信息。

【运行效果】

  • 打开串口调试助手向 ESP32-S3-Touch-LCD-4 发送消息，该设备会将收到的消息返回给串口调试助手

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-09.png

02_SD_Test

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑
  • 将SD卡装入开发板

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-03.png

【代码分析】

  • waveshare_sd_card_init() ：

这个函数主要用于初始化 SD 卡。首先初始化 I2C，然后通过 I2C 控制芯片拉低 SD 卡的 CS 引脚。接着配置 SD 卡的挂载选项，包括是否在挂载失败时格式化、最大文件数和分配单元大小等。之后初始化 SPI 总线，并使用配置好的 SPI 总线和挂载选项来挂载 SD 卡文件系统。如果挂载成功则返回ESP_OK，表示 SD 卡初始化完成。

  • waveshare_sd_card_test() ：

这个函数用于测试 SD 卡的功能。首先打印已初始化的 SD 卡的信息。然后创建一个文件并写入数据，重命名该文件并读取重命名后的文件内容。接着格式化文件系统，检查文件在格式化后是否被删除。最后创建一个新文件并读取其内容，完成测试后卸载 SD 卡并释放 SPI 总线资源。

【运行效果】

  • 烧录成功后，串口会打印有关存储卡的信息，例如名称、类型、容量和支持的最大频率，再创建文件，写入文件，重命名文件，读取重命名文件：

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-20.png

  • 也可直接使用ESP-IDF的串口监视器

03_RTC_Test

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

  • app_main() ：
    • 首先定义了用于存储当前时间的结构体和一些变量，包括闹钟中断标志等。
    • 接着初始化芯片，设置初始时间和闹钟时间，启用闹钟功能并初始化中断输入引脚及中断处理函数。在无限循环中，读取当前时间并转换为字符串后打印，当闹钟中断发生时，重置中断标志并可选择再次启用闹钟，同时打印闹钟响起的消息，循环中还进行了 1 秒钟的延迟。
    • 总体实现了简单的闹钟功能，通过对 PCF85063A 芯片的操作和中断处理来实现时间读取和闹钟响应。

【运行效果】

  • 烧录成功后会设置时间，启动闹钟，然后读取当前时间，等待进入闹钟
  • 串口终端会打印有关相关的信息

ESP32-IDF-17.png

04_TWAIreceive

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑
  • 开发板连接USB-CAN-A，如图

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-05.png

【代码分析】

  • waveshare_twai_receive() ：
    • 如果驱动未安装，则等待一段时间后返回失败状态
    • 读取触发的警报并获取 TWAI 的状态信息
    • 根据触发的不同警报类型打印相应的日志信息，包括错误被动警报、总线错误警报和接收队列满警报，并打印相关的状态信息
    • 如果接收数据警报被触发，则循环接收消息并调用handle_rx_message函数处理每个接收到的消息。最后返回成功状态

【运行效果】

  • ESP32-S3-Touch-LCD-4等待USB-CAN-A_TOOL发送消息，如果接收成功，会将其打印到串口上

ESP32-Arduino-CN-2.png ESP32-Arduino-23.png

  • 打开串口调试助手，可以看到Esp32-s3-touch-lcd-7已经开始接收CAN消息（若接收报错，可多进行几次复位与软件重新开启设备，耐心等待）

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-15.png

  • 如果出现以下错误，单击串口监视器并使用调试工具重新发送数据。(若按下复位， 有时也需要再单击串口监视器)：

ESP32-IDF-22.png

05_TWAItransmit

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑
  • 开发板连接USB-CAN-A，如图

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-05.png

【代码分析】

  • waveshare_twai_transmit() ：
    • 若驱动未安装，等待一段时间后返回失败状态
    • 读取触发的警报并获取 TWAI 状态信息
    • 根据不同警报类型打印相应日志信息，包括错误被动警报、总线错误警报、传输失败警报和传输成功警报，并打印相关状态信息
    • 判断是否到了发送消息的时间，如果是则发送消息并更新上一次发送时间

【运行效果】

  • 串口打印CAN消息发送成功，配置USB-CAN-A_TOOL后启动可看到ESP32-S3-Touch-LCD-4发送的CAN消息。

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-14.png

  • 再观察USB-CAN-A_TOOL，即可看到ESP32-S3-Touch-LCD-4发送的CAN消息

ESP32-S3-Touch-LCD-7-demo-16.png

06_LVGL_Proting

【硬件连接】

  • 使用USB线把板子接入电脑

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-02.png

【代码分析】

  • app_main() ：
    • 初始化 Waveshare ESP32-S3 RGB LCD，然后可以选择开启或关闭屏幕背光。
    • 接着打印一条信息表示要显示 LVGL 的演示内容，由于 LVGL 的 API 不是线程安全的，所以先锁定互斥锁。
    • 然后可以选择运行不同的 LVGL 演示程序，如 lv_demo_stress 、 lv_demo_benchmark 、 lv_demo_music 、 lv_demo_widgets 或 example_lvgl_demo_ui 等。
    • 最后释放互斥锁。

【运行效果】

  • 烧录代码后，可进行一系列触屏操作，是可供用户LVGL移植的例程，本示例添加了lvgl防撕裂功能，体验感超过Arduino IDE方式

ESP32-S3-Touch-LCD-4-demo-06.jpg

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-4-Demo\Firmware
Flash固件的烧录与擦除教程参考

资料

原理图

工程图纸

示例程序

数据手册

ESP32-S3

显示屏

其他器件

软件工具

Arduino

VScode

调试工具

固件烧录工具

其他资料链接

FAQ

问题：为何我的开发板上电不亮？

1、在我们设计之初，考虑电池功能（SW6106方案）和上电开机功能（Mos），我们预留了理想二极管来保证了上电从USB口取电给电路板供电，此方案在正常情况下可以上电即开机。在某些情况下，如使用电脑的USB、Type-C等支持快充协议的物理口供电，可能会升压而导致TVS烧坏短路，这是一个正常的保护电路现象，此时出现的情况是冒烟、屏幕不亮、PWR灯频闪等。在这种情况下，需要拆除如下图所示的TVS和MOS管，请放心处理，电路经过验证可以承受最大快充电压20V，所以拆除它们是一个较合理的处理方式。
ESP32-S3-Touch-LCD-4 241101 10.png
2、在上述拆除TVS和MOS管后，开发板上电是不会点亮的，此时需要单击BAT_PWR来实现开机，当然在开机状态下也可以双击BAT_PWR进行关机。


问题：为何烧录失败？

1、当串口被占用时会烧录失败，将串口监视器关闭重新烧录
2、当ESP32程序崩溃时，烧录会失败，此时需要将开发模块完全断电，按住BOOT再上电进入强下载模式再进行烧录。烧录完不会自动退出下载模式，所以需要再次进行断电重启


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：我该怎么移植提供的lib库？或者怎么自己开发LCD屏幕？如何驱动？

本产品所使用的LCD屏幕显示芯片为ST7701，触摸芯片为GT911，我们建议直接参阅Arduino 或 ESP-IDF的示例例程


问题：能帮我看下代码吗？能否帮我修改代码？

本产品定位于开发板，并不是成品产品。关于产品生态属于是ESP32核心，生态很成熟，开发环境也很友好，我们不协助修改代码，请各位创客、极客自行发挥DIY能力，如有疑问可以询问工程师为您解答。
如您觉得我们的产品不错，希望批量定制硬件、定制外壳、定制软件等，欢迎联系销售
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69-240708-02.png


技术支持

联系人：常工
EMAIL：2355861364@qq.com
QQ：2355861364
微信：扫下方二维码添加
Cjs-vx.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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