产品简介

ESP32-S3-Touch-LCD-4.3 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 4.3 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、RS485和Sensor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 8MB Flash 和 8MB PSRAM
• 板载 4.3 英寸电容触摸屏，800 × 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 串口
• 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

硬件说明

接口说明

• UART 接口 :使用 CH343P 芯片用于 USB 转 UART 连接 ESP32-S3 的 UART_TXD(GPIO43)，UART_RXD(GPIO44) ，用于固件烧录和日志打印
• USB 接口:GPIO19(DP) GPIO20(DN) 默认作为 ESP32-S3 的 USB 引脚 ，接口可以使用 UVC 等协议摄像头，UVC驱动请查阅连接
• Sensor 接口:此接口连接 GPIO6 作 ADC 使用，可以接入 Sensor套件等器件
• CAN 接口:CAN 接口引脚和 USB 接口引脚复用，使用 FSUSB42UMX 芯片切换，默认使用 USB 接口(FSUSB42UMX的USB_SEL引脚为LOW时)
• I2C 接口:ESP32-S3 提供多路硬件 I2C ，目前使用 GPIO8(SDA)，GPIO9(SCL) 引脚做 I2C 总线挂载 IO 扩展芯片、触摸接口，I2C接口
• 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
• PH2.0 电池接口:开发板使用高效充放电管理芯片 CS8501 ，可将单节锂电池升压到 5V ，目前充电电流为 580mA，用户可更换 R45 电阻更改充电电流，详情请查阅原理图

硬件连接

• 开发板板载自动下载电路，UART 丝印处 Type C 端口用于程序下载和日志打印，下载程序后，按 RESET 按键运行程序
• 使用时注意 PCB 天线区域，避免其它金属，塑料件贴合 PCB 天线
• 开发板使用 PH2.0 座子引出 ADC ，CAN，I2C，RS485 外设引脚，使用 PH2.0 转 2.54mm 杜邦公头配件连接传感器件
• 4.3inch 屏幕占用绝大多数 GPIO，开发板使用 CH422G 芯片扩展 IO，用于复位，关闭打开背光等
• CAN 和 RS485 外设默认使用跳冒连接 120 欧姆电阻，可选 NC 取消终端电阻连接
• SD 卡使用 SPI 通信，注意 SD_CS 引脚需要由 CH422G 的 EXIO4 驱动

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

• 详细 LCD 及 LVGL 性能说明，请参考文档。
• PH2.0 锂电池座子只支持单节 3.7V 锂电池，勿使用多组电池包同时接入充放电，建议单节容量在 2000mAH 以下
• 板子的CH422G跟触摸占用了如下的从机地址，请勿使用相同地址的I2C设备：

    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -
10: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -
20: 20 21 22 23 24 25 26 27 -  -  -  -  -  -  -  -
30: 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f
40: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -
50: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  5d -
60: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -
70: -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -

产品尺寸

环境设置

ESP32 系列开发板的软件框架成熟，可使用 C/C++(Arduino,ESP-IDF)，MicroPython 等进行快速开发产品原型，以下简要介绍：

• 乐鑫官方的 C/C++ 库方便快速安装，中国大陆用户遇到下载问题请查看FAQ解决
  • ESP32系列 的 Arduino 开发手册
  • ESP32系列 的 ESP-IDF 开发手册

• 环境设置是在 Windows 10 系统下进行，用户可以选择使用 Arduino 或 Visual Studio Code(ESP-IDF) 作为 IDE 进行开发，Mac/Linux 操作系统用户请参考官方说明

ESP-IDF

• 推荐使用VSC插件进行开发

使用VSCode插件开发

安装VSCode

1. 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
   
2. 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
   
   • 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

安装Espressif IDF插件

• 注：当前插件最新版本为V1.7.1，为体验一致，用户可以选择与我们一样的版本

1. 打开VSCode,使用快捷键Shift+Ctrl+X，进入插件管理器
   
2. 在搜索栏中，输入Espressif IDF，选择对应的插件点击 install即可
   
3. 使用快捷键F1，输入

   esp-idf: configure esp-idf extension

   
   
4. 选择express（此教程针对第一次安装的用户，故只讲述初次的通用安装教程）
   
   
5. 打开后显示该界面
   
6. 选择下载服务器，我们推荐国内用户使用Espressif作为你的下载服务器
   
7. 选择想要现在的ESP-IDF版本，我们选择最新的V5.3(注意ESP-IDF从V4.4版本后才开始支持ESP32-S3)
   
8. 下面两个分别为ESP-IDF容器安装地址和ESP-IDF所需的工具安装地址，
   
   • 注意：如果之前有安装过ESP-IDF，或者失败过的，请务必彻底删除文件或者创建全新的无中文路径
9. 配置完成后，点击 install 进行下载
   
   
   
10. 进入下载页面，其会自动安装对应工具与环境，稍等片刻即可,安装完成后，会进入以下界面，说明安装完成
    

离线包

• 如果出现无法下载esp-idf，可以尝试离线包(提取码：1w3r)，工具包还是需要在线下载
• 下载后双击运行，填入你指定的位置，按照如下操作：

1. 比如我安装在F盘的esp文件夹中，设置好路径后，点击Extract，开始解压：
   
2. 解压完成后，创建一个存放编译工具的文件夹在解压后的文件夹中，名为Espressif
   
   
3. 然后进入到安装Espressif IDF插件的第7点，我们按照下图进行设置，随后点击安装：
   
   
4. 等待出现下图显示，即按照成功：
   
   

使用官方例程

创建例程

1. 使用快捷键F1，输入

   esp-idf:show examples projects
   

   
   

   
   
2. 选择你当前的IDF版本
   
   
3. 以Hello world例程为例
   
   
4. ①选择对应例程
5. 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）
6. ③点击创建例程
7. 选择放置例程的路径，要求无例程同名文件夹
   

修改COM口

1. 左下角第一项显示使用对应的COM口，点击可以修改对应COM口
   
2. 我们的CH343的COM为COM5，所以我们选择COM5，请根据自己CH343对应COM口进行选择
   
3. 选择使用的工程或者例程
   
4. 然后我们的COM口就修改好了

修改驱动对象

1. 左下角第二项显示的是使用的驱动对象，点击可以修改对应驱动对象
   
2. 选择使用的工程或者例程
   
3. 点击后需要稍等片刻
   
4. 选择我们需要驱动的对象，也就是我们的主芯片为ESP32S3
   
   
5. 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
   
   

其余状态栏简介

• ①SDK 配置编辑器，ESP-IDF很多功能与配置可以在其内修改
• ②全部清理，清空所有编译文件，
• ③编译
• ④当前下载方式，默认为UART
• ⑤烧录当前固件，请在编译后进行
• ⑥打开串口监视器，用于查看串口信息
• ⑦编译，烧录，打开串口监视器 一体按键（调试时最常用）

编译、烧录、串口监视

1. 点击我们之前介绍的 编译，烧录，打开串口监视器按键
   
2. 编译可能需要较长时间才能完成，尤其是在第一次编译时。
   
   • 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。
3. 因为我们使用的是CH343为USB转串口芯片，并且板载自动下载电路，无需手动操作即可自动下载
   
4. 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

Arduino

1. 下载安装Arduino IDE，注意默认配置及全英文路径
2. Arduino IDE 安装 ESP32 库，详细安装过程如下，相关资料请点击链接参考

• 中国大陆安装:

1. 下载离线包esp32.exe（提取码：cpr1） 后双击安装，设置好arduino器件包目录:

• 国外从谷歌云盘下载：esp32.exe

C:\Users\{用户名}\AppData\Local\Arduino15\packages\

以用户名为waveshare为例

C:\Users\waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\

2. 安装完离线包后，打开 Arduino IDE，在 File->Preferences 下 Settings 界面的 Additional boards manager URLs 处填写下面链接后保存

https://arduino.me/packages/esp32.json

3.在开发板管理器里面搜索ESP32，如果出现3.0.2 已安装，则离线包安装成功

库安装

• lvgl 库安装后需要配置文件，建议直接使用ESP32_S3_Display_libraries中的ESP32_Display_Panel，ESP32_IO_Expander，lvgl 文件夹与lv_conf.h文件复制到 C:\Users\xxxx\Documents\Arduino\libraries 目录下，xxxx 代表您电脑上用户名，注意甄别

• 复制完如下：

示例程序

Arduino

使用屏幕时，Arduino IDE要配置如下参数：

开发板选择ESP32S3 DEV Module
Flash Size 设置成 8MB(64Mb)
PSRAM 设置成 OPI PSRAM

• 使用Arduino示例需要确保软件库满足以下条件：
  • 使用我们提供的库文件
  • 安装v3.0.2-h的Arduino esp32
  • Arduino IDE的用户名必须是英文，出现中文会导致无法找到对应文件

如果安装的Arduino esp32的版本不同，可能会出现报错,推荐安装我们提供的版本去进行测试与开发。

UART_Test

UART_Test 示例，用于测试UART 接口的使用，此接口连接GPIO43(TXD)、GPIO44(RXD) 作 UART0 使用

• 烧录代码后，USB to Type C线接入“UART”Type C接口，打开串口调试助手，送消息给ESP32-S3-Touch-LCD-4.3，ESP32-S3-Touch-LCD-4.3会把收到的消息返回给串口调试助手，注意需要选择正确的COM口和波特率，发送消息前勾选“加回车换行/AddCrLf”

Sensor_AD

Sensor_AD 示例，用于测试Sensor AD 座子的使用，此接口连接 GPIO6 作 ADC 使用，可以接入 Sensor套件等器件

• 烧录代码后，Sensor AD座子连接“HY2.0 2P 转杜邦公头 3P 10cm”，可打开串口调试助手观察AD引脚读取的数据，ADC analog value为读取的ADC模拟值，ADC millivolts value为ADC转化的毫伏值
• 将AD引脚与GND引脚短接，读取的值如下图所示：

• 将AD引脚与3V3引脚短接，读取的值如下图所示：

I2C_Test

I2C_Test 示例，用于测试I2C 座子的使用，此接口连接GPIO8(SDA)、GPIO9(SCL) 作 I2C通讯 使用

• 使用该例程驱动BME680环境传感器，编译前需要通过LIBRARY MANAGER->安装“BME68x Sensor library”库

• 烧录代码后，I2C座子连接“HY2.0 2P 转杜邦公头 4P 10cm”，连接BME680环境传感器，可检测温度、湿度、大气压、气体，打开串口调试助手，可看到①为温度(℃)，②为大气压(Pa)，③为相对湿度(%RH)，④为气体阻值（ohms），⑤为状态

RS485_Test

RS485_Test 示例，用于测试RS-485 座子的使用，此接口连接GPIO15(TXD)、GPIO16(RXD) 作 RS485通讯 使用

• 烧录代码后，该例程需要使用到USB转RS485转换器，RS-485 座子连接“HY2.0 2P 转杜邦公头 2P 10cm”，再连接USB转RS485转换器，USB转RS485转换器连接电脑
• 打开串口调试助手，发送RS485消息给ESP32-S3-Touch-LCD-4.3，ESP32-S3-Touch-LCD-4.3会把收到的消息返回给串口调试助手，注意需要选择正确的COM口和波特率，发送消息前勾选“加回车换行/AddCrLf”

SD_Test

SD_Test 示例，用于测试SD卡座的使用，需先插入SD卡，烧录代码后对SD卡进行读写操作

• 烧录代码后，ESP32-S3-Touch-LCD-4.3会识别SD卡的类型和大小，再对进行文件的增删改查

TWAItransmit

TWAItransmit 示例，用于测试CAN卡座的使用，此接口连接GPIO20(TXD)、GPIO19(RXD) 作 CAN通讯 使用

• 烧录代码后，使用 “HY2.0 2P 转杜邦公头 2P 红黑 10cm” 线缆对应连接 ESP32-S3-Touch-LCD-4.3 和 USB-CAN-A 的 CAN H 和 CAN L引脚
• 打开串口调试助手，可以看到Esp32-s3-touch-lcd-4.3已经开始发送CAN消息

• USB-CAN-A 连接电脑，打开USB-CAN-A_TOOL_2.0 上位机，选择对应COM口， 按下图所示 2000000 端口波特率，CAN波特率 50.000Kbps，即可看到Esp32-s3-touch-lcd-4.3发送的CAN消息

TWAIreceive

TWAIreceive 示例，用于测试CAN卡座的使用，此接口连接GPIO20(TXD)、GPIO19(RXD) 作 CAN通讯 使用

• 烧录代码后，使用 “HY2.0 2P 转杜邦公头 2P 红黑 10cm” 线缆对应连接 ESP32-S3-Touch-LCD-4.3 和 USB-CAN-A 的 CAN H 和 CAN L引脚
• USB-CAN-A 连接电脑，打开USB-CAN-A_TOOL_2.0 上位机，选择对应COM口， 按下图所示 2000000 端口波特率，CAN波特率 500.000Kbps，即可发送CAN消息至Esp32-s3-touch-lcd-4.3

• 打开串口调试助手，可以看到Esp32-s3-touch-lcd-4.3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）

lvgl_Porting

lvgl_Porting 示例，用于测试RGB触摸屏幕的使用

• 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：选择对应 Flash(8MB) 和使能 PSRAM(8MB OPI)）
• 此处运行的是LVGL的demo,底层使用的是ESP Display Panel，常见问题可以点击此处查看：英文链接 中文链接

DrawColorBar

DrawColorBar 示例，用于测试RGB屏幕的使用

• 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：选择对应 Flash(8MB) 和使能 PSRAM(8MB OPI)）

ESP-IDF

UART_Test

UART_Test 示例，用于测试UART 接口的使用，此接口连接GPIO43(TXD)、GPIO44(RXD) 作 UART0 使用

• 烧录代码后，USB to Type C线接入“UART”Type C接口，打开串口调试助手，送消息给ESP32-S3-Touch-LCD-7，ESP32-S3-Touch-LCD-7会把收到的消息返回给串口调试助手，注意需要选择正确的COM口和波特率，发送消息前勾选“加回车换行/AddCrLf”

Sensor_AD

Sensor_AD 示例，用于测试Sensor AD 座子的使用，此接口连接 GPIO6 作 ADC 使用，可以接入 Sensor套件等器件

• 烧录代码后，Sensor AD座子连接“HY2.0 2P 转杜邦公头 3P 10cm”，可打开串口调试助手观察AD引脚读取的数据，ADC analog value为读取的ADC模拟值，ADC millivolts value为ADC转化的毫伏值
• 将AD引脚与GND引脚短接，读取的值如下图所示：

• 将AD引脚与3V3引脚短接，读取的值如下图所示：

I2C_Test

I2C_Test 示例，用于测试I2C 座子的使用，扫描各种I2C设备的地址

• 烧录代码后，连接 I2C设备(本文使用BME680 Environmental Sensor) 和 ESP32-S3-Touch-LCD-7 对应引脚，打开串口调试助手 选择 115200 波特率打开选择对应 COM 口通信(可先将ESP-IDF的COM口关闭，否则会占用COM口导致无法打开串口)

• 按下 ESP32-S3-Touch-LCD-7 的 Reset 按键，SSCOM 会打印信息，按如下图所示输入 i2cdetect ，则会打印 77，I2C 座子测试通过

RS485_Test

RS485_Test 示例，用于测试RS 485座子的使用

• 烧录代码后，对应连接 USB TO RS485 和 ESP32-S3-Touch-LCD-7 的 A 和 B 引脚，USB TO RS485 连接电脑后打开 串口调试助手 选择对应 COM 口通信
• 按如下图所示选择 115200 波特率，发送任意字符则会回环显示，RS485座子测试通过

TWAItransmit

TWAItransmit 示例，用于测试CAN卡座的使用，此接口连接GPIO20(TXD)、GPIO19(RXD) 作 CAN通讯 使用

• 烧录代码后，使用 “HY2.0 2P 转杜邦公头 2P 红黑 10cm” 线缆对应连接 ESP32-S3-Touch-LCD-7 和 USB-CAN-A 的 CAN H 和 CAN L引脚
• 打开串口调试助手，可以看到Esp32-s3-touch-lcd-7已经开始发送CAN消息

• USB-CAN-A 连接电脑，打开USB-CAN-A_TOOL_2.0 上位机，选择对应COM口， 按下图所示 2000000 端口波特率，CAN波特率 50.000Kbps，即可看到Esp32-s3-touch-lcd-7发送的CAN消息

TWAIreceive

TWAIreceive 示例，用于测试CAN卡座的使用，此接口连接GPIO20(TXD)、GPIO19(RXD) 作 CAN通讯 使用

• 烧录代码后，使用 “HY2.0 2P 转杜邦公头 2P 红黑 10cm” 线缆对应连接 ESP32-S3-Touch-LCD-7 和 USB-CAN-A 的 CAN H 和 CAN L引脚
• USB-CAN-A 连接电脑，打开USB-CAN-A_TOOL_2.0 上位机，选择对应COM口， 按下图所示 2000000 端口波特率，CAN波特率 500.000Kbps，即可发送CAN消息至Esp32-s3-touch-lcd-7

• 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）

lvgl_Porting

lvgl_Porting 示例，用于测试RGB触摸屏幕的使用

• 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
• RGB LCD驱动可以参考此链接
• GT911驱动可以参考此链接