[Ebook]ESP32S3护眼墨水屏掌机

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屏幕：https://item.taobao.com/item.htm?id=881039547517&mi_id=0000UkQN-KnKEyfDHTW45e78JVvxdM8p9oS8Iwv0sla1FUk&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itempic.d881039547517.6f2b2e8d552KuX&skuId=5888360022433

喇叭：https://item.taobao.com/item.htm?id=606106746285&mi_id=00003BBMNEKaQ7ksc_pqNM6WiurnR_heTxtL2ypFq236Dkg&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itempic.d606106746285.6f2b2e8d552KuX

电池选择601452：https://detail.tmall.com/item.htm?id=799461424541&mi_id=0000lSmCOkuhJKP4NKF-jrT2leh9qqEqfiXM5M39RfXcGJs&spm=tbpc.boughtlist.suborder_itemtitle.1.6f2b2e8d552KuX

交流平台

QQ群聊：820311402

项目简介

Ebook 是基于 ESP32-S3 的 2.7 寸黑白墨水屏多功能阅读器：电容触摸 + 三档拨码快捷键 + TF 卡扩展，在自研 UI 框架（路由 / 合成 / 上屏）上运行阅读、记事本、音乐、天气等 12 款应用，支持 Wi-Fi 热点传文件、USB MSC 与 TF 卡导入，适合开源学习与二次开发。

项目	说明
开源仓库	GitHub — CHENXiNNNX/Ebook
固件版本	`Ebook-v1.1.2`（见根目录 `CMakeLists.txt` → `PROJECT_VER`）
开发框架	ESP-IDF v5.4+ / v6.x，C++
交互路径	锁屏 → 主页 → 应用网格 → 子应用

项目功能

系统能力

锁屏：时间、日期、电量、每日金句；上滑解锁 / PIN 解锁
主页：在读摘要、快捷入口、「更多」应用列表
控制中心：Wi-Fi / 蓝牙 / 夜间模式 / 锁屏 / 省电（下滑状态栏）
拨码快捷键：阅读器 / 列表 / 全局三场景可配置翻页、返回、主页、亮度、音量等（设置 → 按键）

内置应用

应用	状态	功能概要
阅读	已发布	TXT 书架、翻页、字号、进度记忆；扫描 `Ebook/txt`（`/int` + `/sd`）
记事本	已发布	多文件 TXT 编辑；扫描 `Ebook/notes`（`/int` + `/sd`）
相册	已发布	JPEG 解码适配墨水屏；扫描 `Ebook/photos`（`/int` + `/sd`）
画板	已发布	1-bit BMP 绘制与导出；目录 `Ebook/drawings`（优先 `/int`，可回退 `/sd`）
音乐	已发布	MP3 / WAV 流式播放；扫描 `Ebook/music`（`/int` + `/sd`）
天气	已发布	高德 Web 服务：实况、预报、31 城、IP 定位
时钟 / 日历	已发布	大字时钟、闹钟、月历视图
电子木鱼	已发布	敲击计数与音效
文件管理	已发布	`/int`（userdata）/ `/sd` / `/assets` 浏览
设置	已发布	网络、显示、按键、声音、时间、存储、安全、关于
更新	规划中	固件在线升级入口，对接双 OTA 分区

数据交换与存储

方式	说明
无线局域网	开启个人热点后，浏览器访问提示 IP（如 `192.168.4.1`），上传 / 下载 / 管理 `/int` 文件
USB 大容量存储	userdata 分区 TinyUSB MSC，接入 PC 可当 U 盘读写（暴露给 PC 时设备暂不可访问 `/int`）
TF 卡扩展	SDMMC 4-bit，挂载 `/sd`，结构与内部盘相同
本地文件管理	浏览内部存储、TF 卡及系统资源分区

用户内容目录约定（固定子目录扫描，不全盘检索；/int 与 /sd 结构一致）：

/int/Ebook/          /sd/Ebook/
├── txt/             ├── txt/         # 阅读
├── music/           ├── music/       # 音乐
├── photos/          ├── photos/      # 相册
├── notes/           ├── notes/       # 记事本
└── drawings/        └── drawings/    # 画板导出（会话缓存仅写 /int）

设备内「新建」默认优先写 /int；大容量书籍 / 音乐 / 照片建议放 TF 卡。详细说明见仓库 assets/fat_userdata/README.txt。

天气配置：idf.py menuconfig → Ebook Configuration → 高德API Key，在 lbs.amap.com 申请 Web 服务 Key（开通「天气查询」「IP 定位」）。

项目参数

类别	规格
主控	ESP32-S3，240 MHz，Octal PSRAM，16 MB Flash（QIO）
显示屏	GDEY027T91，2.7"，竖屏 176×264，1 bit 黑白，SPI，SSD1680
触摸	FT6336U，I2C，点击 / 滑动
音频	ES8311 + I2S，MP3 / WAV；板载预留麦克风接口
IMU	QMI8658A（I2C，固件预留扩展）
存储	userdata 约 6 MB（FAT，挂载 `/int`）+ assets 4 MB（LittleFS `/assets`）+ TF 卡 `/sd`
输入	ADC 三档拨码（GPIO15）
电源	约 500 mAh / 3.7 V 锂电，GPIO6 ADC 采样，低电量省电提示
无线	Wi-Fi STA、BLE（NimBLE）、个人热点
刷新	全刷 / 快刷 / 局刷，路由边表可配置

分区与烧录偏移以 partitions/partition_16mb.csv 及发布包内 FLASH.md 为准（应用区约 2.94 MB×2，assets @ 0x600000，userdata @ 0xA00000）。

原理解析（硬件说明）

整机由 电源与充电、ESP32-S3 主控、墨水屏与前光、触摸与拨码、音频、TF 卡、USB、IMU 等模块组成。固件通过 BSP 封装 GPIO / I2C / SPI / I2S / SDMMC，应用层不直接操作引脚。

系统框图

锂电池 → 电源管理 → ESP32-S3
                        ├─ SPI   → GDEY027T91 + PWM 前光
                        ├─ I2C   → FT6336U / ES8311 / QMI8658A
                        ├─ I2S   → ES8311 → 功放 → 扬声器（麦克风已预留）
                        ├─ SDMMC → TF 卡
                        ├─ USB   → Type-C 烧录（GPIO19/20）
                        ├─ UART0 → 调试日志（GPIO43/44）
                        └─ ADC   → 电池电压、三档拨码

关键电路

供电切换电路

供电切换电路

默认电池供电；插入 Type-C 后自动切换 USB 供电并为电池充电。

墨水屏驱动电路

墨水屏驱动电路

适配 2.7 寸墨水屏，兼容触摸与前光接口；R27 可调电阻可在硬件上限制前光最高亮度。

音频电路

音频电路

板载扬声器用于音乐播放；麦克风接口已预留，便于后续扩展语音类应用。

结构与 PCB

整机结构

整机结构

后壳 → 主板 → 电池/支架 → 墨水屏模组 → 前壳

主板俯视图

主板俯视图

整机组装

首先准备PCB

依次连接屏幕排线，从右往左依次是屏幕排线、前光排线、触摸排线
当然兼容不带触摸或者不带前光版本的屏幕，可自行选择

焊接喇叭并穿过屏幕排线

焊接电池排线注意不要焊接反了哦

开始组装

1，首先确认板子烧录，是否启动正常，然后准备好打印的外壳

2，放入屏幕，推向外壳一边底部

3，放入压板，覆盖在屏幕上方

4，接下来翻转扣下PCB，注意电池排线不要被压着，可以用双面胶固定一下电池，然后把喇叭放在出声孔处

5，最后盖上后壳，先插入底部然后向前推，紧贴屏幕和压板，然后扣下上半部分即可完成

微信图片_20260709095524_296_142_副本.jpg

模块与引脚

功能	GPIO
I2C SDA / SCL	2 / 1
I2S MCLK / SCLK / LRCK / DI / DO	41 / 40 / 39 / 42 / 38
功放使能	7
屏 MOSI / SCLK / CS / DC / RST / BUSY	3 / 46 / 9 / 10 / 11 / 12
前光 PWM	17
触摸 RST / INT	18 / 5
TF D0–D3 / CLK / CMD / CD	14 / 13 / 45 / 48 / 21 / 47 / 4
拨码 ADC	15
电池 ADC	6

引脚定义与 main/bsp/config/config.hpp 保持一致。

软件代码

仓库：https://github.com/CHENXiNNNX/Ebook

目录摘要

Ebook/
├── main/app/ebook/      # UI 框架、路由、12 个 App
├── main/app/network/    # Wi-Fi / BLE（连接层）
├── main/app/protocol/   # HTTP / NTP / WebSocket / file_server
├── main/app/system/     # Task / Power / Event / Info
├── main/bsp/            # 屏、触摸、音频、电池驱动
├── main/common/         # 存储、OTA 等公共模块
├── assets/              # 字库、IME、热点网页；fat_userdata 出厂目录
├── partitions/          # 16 MB / 8 MB 分区表
├── patches/             # managed_components 补丁
└── scripts/             # package_firmware.py 打包脚本

启动流程

app_main() → ebook_app_run()
  └→ boot.cc：NVS / 存储 / 显示 / 触摸 / 网络 / 应用注册
       └→ UiLoop：输入 → Router → FrameComposer → Presenter → 墨水屏刷新

应用注册示例

// main/app/ebook/apps/app_registry.cc
void AppRegistry::register_defaults()
{
    register_app(&reader::ReaderApp::instance());
    register_app(&notepad::NotepadApp::instance());
    // ... 共 12 个应用（含「更新」占位）
    register_app(&settings::SettingsApp::instance());
}

构建与烧录

idf.py set-target esp32s3
idf.py build flash monitor

预编译固件：GitHub Releases
本地打包：python scripts/package_firmware.py
详细说明：README.md、框架说明

后续更新计划

以下为当前版本之后的暂定规划，按优先级大致排列。

固件与系统

方向	计划内容
OTA 升级	完善「更新」应用 UI，对接 `common/ota` 双分区升级、版本校验与回滚
电源管理	设置中电池详情页：电量、充电状态、省电策略说明
USB MSC	优化 PC 与设备挂载切换体验
陀螺仪功能	实现体感交互玩法设计

阅读与内容

方向	计划内容
EPUB 支持	阅读器扩展 EPUB，完善排版与目录跳转
阅读体验	书签、全文检索、更多字体与行距选项
内容同步	探索 Wi-Fi 书籍推送与阅读进度云同步（可选）

注意事项

场景	说明
首次烧录	需烧录 bootloader、分区表、ota_data、应用、assets、userdata；偏移以发布包 `FLASH.md` 为准
资源更新	修改 `assets/littlefs_assets` 后须重烧 `assets.bin`
墨水屏	低温少快刷；残影可用全刷 / 快刷缓解
TF 卡	建议 FAT32；写入中避免热拔
USB MSC	暴露给 PC 时设备无法访问 `/int`，用完后需收回挂载
热点传文件	连接热点后访问提示 IP（如 `192.168.4.1`）
天气	未配置 `CONFIG_EBOOK_AMAP_WEATHER_KEY` 无法拉取数据
调试	日志走 UART0（TX=GPIO43，RX=GPIO44）；烧录可用 Type-C
拨码	档位不准时调整 `config.hpp` 中 `DIP_SWITCH_THRESHOLD_*`