【DigiKey“智造万物，快乐不停”创意大赛】1、esp32s3 触摸屏PCB设计和实物验证

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前言：

健身自律小立方原本就是计划使用M5 stack core2 做的，结果因为得捷发货的原因，只能换成ESP32S3模组了 。

按原设计，是使用触摸屏 + LVGL完成界面设计和交互设计。所以自己做的模组，触摸屏必不可少。

 

一 、触摸屏选型

淘宝上的1.69寸触摸屏就是最佳选择。ST7789V驱动IC，esp32的lv_driver带了驱动，可以直接使用，触摸屏是CST816D。

分辨率是240x280彩色屏幕，接插座选FPC 18pin 前翻下接的0.5mm座子就行了。

 

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二、液晶屏原理图

由于屏幕和触摸大多数时候都是同时初始化的，所以触屏的RST引脚和屏幕驱动的RST引脚连在一起，使用一个引脚驱动就可以了。一般情况下，ST7789的CS引脚建议使用独立引脚控制，而不是直接接地，拉低CS脚。若引脚不够，可以CS引脚接地，但是SPI Mode需要切换到SPI Mode  3模式。常规的Mode 0模式，必须接CS脚控制屏幕。由于ESP32S3的IO电压是3.3V的，也懒得再折腾一个独立的1.8V电源轨道，屏幕电压和IO电压均使用3.3V。

背光直接使用数字三极管控制即可 。

 

 

三、一键开关机功能

考虑到节省成本和电池供电的问题，替换掉电源管理芯片，使用独立的一键开关机电路。按下KEY后，LDO的EN引脚就是高电平，此时开启LDO供电启动芯片。芯片程序运行后，必须立即将MCU_PW_EN引脚输出高电平，保持供电。缺点就是在常规模式烧录调试时，需要按住KEY键保持供电。固件功能开发完之后，就可以使用OTA升级，在OTA时保持MCU_PW_EN引脚输出高电平即可。

   

一键开关机原理，按下KEY时，Q4的G极被拉低，Vgs 达到开启电压，Q4打开，POW_EN为VINH，LDO输出打开。LDO开启后MCU启动，MCU_PW_EN引脚输出高电平，并继续保持拉低G极电压，此时KEY按键松开也可以继续供电。然后KEY_PWR引脚配置成上拉输入模式，根据KEY_PWR引脚的按键状态，实现对应功能。例如单击、双击、长按实现不同的功能。按大家的常用方案，长按配合关机功能是最适合的。判断到用户长按按键后，将MCU_PW_EN引脚拉低，Q4的G极被VINH拉高，关闭Q4，POW_EN变成低电平，关闭LDO输出。理论上RT9013-33GB的关断电流也很低，目前暂时也没办法测试电流（手上设备测不到）。

 

四、锂电池充电和电源转换电路

网上抄的，没啥好说，就那样吧，防反接也自带了。

  

 

五、模组引脚

人比较懒，不想设计太多不同类型的板子，先做一个引脚都引出的，以后画扩展板玩更多不同的功能。

 

 

六、姿态感应

网上抄的，没啥好说，只使用I2C引脚，不开启ADC引脚。因为我只需要简单判断产品是侧翻和翻面，不需要管小角度偏转，个人觉得这样就行了。

 

 

七、实物验证

经过3天的等待，PCB就回来了，焊接半天后，做好了，元器件焊接上去，屏幕接上贴好，还挺好看。