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Note
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 user_guide。
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。
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 和 搭配 800x480 LCD 的 ESP32-S3-LCD-EV-Board-2。
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
ESP32-S3-LCD-EV-Board 的主要组件和连接方式如下图所示。
ESP32-S3-LCD-EV-Board 开发板由主板和子板组成。
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。
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 ADC。 |
| 右侧麦克风 | 板载麦克风，连接至 ADC。 |
| 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。 |
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。
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。
- 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）
Note
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。
- 1 x 扬声器
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。
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 <esp32-s3-lcd-ev-board/examples> 文件夹下，在示例目录下输入 idf.py menuconfig 可以配置工程选项。
Note
- 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。
本节提供关于开发板硬件的更多信息。
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 |
开发板有两种 USB 供电方式：
- 通过
USB-to-USB端口供电
- 通过
USB-to-UART端口供电
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。
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。
无历史版本。
此开发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。
- ESP32-S3 技术规格书
- ESP32-S3-WROOM-1 技术规格书
- 乐鑫产品选型工具
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB 原理图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-MB PCB 布局图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB1 原理图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB1 PCB 布局图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2 原理图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2 PCB 布局图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 原理图
- ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3 PCB 布局图
- TCA9554 规格书
有关本开发板的更多设计文档，请联系我们的商务部门 sales@espressif.com。