ESP32-S3-LCD-EV-Board v1.4

备注

请查看主板 ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB 背面的丝印版本号，以确认您的开发板版本。对于 v1.4 及以下版本的开发板，请参考当前用户指南；对于 v1.5 版本的开发板，请参考 ESP32-S3-LCD-EV-Board v1.5。

除非另有说明，本文中的 ESP32-S3-LCD-EV-Board 同时指 ESP32-S3-LCD-EV-Board 和 ESP32-S3-LCD-EV-Board-2 两款开发板。

本指南将帮助您快速上手 ESP32-S3-LCD-EV-Board，并提供该款开发板的详细信息。

本指南包括如下内容：

开发板概述：简要介绍了开发板的软件和硬件。
应用程序开发：介绍了应用程序开发过程中的软硬件设置。
硬件参考：详细介绍了开发板的硬件。
硬件版本：暂无历史版本。
样品获取：如何获取样品。
相关文档：列出了相关文档的链接。

开发板概述

ESP32-S3-LCD-EV-Board 是一款基于 ESP32-S3 芯片的屏幕交互开发板，通过搭配不同类型的 LCD 子板，可以驱动 IIC、SPI、8080 以及 RGB 接口的 LCD 显示屏。同时它还搭载双麦克风阵列，支持语音识别和近/远场语音唤醒，具有触摸屏交互和语音交互功能，满足用户对多种不同分辨率以及接口的触摸屏应用产品的开发需求。

目前支持两款开发板：

搭配 480x480 LCD 的 ESP32-S3-LCD-EV-Board
搭配 800x480 LCD 的 ESP32-S3-LCD-EV-Board-2

搭配 800x480 LCD 的 ESP32-S3-LCD-EV-Board-2

特性列表

该开发板具有以下特性：

嵌入式模组：板载 ESP32-S3-WROOM-1 模组，内置 16 MB flash 以及 8 MB PSRAM
屏幕：可搭配不同屏幕子板使用，支持 RGB、8080、SPI 以及 I2C 接口屏幕，请查看 LCD 子板了解更多信息
音频：板载音频 Codec + ADC 功放，支持双麦克风拾音
USB：板载 USB 转串口芯片，并且支持 USB Type-C 接口下载调试

功能框图

ESP32-S3-LCD-EV-Board 的主要组件和连接方式如下图所示。

组件介绍

ESP32-S3-LCD-EV-Board 开发板由主板和子板（子板类型请查看 LCD 子板）组成，此外还可以选配一块 USB Type-A 转接板。

主板

ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB 主板是整个套件的核心，该主板集成了 ESP32-S3-WROOM-1 模组，并提供与 LCD 子板连接的端口。

ESP32-S3-LCD-EV-Board - 正面（点击放大） — ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB - 正面（点击放大）

以下按照逆时针顺序依次介绍开发板上的主要组件。

主要组件	介绍
ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 模组	ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 模组是一款通用型 Wi-Fi + 低功耗蓝牙 MCU 模组，搭载 ESP32-S3 系列芯片，内置 16 MB flash 以及 8 MB PSRAM。除具有丰富的外设接口外，模组还拥有强大的神经网络运算能力和信号处理能力，适用于 AIoT 领域的多种应用场景。
Reset 按键	单独按下此按键会重置系统。
Boot 按键	长按 Boot 键时，再按 Reset 键可启动固件上传模式，然后便可通过串口或 USB 上传固件。
扩展连接器	可供连接所有的 IO 扩展芯片管脚、系统电源管脚以及部分模组管脚。
I/O 扩展芯片	TCA9554 是一款 8 位通用并行输入和输出 I/O 扩展芯片，它通过两线 I2C 通信控制 IO 口的模式以及输出电平，丰富了系统的 IO 应用场景。
LCD 子板连接器	通过 2.54 mm 间距的连接器可以连接三种不同类型的 LCD 子板。
LED	具有 RGB 三色显示功能，可供用户配置用来做状态行为指示。
USB-to-USB 端口	为整个系统提供电源（USB-to-USB 端口和 USB-to-UART 端口两者选一）。建议使用至少 5V/2A 电源适配器供电，保证供电稳定。该端口用于 PC 端与 ESP32-S3-WROOM-1 模组的 USB 通信。
USB-to-UART 端口	为整个系统提供电源（USB-to-USB 端口和 USB-to-UART 端口两者选一）。建议使用至少 5V/2A 电源适配器供电，保证供电稳定。该端口用于 PC 端与 ESP32-S3-WROOM-1 模组的串口通信。
左侧麦克风	板载麦克风，连接至音频模数转换器。
右侧麦克风	板载麦克风，连接至音频模数转换器。
音频模数转换器	ES7210 是一款用于麦克风阵列应用的高性能、低功耗 4 通道音频模数转换器，同时具备声学回声消除 (AEC) 功能，非常适合音乐和语音应用。
USB-to-UART 桥接器	单芯片 USB-UART 桥接器 CP2102N 为软件下载和调试提供高达 3 Mbps 的传输速率。
音频编解码芯片	ES8311 是一种低功耗单声道音频编解码器，包含单通道 ADC、单通道 DAC、低噪声前置放大器、耳机驱动器、数字音效、模拟混音和增益功能。它通过 I2S 和 I2C 总线与 ESP32-S3-WROOM-1 模组连接，以提供独立于音频应用程序的硬件音频处理。
音频功率放大器	NS4150 是一款低 EMI、3 W 单声道 D 类音频功率放大器，用于放大来自音频编解码芯片的音频信号，以驱动扬声器。
扬声器连接器	可通过音频功率放大器的支持，实现外部扬声器播放功能。

LCD 子板

主板可搭配以下三种不同类型的子板使用：

子板名称	屏幕（英寸）	分辨率 (px)	LCD 驱动芯片（接口）	触摸驱动芯片	在售开发板
ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB1 v1.0	0.96	128 x 64	SSD1315 (I2C)	无	无
	2.40	320 x 240	ST7789V (SPI)	XTP2046	无
ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2 v1.4	3.50	480 x 320	ST7796S (8080)	GT911	无
	3.95	480 x 480	GC9503CV (RGB)	FT5x06	ESP32-S3-LCD-EV-Board
ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 v1.3	4.30	800 x 480	ST7262E43 (RGB)	GT1151	ESP32-S3-LCD-EV-Board-2

ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB1 子板提供了两种屏幕接口，分别支持连接一块 2.4 英寸 SPI 接口屏或者一块 0.96 英寸 I2C 接口屏。该子板暂未做适配，此处不做进一步讲解。
ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2 子板提供了两种屏幕接口，分别支持连接一块 RGB 接口屏或者一块 8080 并口屏。当前子板贴装了一块 3.95 英寸、RGB565 接口、分辨率为 480x480 的触摸屏，该屏使用的 LCD 驱动芯片型号为 GC9503CV，触摸驱动芯片型号为 FT5x06。

ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 子板仅支持 4.3 英寸、RGB565 接口、分辨率为 800x480 的触摸屏，该屏使用的 LCD 驱动芯片型号为 ST7262E43，触摸驱动芯片型号为 GT1151。

USB Type-A 转接板

通过连接 USB Type-A 转接板，主板可作为 USB Host 连接 USB 设备。

应用程序开发

本节介绍硬件和软件的设置方法，以及烧录固件至开发板以开发应用程序的说明。

必备硬件

1 x ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB
1 x LCD 子板
1 x USB 2.0 数据线（标准 A 型转 Type-C 型）
1 x 电脑（Windows、Linux 或 macOS）

备注

请确保使用适当的 USB 数据线。部分数据线仅可用于充电，无法用于数据传输和程序烧录。

可选硬件

1 x 扬声器

硬件设置

准备开发板，加载第一个示例应用程序：

连接 LCD 子板至 LCD 子板连接器 端口。
插入 USB 数据线，分别连接 PC 与开发板的两个 USB 端口之一。
LCD 屏幕亮起，可以用手指与触摸屏进行交互。

硬件设置完成，接下来可以进行软件设置。

软件设置

ESP32-S3-LCD-EV-Board 的开发框架为 ESP-IDF。ESP-IDF 是基于 FreeRTOS 的乐鑫 SoC 开发框架，具有众多组件，包括 LCD、ADC、RMT、SPI 等。开发板应用示例存放在 Examples 文件夹下，在示例目录下输入 idf.py menuconfig 可以配置工程选项。

了解如何快速设置开发环境，请前往快速入门 > 安装。

备注

ESP-IDF 的版本要求在 v5.0.1 及以上，推荐使用最新的 release/v5.1 分支开发。
关于如何开发 LCD 应用的更多信息，请参考 ESP-IoT-Solution 编程指南。

硬件参考

本节提供关于开发板硬件的更多信息。

GPIO 分配列表

下表为 ESP32-S3-WROOM-1 模组管脚的 GPIO 分配列表，用于控制开发板的特定组件或功能。

ESP32-S3-WROOM-1 GPIO 分配
管脚	管脚名称	功能
1	GND	接地
2	3V3	供电
3	EN	RESET
4	IO4	LED
5	IO5	I2S_MCLK
6	IO6	I2S_CODEC_DSDIN
7	IO7	I2S_LRCK
8	IO15	I2S_ADC_SDOUT
9	IO16	I2S_SCLK
10	IO17	LCD_DE
11	IO18	I2C_SCL
12	IO8	I2C_SDA
13	IO19	USB_D-
14	IO20	USB_D+
15	IO3	LCD_VSYNC
16	IO46	LCD_HSYNC
17	IO9	LCD_PCLK
18	IO10	LCD_DATA0
19	IO11	LCD_DATA1
20	IO12	LCD_DATA2
21	IO13	LCD_DATA3
22	IO14	LCD_DATA4
23	IO21	LCD_DATA5
24	IO47	LCD_DATA6
25	IO48	LCD_DATA7
26	IO45	LCD_DATA8
27	IO0	BOOT
28	IO35	未连接
29	IO36	未连接
30	IO37	未连接
31	IO38	LCD_DATA9
32	IO39	LCD_DATA10
33	IO40	LCD_DATA11
34	IO41	LCD_DATA12
35	IO42	LCD_DATA13
36	RXD0	UART_RXD0
37	TXD0	UART_TXD0
38	IO2	LCD_DATA14
39	IO1	LCD_DATA15
40	GND	接地
41	EPAD	接地

分配给 IO 扩展芯片的 GPIO 被进一步分配为多个 GPIO。

IO 扩展芯片 GPIO 分配
IO 扩展器管脚	管脚名称	功能
1	A0	接地
2	A1	接地
3	A2	接地
4	P0	PA_CTRL
5	P1	LCD_SPI_CS
6	P2	LCD_SPI_SCK
7	P3	LCD_SPI_MOSI
8	GND	接地
9	P4	可做任意用途
10	P5	可做任意用途
11	P6	可做任意用途
12	P7	可做任意用途
13	INT	未连接
14	SCL	I2C_SCL
15	SDA	I2C_SDA
16	VCC	供电电压

供电说明

USB 供电

开发板有两种 USB 供电方式：

通过 USB-to-USB 端口供电

ESP32-S3-LCD-EV-Board - USB-to-USB 电源供电

通过 USB-to-UART 端口供电

ESP32-S3-LCD-EV-Board - USB-to-UART 电源供电

音频和数字独立供电

ESP32-S3-LCD-EV-Board 可为音频组件和 ESP 模组提供相互独立的电源，可降低数字组件给音频信号带来的噪声并提高组件的整体性能。

AEC 电路

AEC 电路为 AEC 算法提供参考信号。

ESP32-S3-LCD-EV-Board 回声参考信号源有两路兼容设计，一路是 Codec (ES8311) DAC 输出 (DAC_AOUTLN/DAC_AOUTLP)，一路是 PA (NS4150) 输出 (PA_OUTL+/PA_OUTL-)。推荐将默认 Codec (ES8311) DAC 输出 (DAC_AOUTLN/DAC_AOUTLP) 作为回声参考信号，下图中电阻 R54、R56 无需连接。

回声参考信号通过 ADC (ES7210) 的 ADC_MIC3P/ADC_MIC3N 采集后送回给 ESP32-S3 用于 AEC 算法。

ESP32-S3-LCD-EV-Board - AEC Codec DAC 输出（点击放大）

ESP32-S3-LCD-EV-Board - AEC PA 输出（点击放大）

ESP32-S3-LCD-EV-Board - AEC 参考信号采集（点击放大） — ESP32-S3-LCD-EV-Board - 参考信号采集（点击放大）

硬件设置选项

自动下载

可以通过两种方式使开发板进入下载模式：

按下 Boot 和 Reset 键，然后先松开 Reset 键，再松开 Boot 键。
由软件自动执行下载。软件利用串口的 DTR 和 RTS 信号来控制开发板 EN、IO0 管脚的状态。

硬件版本

无历史版本。

样品获取

此开发板及转接板适用于评估高性能的智能屏方案。如有需要，请前往乐鑫官方淘宝商城进行采购。