ESP32-S3-Touch-LCD-7C-BOX 使用教程

产品介绍

产品简介

这是一款微雪（Waveshare）设计的微控制器开发板，支持 2.4GHz WiFi 与 BLE 5，集成 Flash 和 PSRAM，板载 7 英寸电容触摸 LCD 屏，可运行 LVGL 等 GUI 程序，并提供多种外设接口，可用于 ESP32-S3 的 HMI 及相关应用开发；音频部分提供 3.5mm 与 MX1.25 音频接口，板载 ES8389 音频编解码器和 ES7210 音频采集芯片，可用于扬声器输出与麦克风采集。

产品特性

搭载 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 32MB Flash 和 16MB PSRAM
板载 7 英寸 LCD 电容触控屏，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 ES8389 音频编解码芯片及 ES7210 回声消除电路
板载稳压芯片，支持 7 ~ 36V 宽电压供电
板载 RTC 芯片和电池座，安装电池后实现掉电时间不丢失
板载 BQ27220 电量计，可实时监测电池容量
板载 I2C 接口、Micro SD 卡座、PH2.0 电池接口
外置 LED 指示灯，用于显示电源状态、电池充电状态，并提供 STA 自定义状态灯
支持灵活时钟，模块电源单独设置等精确控制，实现多场景低功耗模式

板载资源

产品尺寸

产品参数

屏幕参数

项目	参数说明
分辨率	800 × 480
显示颜色	65K 彩色
显示接口	RGB
显示面板	IPS
可视角度	170°
触摸类型	电容
触摸面板	钢化玻璃

外设接口与其它

项目	参数说明
通信接口	I2C、USB
音频接口	MX1.25、3.5mm
产品尺寸 (L×W)	195.34×110.76mm

Arduino 开发

本章节包含以下部分，请按需阅读：

Arduino 入门教程

初次接触 Arduino ESP32 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的入门教程。

请注意：该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例，所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前，建议您对照手中的开发板引脚图，确认引脚配置无误。

配置开发环境

1. 安装和配置 Arduino IDE

请参考安装和配置 Arduino IDE 教程下载安装 Arduino IDE 并添加 ESP32 开发板库支持。

2. 选择开发板和端口

连接 ESP32-S3-Touch-LCD-7C 到电脑后，在“工具”菜单中选择对应的串口号。

3. 示例程序包与库

ESP32-S3-Touch-LCD-7C 的 Arduino 示例程序与所需库文件包含在示例程序包中。
解压后，Arduino 示例位于 Arduino/examples 目录，库文件位于 Arduino/libraries 目录，可按照通用 Arduino 教程将库添加到 Arduino IDE 中。

ESP32-S3-Touch-LCD-7C 所需开发板安装说明

板名称	板安装要求	版本号要求
ESP32 by Espressif Systems	“离线”安装/“在线”安装	3.5.5
ESP32-audioI2S-master	“在线”安装	3.4.6
LVGL	“在线”安装	8.4.0

参数配置

在"工具"菜单中选择开发板为 ESP32S3 Dev Module，并按下图配置上传速率、Flash 大小、分区方案等参数。

示例程序

示例程序	基础例程说明
01_I2C	测试 I2C 接口通信
02_RTC	测试 RTC 实时时钟功能
03_LCD	测试 LCD 显示功能
04_ISOLATION_IO	测试隔离 IO 功能
05_SD	测试 SD 卡读写功能
06_TOUCH	测试触摸屏功能
07_DISPLAY_BMP	显示 BMP 图片
08_BAT_INFO	测试电池信息读取
09_SPEAKER_MICROPHONE	测试扬声器与麦克风
10_LVGL_CODEC	LVGL 编解码器示例

01_I2C

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

I2C 背光控制代码

代码解释

DEV_I2C_Init()：初始化 I2C 总线，为 IO 扩展芯片通信做准备。
IO_EXTENSION_Init()：初始化外部 IO 扩展芯片。
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 1/0)：控制 IO_2 输出高/低电平，用于打开/关闭 LCD 背光。
delay(500)：控制背光开关的闪烁节奏，便于观察输出是否正常。

运行效果

可看到 LCD 背光闪烁效果。

02_RTC

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

RTC 时间读取代码

代码解释

PCF85063A_Read_now(&Now_time)：从 PCF85063A RTC 读取当前时间到 Now_time。
datetime_to_str(datetime_str, Now_time)：将时间结构体转换为字符串，便于输出与显示。
printf("Now_time is %s...")：通过串口输出当前时间，便于验证 RTC 是否正常工作。
IO_EXTENSION_Rtc_Int_Read() == 0：读取 RTC 中断引脚状态，低电平表示闹钟触发。
PCF85063A_Enable_Alarm()：闹钟触发后重新使能闹钟，便于后续重复触发测试。
delay(1000)：每秒更新一次时间与闹钟检测。

运行效果

串口打印 RTC 时间。

03_LCD

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

LCD 显示测试代码

代码解释

Paint_DrawString_EN(...)：在指定坐标绘制英文字符串，可指定字体、前景色与背景色。
Paint_DrawNum(...)：以指定字体与格式参数绘制浮点数字（示例用于验证数字渲染效果）。
Paint_DrawString_CN(...)：绘制中文字符串，用于验证中文字体与显示效果。

运行效果

屏幕显示测试内容。
可看到文本、图形和图片显示效果。

04_ISOLATION_IO

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

运行效果

烧录成功后，若 IO 均成功互联，屏幕显示绿色，否则显示红色。

05_SD

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。
插入 Micro SD 卡到开发板。

代码分析

setup()：
- 初始化 SD 卡。
loop()：
- 测试 SD 卡读写功能。

运行效果

屏幕显示 SD 卡信息和测试结果。

06_TOUCH

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

setup()：
- 初始化触摸屏。
loop()：
- 测试多点触控功能。

运行效果

触摸屏幕可正常触摸触摸屏。
可看到触摸点显示。

07_DISPLAY_BMP

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。
插入包含 BMP 图片的 Micro SD 卡。

代码分析

setup()：
- 初始化 SD 卡和 LCD。
loop()：
- 读取并显示 BMP 图片。

运行效果

屏幕显示 BMP 图片。

08_BAT_INFO

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。
连接锂电池到开发板。

代码分析

电池信息读取代码

代码解释

BATTERY_CAPACITY_MAH：配置电池标称容量，供电量估算与显示使用。
Serial.begin(115200)：初始化串口输出，便于调试。
DEV_I2C_Init()：初始化 I2C 总线，为电量计与 IO 扩展芯片通信做准备。
battery_init(BATTERY_CAPACITY_MAH)：初始化电池/电量计模块，返回当前电池状态。
IO_EXTENSION_Init() / display_init()：初始化 IO 扩展与显示模块，为后续界面显示做准备。
battery_get_info(&bat_info)：周期读取电池信息并写入 bat_info。
display_show_info(...) / display_show_not_connect() / display_show_error(...)：根据读取状态在屏幕上显示信息、未连接提示或错误提示。
delay(1000)：每秒刷新一次电池信息显示。

运行效果

屏幕显示电池信息。

09_SPEAKER_MICROPHONE

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。
连接扬声器和麦克风。

代码分析

setup()：
- 初始化音频编解码器。
loop()：
- 测试音频输入输出功能。

运行效果

可通过麦克风录音并通过扬声器播放录音。

10_LVGL_CODEC

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

setup()：
- 初始化 LVGL 图形库。
loop()：
- 测试 LVGL 编解码器功能。

运行效果

屏幕显示 LVGL 界面，并且可以正常播放音乐（需要提前插入 SD 卡）。

ESP-IDF 开发

产品概述

ESP32-S3-Touch-LCD-7C 板载 7 英寸电容触控屏、音频模块与常用外设，可用于图形界面显示、语音交互和人机界面相关应用开发。

信息

对于 ESP32-S3-Touch-LCD-7C 开发板，示例默认使用 ESP-IDF V5.5.3，如其他版本编译失败，可回退至此版本测试。

快速上手

本章节包含以下内容：

ESP-IDF 入门教程

初次接触 ESP32 ESP-IDF 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的入门教程。

配置开发环境

备注

以下内容以 Windows 系统为例，使用 VS Code + ESP-IDF 扩展的方式进行开发。Mac/Linux 用户请参考官方说明。

版本选择

此部分图示以安装 ESP-IDF V5.5.2 为例示范，安装时请选用与您开发板示例匹配的 ESP-IDF 版本。

安装 ESP-IDF 开发环境

前往 ESP-IDF Installation Manager 下载 ESP-IDF 安装管理器。这是乐鑫最新推出的跨平台安装工具，下文将演示如何使用其离线安装功能。
在页面中点击 Offline Installer 标签，然后在筛选栏中选择 Windows 操作系统和你需要的 ESP-IDF 版本（图示仅为参考，请以实际为准）。

确认选择无误后，点击下载按钮。浏览器将自动同时下载两个文件：一个是 ESP-IDF 离线整合包(.zst)，另一个是 ESP-IDF 安装器(.exe)。

请耐心等待两个文件下载完成。
下载完成后，双击运行 ESP-IDF 安装器(eim-gui-windows-x64.exe)。
启动后，可在右上角将界面语言切换为中文。

安装工具会自动检测同一目录下是否存在离线整合包。点击从存档安装。

接下来，选择安装路径。建议使用默认路径；若需自定义，请确保路径中不包含中文或空格。确认无误后，点击开始安装。
当看到如下界面时，表示 ESP-IDF 已安装成功。
建议同时安装驱动程序。点击完成安装，然后点击安装驱动程序。

安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展

下载并安装 Visual Studio Code。
安装时建议勾选通过 Code 打开操作添加到 Windows 资源管理器文件上下文菜单,以便快速打开项目文件夹。
在 VS Code 中,点击侧边活动栏中的扩展图标(或使用快捷键 Ctrl + Shift + X)打开扩展视图。
在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。
当 ESP-IDF 扩展版本 ≥ 2.0 时,扩展会自动检测并识别上述步骤中安装的 ESP-IDF 环境,无需手动配置。

注意

若安装失败或需重装，可尝试删除 C:\Users\%Username%\esp 与 C:\Users\%Username%\.espressif 后重试。

烧录程序

在安装完 ESP-IDF 的开发环境之后，选择文件夹打开示例
在弹出的窗口当中选择示例包解压后的 ESP-IDF 目录下的示例，点击选择文件（这里用 01_GPIO 文件夹作为示例）。
为了将对应的代码上传到 ESP32-S3，需要用 Type-C 转 Type-A 的线将 ESP32-S3-Touch-LCD-7C 的 USB TO UART Type-C 接口接到电脑的 USB 口。
若是新工程首次烧录程序，需要先选择识别出来的 COM 口，例如此处识别到的是 COM36。
选择下载方式为：UART。
接着选择主芯片为 ESP32S3。

选择 openocd 的路径，此处无影响，选择第一个即可。
点击下方 Build Flash Monitor 一键按钮，用于连续执行 Build --> Flash --> Monitor。
开发板板载自动下载电路，无需手动操作即可自动下载。等待编译烧录完成即可，首次编译可能需要较长时间。

示例程序

下面给出每个示例的目的、要点说明与运行效果（以便快速上手）。

示例程序	基础例程说明
01_I2C	测试 I2C 接口通信
02_RTC	测试 RTC 实时时钟功能
03_LCD	测试 LCD 显示功能
04_ISOLATION_IO	测试隔离 IO 功能
05_BAT_INFO	测试电池信息读取
06_SD	测试 SD 卡读写功能
07_TOUCH	测试触摸屏功能
08_DISPLAY_BMP	显示 BMP 图片
09_SPEAKER_MICROPHONE	测试扬声器与麦克风
10_LVGL_CODEC	LVGL 编解码器示例

01_I2C

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑

代码分析

背光控制代码

代码解释

while (1)：持续循环执行背光开关测试逻辑。
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 1)：将 IO 扩展芯片的 IO_2 输出为高电平，用于打开 LCD 背光。
IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 0)：将 IO_2 输出为低电平，用于关闭 LCD 背光。
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS)：延时约 500 ms，控制背光开关的闪烁节奏。

运行效果

可看到 LCD 背光闪烁效果。

02_RTC

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑

代码分析

RTC 初始化代码

代码解释

DEV_I2C_Init()：初始化 I2C 总线，为后续 RTC 与 IO 扩展芯片通信做准备。
IO_EXTENSION_Init()：初始化外部 IO 扩展芯片（用于 RTC 中断等外设信号读写）。
PCF85063A_Init()：初始化 PCF85063A RTC 芯片。
PCF85063A_Set_All(Set_Time)：设置 RTC 当前时间。
PCF85063A_Set_Alarm(Set_Alarm_Time)：设置 RTC 闹钟时间。
PCF85063A_Enable_Alarm()：使能闹钟中断，便于触发闹钟提示。

运行效果

串口打印 RTC 时间。

03_LCD

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑

代码分析

app_main()：
- 初始化 LCD 显示屏
- 测试 LCD 显示功能
- 显示文本、图形和图片

运行效果

烧录成功后，屏幕显示测试内容。
可看到文本、图形和图片显示效果。

04_ISOLATION_IO

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑

代码分析

app_main()：
- 初始化隔离 IO
- 测试隔离 IO 输入输出功能

运行效果

烧录成功后，若 IO 均成功互联，屏幕显示绿色，否则显示红色。

05_BAT_INFO

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑
连接锂电池到开发板

代码分析

电池信息显示代码

代码解释

bat_info.ma > 0：按当前逻辑，将电流为正视为充电状态；否则视为放电状态。
sprintf(bat, "...", ...)：将电量、电压、电流、温度、剩余时间等字段格式化成字符串，便于屏幕显示。
Paint_DrawString_EN(...)：将电池信息绘制到 LCD；充电用 GREEN，放电用 RED 区分状态。
waveshare_rgb_lcd_display(BlackImage)：刷新屏幕，将绘制内容显示出来。
ESP_LOGI("BQ27220", "...", ...)：在串口日志中输出同样的电池信息，便于调试与对照。

运行效果

烧录成功后，屏幕显示电池信息。

06_SD

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑
插入 Micro SD 卡到开发板

代码分析

app_main()：
- 初始化 SD 卡
- 测试 SD 卡读写功能

运行效果

烧录成功后，屏幕显示 SD 卡信息和测试结果。

07_TOUCH

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑

代码分析

app_main()：
- 初始化显示屏和触摸屏驱动
- 读取触摸屏数据并显示

运行效果

烧录成功后，可正常触摸触摸屏，屏幕显示对应触控 UI 元素。

08_DISPLAY_BMP

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑
插入包含 BMP 图片的 Micro SD 卡

代码分析

app_main()：
- 初始化 SD 卡和 LCD
- 读取并显示 BMP 图片

运行效果

烧录成功后，屏幕显示 BMP 图片。

09_SPEAKER_MICROPHONE

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑
连接扬声器和麦克风

代码分析

音频触摸控制代码

代码解释

touch_gt911_read_point(1)：读取 GT911 触摸控制器的触摸点数据（此处取 1 组数据）。
point_data.cnt == 1：仅在单点触摸时进入处理逻辑，避免多点触摸干扰。
prev_x / prev_y：记录上一次触摸坐标，用于过滤重复触发。
坐标范围判断：当触摸点落在 (x: 390~420, y: 420~480) 的区域内，视为点击了界面上的控制区域。
play_or_pause(...)：按当前状态执行播放/暂停控制（示例中依次调用两次，用于演示控制流程）。
Paint_DrawCircle(...) / Paint_DrawString_EN(...)：绘制按钮与提示文本，并通过 waveshare_rgb_lcd_display(...) 刷新显示。