ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C
ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C 是微雪（Waveshare）基于 ESP32-S31-WROOM-3-N16R16 模组设计的 4.3 英寸电容触摸屏开发板，配备 16 MB Flash 和 16 MB PSRAM。板载 800 × 480 RGB LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）、GT911 触摸控制器、ES8389 音频编解码器、双麦克风和扬声器功放，集成运动感知、电量监测与 RS485、CAN-FD 等通信接口，可用于智能控制面板、设备监控终端和物联网人机交互应用。
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- 供电、接口接线与使用准备：参见 ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C 使用说明。
- ESP-IDF 开发：参见 ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C ESP-IDF 开发，包含环境配置和 16 个示例说明。
- 固件烧录：参见 ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C 固件烧录，了解下载模式及镜像使用条件。
- 问题排查：参见 ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C 常见问题。
| SKU | 产品 |
|---|---|
| 36107 | ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C |
| 36105 | ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C-BOX |
| 36106 | ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C-BOX-EN |
产品特性
- 搭载 ESP32-S31 双核 32 位 RISC-V 处理器，最高主频为 320 MHz。
- 支持 128 位 SIMD（Single Instruction, Multiple Data，单指令多数据）指令，仅其中一个处理器核心支持该指令。
- 芯片集成 JPEG 编解码器、PPA（Pixel-Processing Accelerator，像素处理加速器）和 2D-DMA（2D Direct Memory Access，二维直接存储器访问）控制器。
- 支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5.4（LE）、经典蓝牙（BR/EDR）和 IEEE 802.15.4，配备板载天线。
- 芯片支持 Thread、Zigbee 和 Bluetooth Mesh 1.1，具体协议功能需配合相应 SDK 和固件使用。
- 内置 512 KB 高性能 SRAM 和 320 KB ROM；采用 N16R16 模组，配备 16 MB Flash 和 16 MB PSRAM。
- 板载 4.3 英寸 IPS 电容触摸 LCD，800 × 480 分辨率，65K 彩色，采用 16 位 RGB565 接口；标称可视角度为 160°。
- 配备 GT911 电容触摸控制器，通过 I2C 通信，支持触摸中断；配套示例最多读取 5 个触点。
- 提供 LVGL 图形界面开发示例，通过 PWM 调节背光亮度。
- 板载 ES8389 音频编解码器、双麦克风和扬声器功放电路，用于音频采集、录音与语音播放应用开发。
- 支持 Type-C 5 V 供电和 DC 7～36 V 输入，板载稳压电路。
- 提供 3.7 V 单节锂电池接口、充电电路和 BQ27220 电量计，用于电池充电与电量监测。
- 板载 RTC（Real-Time Clock，实时时钟）芯片和 CR927 备用电池座，安装备用电池后可在主电源断开时保持计时。
- 支持半双工 RS485 和 CAN-FD 通信，引出 I2C 和 6 路原生 GPIO。
- 板载 TF 卡座和六轴 IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元），便于资源存储、数据记录和运动感知。
- 通过独立的 MX1.25 4PIN 接口引出原生 USB，提供 USB Host 枚举和外接 USB 摄像头显示示例。
- 板载 PWR 电源指示灯、CHG 充电指示灯和 USER 可编程指示灯。
- 芯片支持安全启动、Flash / PSRAM 加密，以及 TEE（Trusted Execution Environment，可信执行环境）和 APM（Access Permission Management，访问权限管理）。
- 提供 16 个示例，覆盖显示、触摸、音频和主要板载外设。
板载资源
与 ESP32-S3-Touch-LCD-4.3C 的主要差异
| 项目 | ESP32-S3-Touch-LCD-4.3C | ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C |
|---|---|---|
| 主控 | ESP32-S3，Xtensa LX7 双核，最高 240 MHz | ESP32-S31，RISC-V 双核，最高 320 MHz |
| 存储 | 16 MB Flash、8 MB PSRAM | N16R16：16 MB Flash、16 MB PSRAM |
| 音频 | ES8311 与 ES7210 | ES8389 |
| 外部 IO | 隔离数字输入、输出 | GPIO48～53 原生 GPIO，无隔离 |
| USB Host 座子 | 未配置该座子 | 新增 MX1.25 4PIN 座子 J3 |
| 下载通道 | 原生 USB | Type-C → CH343P → UART0 |
| 配套开发示例 | Arduino、ESP-IDF | 当前资料仅提供 ESP-IDF |
两款产品的 GPIO 分配和驱动配置不同。移植时需使用本产品的板级定义，不能只修改目标芯片名称或沿用 S3 固件。
H4 的 GPIO48～53 没有 S3 版隔离 IO 的隔离与电平转换电路。使用 3.3 V 逻辑连接，并与外设共地；不得接入原隔离 IO 使用的高电压信号或将其作为功率输出。
接口与引脚
LCD 与触摸
LCD 与触摸引脚对照表
| 信号 | ESP32-S31 GPIO | 说明 |
|---|---|---|
| LCD B3～B7 | GPIO8、9、10、11、12 | RGB565 蓝色数据，对应软件 D0～D4 |
| LCD G2～G7 | GPIO13、14、15、16、17、18 | RGB565 绿色数据，对应软件 D5～D10 |
| LCD R3～R7 | GPIO19、33、34、35、36 | RGB565 红色数据，对应软件 D11～D15 |
| LCD PCLK | GPIO40 | 像素时钟 |
| LCD DE | GPIO43 | 数据使能 |
| LCD HSYNC | GPIO44 | 行同步 |
| LCD VSYNC | GPIO45 | 场同步 |
| LCD BL_PWM | GPIO47 | 背光调节 |
| 触摸 SDA、SCL | GPIO0、GPIO1 | 共用 I2C 总线 |
| 触摸 INT | GPIO2 | 触摸中断 |
| 触摸 RESET | GPIO46 | 触摸复位 |
I2C 总线与板载器件
I2C 设备地址与控制引脚
| 器件 | 7 位 I2C 地址 | 中断或控制信号 |
|---|---|---|
| GT911 触摸 | 0x5D 或 0x14，取决于复位选址 | INT：GPIO2；RESET：GPIO46 |
| ES8389 音频编解码器 | 当前配置为 0x10 | I2S 音频数据及 GPIO57 功放控制 |
| PCF85063ATL RTC | 0x51 | INT：GPIO3 |
| QMI8658 IMU | 原理图及默认配置为 0x6B，软件另探测 0x6A | INT1：GPIO54；INT2 至 GPIO60 的 R94 标注 NC |
| BQ27220 电量计 | 0x55 | 由电池侧供电 |
音频与 TF 卡
音频与 TF 卡引脚对照表
| 功能 | 信号 | ESP32-S31 GPIO |
|---|---|---|
| ES8389 | I2S BCLK | GPIO37 |
| ES8389 | I2S LRCK / WS | GPIO38 |
| ES8389 | 主控 DOUT → 编解码器 DSDIN | GPIO39 |
| ES8389 | 主控 DIN ← 编解码器 ASDOUT | GPIO42 |
| 扬声器功放 | PA_CTRL，高有效 | GPIO57 |
| TF 卡 | CLK、CMD | GPIO24、GPIO25 |
| TF 卡 | D0、D1、D2、D3 | GPIO20、GPIO21、GPIO22、GPIO23 |
| TF 卡供电 | SD_CTRL，低有效 | GPIO56 |
USB、RS485、CAN-FD 与按键
通信接口与按键引脚对照表
| 功能 | 信号或器件 | 连接 |
|---|---|---|
| Type-C 下载与日志 | CH343P 接 UART0 | TXD0：GPIO58；RXD0：GPIO59 |
| USB Host | J3 的 D+、D− | 模组专用 USB_DP、USB_DM，非 GPIO40/41 |
| USB Host 电源 | J3 VBUS | 板载 5 V 电源，无 GPIO 使能 |
| RS485 | UART1 TX、RX | GPIO6、GPIO7 |
| RS485 | RTS / DE | GPIO61 |
| CAN-FD | TX、RX | GPIO4、GPIO5，经 MCP2562FD 收发器 |
| BOOT 按键 | 低有效 | GPIO61 |
| RESET 按键 | 低有效 | ESP_EN |
| 状态 LED | GPIO 控制 | GPIO55；不是 Zero 的 WS2812 RGB LED |
原理图中 RS485 方向控制与 BOOT 共用 GPIO61，运行 RS485 时不要按 BOOT。
扩展连接器
以下针序以原理图的针脚编号为准，不代表从线缆某一面观察的左右顺序。接线前核对 PCB 丝印和连接器方向。
J3 USB Host 与 H4 扩展接口针序
| 连接器 | 针脚 | 信号 |
|---|---|---|
| J3，MX1.25 4PIN | 1 | GND |
| J3 | 2 | USB D+ |
| J3 | 3 | USB D- |
| J3 | 4 | 5 V |
| H4 | 1、2 | DC+、DC− |
| H4 | 3、4 | I2C_VCC、GND |
| H4 | 5、6 | SDA、SCL，经 I2C 电平转换电路 |
| H4 | 7、8 | CANL、CANH |
| H4 | 9、10 | RS485 TX−、TX+ |
| H4 | 11～16 | GPIO48、49、50、51、52、53 |
H4 的 SDA、SCL 具有 I2C 电平转换电路，扩展侧电压 I2C_VCC 通过硬件选择 3.3 V 或 5 V，原理图的 H3 注明默认连接 3.3 V。GPIO48～53 则为 3.3 V 原生 GPIO，不随 I2C_VCC 切换。电平选择与接线步骤见 I2C 扩展接口。
电池接口 J1 为 MX1.25 2PIN，用于连接 3.7 V 单节锂电池，连接前核对电池插头极性。
产品尺寸
不带外壳
带外壳
版本与安装
产品提供无外壳、带外壳以及带外壳和锂电池的配置，外壳与电池是否随附以所选配置为准。
带壳版本背面固定孔间距为 75 mm，可搭配导轨卡扣、壁挂支架或悬臂支架安装；上述安装配件需另行选购。电池仓可容纳尺寸为 60 × 30 × 6 mm（长 × 宽 × 厚）的电池。电池选配与安装说明见 供电与电池。
开发方式
ESP32-S31-Touch-LCD-4.3C 支 ESP-IDF 开发框架，为开发者提供灵活的选择，您可以根据项目需求和个人偏好选择合适的开发工具。
- ESP-IDF 全称 Espressif IoT Development Framework，是乐鑫科技为 ESP 系列芯片推出的专业开发框架。它基于 C 语言开发，包含编译器、调试器、烧录工具等，支持命令行或集成开发环境（如 Visual Studio Code 配合 Espressif IDF 插件）开发，插件提供代码导航、项目管理、调试等功能。我们推荐使用 VS Code 进行开发，具体配置过程可参考 ESP-IDF (VS Code) 开发环境搭建教程，教程中同时提供了相关示例程序供参考。