墨水屏_8266驱动板_0603_WOS_v0.1

目录

一.【产品概述】 2

二.【设计说明】 3

三.【产品参数】 3

四.【ESP8266引脚分配】 3

五.【测试点说明】 4

六.【使用与设置】 5

1. RESE电阻选择开关的设置 5

2. SPI三线制/四线制选择 5

3. 程序下载方法 6

七.【电路原理图】 6

八.【衍生设计与二次开发提示】 8

1. 关于本板设计 8

2. 电路关键参数与选型 8

2.1[电感参数] 9

2.2[RESE电阻参数] 9

2.3[升压电路高压电容] 9

2.4[MOS管参数] 9

2.5[二极管参数] 10

2.6[FPC 插座] 10

3. 二次开发的可用方案 10

3.1[更低功耗设计] 10

3.2[RESE电阻使用较常用阻值拼凑] 10

3.3[SPI 3线/4线选择开关电路] 10

4. 布局布线注意事项 11

 

一.【产品概述】

本品是24Pin电子墨水屏通用的ESP8266驱动板，能实现 1.54 寸、2.04 寸、2.13

寸、2.6 寸、2.7 寸、2.9 寸、3.71 寸、4.2 寸、5.83 寸和 7.5 寸墨水屏黑白屏及三

色屏的驱动功能。可驱动微雪、佳显等厂家推出的各类24Pin排线的 SPI 接口电子墨水屏裸屏。板载ESP-12F模块(ESP8266成品模组），支持 Arduino 开发。硬件引脚定义采用微雪驱动板及相关程序例程相同的定义，可直接用微雪提供的相关本地例程和WIFI例程进行测试和开发；

顶层：

底层：

整体效果图：

 

二.【设计说明】

本工程，电路设计方面，参考多型采用晶弘(UC***)系列IC方案和所罗门(SSD***)系列IC方案的墨水屏User Guide中的参考电路，对于细微的差别采取兼容设计，可以兼容市面上绝大多数24Pin接口的墨水屏产品。

同时，考虑到低成本、易生产等需求，器件均采用不小于0603的封装，便于手工焊接，所有器件均位于PCB顶层，方便使用加热台焊接；对于某些有特定参数要求的器件，提供了多种可替代型号以供选择。

对于有需要小型化、定制化重新Layout需求的用户，提供衍生设计与二次开发提示说明，详见后续章节；

 

三.【产品参数】

外形尺寸：50*35mm；

电源：USB Type-C接口取电；

FPC连接方向：上接、下接通用；

USB接口驱动：需安装CH340驱动；

下载方式：无需手动按键，自动下载；

辅助功能：串口通信指示灯、复位键、8266未使用IO引出；

 

四.【ESP8266引脚分配】

其中，用于驱动墨水屏所使用的引脚定义如下

SCLK：SPI 串口通信时钟信号线。

SDI：SPI 串口通信数据信号线。

RES：墨水屏复位信号，低电平有效。

D/C： 数据/命令控制引脚（高电平表示数据，低电平表示命令）

CS： SPI 片选引脚（低电平有效）

BUSY：电子纸忙信号。电子纸刷新时，BUSY 引脚发出忙信号给主 MCU，此时

MCU 无法对电子纸驱动 IC 进行读写操作；电子纸刷新完成后，BUSY 引脚发出闲置状

态信号，此时 MCU 可以对电子纸驱动 IC 进行读写操作。（注意：某些型号屏幕BUSY 引脚忙状态为高电平，有些为低电平，不可一概而论。）

 

五.【测试点说明】

此转接板留有测试点以便测量，测试点包括 PREVGH、PREVGL、VCOM、RESE、GDR、GND，各测试点功能如下：

1）GDR ：N-MOS（SI1304BDL/SI1308EDL 驱动信号测试点）。

2）RESE ：升压电路反馈电流测试点。

3）PREVGH ：升压电路正高压测试点。

4）PREVGL ：升压电路负高压测试点。

5）GND ：电源负极（测试点电压公共端）。

6）VCOM ：电子纸公共端电压测试点。

 

六.【使用与设置】

1. RESE电阻选择开关的设置

电阻选择开关的位置如下图所示，拨到右侧时，RESE电阻被设置为3R，拨动到左侧时，RESE电阻被设置为0.47R。

不同型号的墨水屏需要匹配不同的 RESE 电阻，选择错误的 RESE 电阻会导致电子纸显示异常或者无法刷新画面。请自行查阅要使用的墨水屏型号的规格书，根据里面的参考电路中使用的电阻值确定电阻档位；

 

2. SPI三线制/四线制选择

如图所示，用户可以自行焊接该短接电阻以切换电子墨水屏使用 3-line SPI 或 4-line SPI。

电阻若连接下侧两焊盘，则BS引脚与GND相连，墨水屏被设置为4-line SPI。

电阻若连接上侧两焊盘，则BS引脚与VCC相连，墨水屏被设置为3-line SPI。

优于微雪与佳显等厂家给出的程序例程均采用的是4-line SPI，故此转接板默认也配置为4-line SPI。

 

3. 程序下载方法

1).确保电脑上安装好USB转串口芯片CH340的驱动；

2).用一根USB Type-c的数据线连接该驱动板和电脑，板子上的一颗红色电源指示灯将亮起，且设备管理器中的”端口”项目中将出现识别到的CH340的端口号；

3).打开Arduino IDE或者其他你所使用的编程环境，选择对应的串口号，对开发板进行烧录，此时，板上的串口通讯指示灯将随着数据流而闪烁，蓝色灯为电脑端发送指示，绿色灯为接受指示；注意：程序里首先应进行 IO 初始化设置，一般 BUSY 控制引脚设置为输入模式，其他 IO 设置为输出模式。

4).检查转接板的RESE电阻选择开关的设置是否与将要连接的墨水屏匹配。

5).烧录完成后，驱动板的FPC接口连接24Pin墨水屏。按下复位按键，8266将复位并自动运行烧录的程序。

 

七.【电路原理图】

 

八.【衍生设计与二次开发提示】

本设计为调试、测试用的通用驱动板，考虑到成本和易用性、易手工焊接等因素，外形尺寸上并未做过多兼容性考虑，某些用户可能会根据自己的实际需求，对板型有小型化和定制化要求，这就需要重新画图布板，用户在重新设计时，可根据本工程为参考，或者在本工程的原有基础上进行二次改进；现将设计中的一些注意事项和关键参数描述如下。

 

1关于本板设计

该板电路总体非常简单，采用2层板足矣，但考虑到立创4层板也是免费打样，为了便于使本板能和其他4层板拼在一起顺便打样，也使用了4层；当然，若要使用2层板，可直接将本板中的VCC和GND两内电层删除即可，VCC网络已做好导线拓扑连接，GND也已做好平面缝合；需要注意的是，修改时要临时关闭软件中的自动移出闭合环路设置；

 

2.电路关键参数与选型

 

2.1[电感参数]

晶弘系列(UC**)IC： 10uH±10%，额定电流1A；

所罗门系列(SSD**)IC：47uH±10%，额定电流0.5A；

（说明：随便选个DCR电阻尽量小，电流0.5A以上的功率电感就行。）

 

2.2[RESE电阻参数]

晶弘系列(UC**)IC： 0.47R / 3R；

所罗门系列(SSD**)IC： 0.47R / 3R / 2.2R；

（说明：SSD芯片的某些屏需要2.2R匹配电阻，直接用3R即可。）

 

2.3[升压电路高压电容]

耐压至少要在25V以上，建议采用50V耐压标准增加裕量；

注意，此高压部分的电容绝不可以使用0402封装，一般型号耐压值不够，0603的高耐压型号也较贵，故宜选择0805封装；

 

2.4[MOS管参数]

该电路中最容易出问题的就是MOS管；

漏源电压(Vdss)：至少要25V；

连续漏极电流(Id)：大于500mA；

阈值电压Vgs(th)：小于1.5V；

导通电阻RDS(on)：<400mΩ；

输入电容(Ciss)：<200pF；

（说明：耐压要够，开关速度要快，RDS(on)尽量小。建议使用 Si1304BDL 或 Si1308EDL，这两种实在不好买的话，最差可以选择立创基础库的AO3400，AO3400的Ciss偏大，建议在栅极串入或者预留一个数欧姆的电阻；）

 

2.5[二极管参数]

肖特基，

直流反向耐压(Vr): 不小于30V；

平均整流电流(Io)：不小于500mA；

反向电流(Ir)：<1mA;

开关频率不要太低；

 

2.6[FPC 插座]

上下接点的 24PIN 的 FPC 插座，引脚间距 0.5mm。

注意，尽量选择上下接双侧触点的，某些4.2寸的排线金属触点在上侧，而有些则在下侧；

 

3.二次开发的可用方案

3.1[更低功耗设计]

电路设计上可以直接在驱动电路前端加一个模拟开关，取消程序中电子墨水屏深度睡眠模式，取而代之的是直接关闭电源、直接上电开机的方式，与深度睡眠模式唤醒效果一样。

 

3.2[RESE电阻使用较常用阻值拼凑]

可采用如上图所示切换电路，当S1断开时，RESE = 3R； 闭合时，RESE ~= 0.47R；

 

3.3[SPI 3线/4线选择开关电路]

如图，若需要SPI模式可通过开关设置，可以采用如上图所示电路，电路中的开关S2可以和RESE电阻切换电路中的开关S1一起，选用一个1.27mm脚距的2联贴片拨码开关，以节约PCB面积；

 

4.布局布线注意事项

注意高压部分电路走线的安全间距，其中，PREVGH、PREVGL的对地电压最大可达±18V；PREVGH、PREVGL之间的最大压差可达36V。高压部分走线应当适当加大线间距，且尽量包地，尽量远离时钟、USB等信号走线；