EVE3 TFT模块：硬件设计与应用全解析

在电子设备的设计领域，显示模块的性能和功能对于产品的整体表现起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨一下EVE3 TFT模块，它在图形显示、音频处理和触摸交互等方面都有着出色的表现。

文件下载：EVE3-35G-BLM-TPC-F32.pdf

1. 模块概述

EVE3 TFT模块采用了Bridgetek的第三代BT81x嵌入式视频引擎，能够在全彩TFT触摸屏上实现复杂图形的控制、渲染、管理和显示。它具备1MB的图形RAM，可在纵向和横向模式下播放motion - JPEG编码的AVI视频。同时，通过一系列小部件（如仪表、旋转器、滑块和条形图）来显示数据。该模块还兼容电容式或电阻式触摸屏，支持屏幕上最多255个触摸对象。内置的声音合成器和数字滤波器可实现8kHz至48kHz采样频率的单声道8位线性音频波播放。此外，EVE3 TFT模块最多可添加256兆位的高速QSPI NOR闪存，用于存储图像、字体、音频和视频资产。

1.1 关键特性

• 先进的视频引擎：采用BT81x嵌入式视频引擎，具备高分辨率图形和视频播放能力。
• 多小部件支持：支持多种小部件，简化设计开发过程。
• 触摸技术兼容：支持电阻式和电容式触摸屏技术，电容式触摸屏最多可检测5点触摸。
• 高分辨率显示：支持分辨率高达SVGA（800x600）的LCD显示，支持数据使能（DE）模式或VSYNC/HSYNC模式。
• 多方向显示：支持横向和纵向显示方向。
• 视频播放：支持播放motion - JPEG编码的AVI视频。
• 宽温度范围：工作温度范围为 - 20°C至70°C。
• 大容量闪存：最多可配备256兆位的QSPI NOR闪存。

1.2 模块框图

模块的框图展示了其内部结构和各部分之间的连接关系，有助于我们理解模块的工作原理。

2. BT81x图形引擎

BT81x系列芯片是图形控制器，具备音频播放和触摸功能等附加特性，包含丰富的图形对象（基本图形和小部件），可用于为各种产品（如家用电器、玩具、工业机械、家庭自动化、电梯等）显示各种菜单和屏幕。该芯片将显示、触摸和音频功能集成在一个芯片中，采用创新的面向对象方法实现人机界面（HMI），效果显著。EVE3 TFT模块核心的第三代EVE设备比以前的EVE IC具有更高的像素分辨率，图像渲染更清晰，色彩深度更大，还具备加速数据传输和图像/视频加载能力、增强的视频播放功能以及扩展的内存资源。

3. 订购信息

3.1 订购编号方案

EVE3的订购编号有特定的格式，例如“EVE3 - 35 A - BLM - TPN - F256”，每个部分都有其特定的含义。

3.2 选项

EVE3有多种显示选项，包括不同的产品类型、显示尺寸、屏幕类型、背光亮度、触摸类型和内存容量等，用户可以根据实际需求进行选择。

3.3 推荐配件

• EVE2 - USB2SPI - KIT - A：利用FTDI FT232H IC，通过USB接口与SPI设备通信，可减少开发时间和硬件复杂性。
• EVE2 - SHIELD：是Matrix Orbital EVE SPI TFT显示器与Arduino Uno和Parallax Propeller Shield产品的接口模块。
• EVE2 - SPI2BBC：将EVE的20针FFC电缆转换为20针2.54mm双排直插式引脚接头的简单转接板。

4. EVE3接口

4.1 SPI通信和电源接口引脚

EVE3上的20针FFC接口用于与SPI控制器连接，兼容多种20针带状电缆。其引脚有明确的功能定义，如电源引脚、SPI时钟引脚、数据引脚等。

4.2 BT81x通信焊盘

BT81x的所有通信引脚都通过模块上的焊盘引出，这些焊盘提供了另一种连接BT81x的方式，功能与SPI通信接口相同。每个焊盘宽1mm，长3mm，间距为2.54mm，建议使用18号或更粗的电线进行焊接。

5. 通信接口

5.1 SPI接口时序规范

SPI接口的时序有明确的参数要求，如时钟周期、时钟高低电平持续时间、访问时间等，这些参数确保了SPI通信的稳定性和准确性。

5.2 SPI和QSPI通信

EVE3能够通过四串行并行接口（QSPI）与主机和微控制器通信，仅支持SPI模式0。QSPI从机接口最高可运行到30MHz，可配置为单通道、双通道或四通道模式。在不同通道模式下，数据引脚和最大总线速度有所不同。

5.3 串行数据协议

BT81x作为内存映射的SPI设备，与主机的通信通过对4MB地址空间的读写操作实现。SPI内存读写事务有特定的格式，包括起始位、地址和数据等。

6. BT81x外设

6.1 音频引擎

BT81x通过PWM输出引脚AUDIO_L提供单声道音频输出，输出两种音频源：声音合成器和音频文件播放。

6.2 声音合成器

声音处理器AUDIO ENGINE从一个小的波形表ROM库中生成音效。通过设置REG_SOUND寄存器和REG_PLAY寄存器来播放音效，声音音量由REG_VOL_SOUND寄存器控制。音效表中列出了各种音效及其相关特性，如是否连续播放、是否可调节音高等。

6.3 音频播放

BT81x可通过音频输出播放录制的声音。通过设置相关寄存器（如REG_PLAYBACK_START、REG_PLAYBACK_LENGTH等）来控制音频播放的起始地址、长度、采样频率、格式、循环等。支持的单声道音频格式有8位PCM、8位uLAW和4位IMA - ADPCM。

6.4 通用输入输出

根据封装不同，BT81x最多可配置4个GPIO引脚，这些引脚由REG_GPIOX_DIR和REG_GPIOX寄存器控制，GPIO0和GPIO1引脚也可通过REG_GPIO_DIR和REG_GPIO控制以保持与FT800/FT801的向后兼容性。

6.5 SPI NOR闪存接口

EVE3 TFT模块包含NOR闪存，可通过SPI访问。板载闪存可用于存储音频文件、图像、动画和视频，减少主机端闪存的占用。有特定的命令用于访问板载闪存，并且BT81x可配置为与板载闪存进行全速通信。

6.6 背光驱动器

EVE3 TFT模块配备了自己的背光驱动器和集成的背光控制电路。对于高亮度或7英寸显示变体，可能需要通过特定引脚提供更多电源。通过在R1和R2电阻焊盘上安装0欧姆电阻，可配置模块通过引脚17、18、19和20提供额外电流。

6.7 触摸面板配置

EVE3 TFT模块可配备电阻式或电容式触摸屏。电阻式触摸屏可通过调整REG_TOUCH_RZ寄存器来提高灵敏度，建议测试时将压力阈值设置为1200，然后根据应用进行调整。电容式触摸屏使用GT911触摸控制器，通过将REG_TOUCH_CONFIG寄存器设置为0x05D0即可轻松配置。

7. TFT显示

7.1 EVE3模块显示

EVE3模块与Matrix Orbital并行TFT显示器配对，可在指定网站上找到相关显示器的详细信息，包括图纸、尺寸和公差等。

7.2 EVE3 TFT显示时序

不同型号的EVE3显示器有各自的显示时序参数，如水平尺寸、垂直尺寸、周期、偏移量、同步信号等，这些参数确保了显示器的正常显示。

8. 安装

8.1 安装TFT面板

G系列扩展电容式触摸EVE3 TFT模块单元在超大覆盖玻璃的背面已应用双面胶，使用3M 93010LE胶带，可轻松安装在平面上，且该胶带在特定环境下具有良好的粘结性能。电阻式和非触摸EVE模块可使用类似的3M粘合剂安装到面板上，还可在EVE面板背面粘贴带有安装点的扩展金属板以扩展安装选项。

8.2 3D打印外壳/支架

Matrix Orbital的Thingiverse页面上有一系列3D外壳设计，可下载并根据项目需求进行修改，然后使用3D打印机打印。如果没有3D打印机，也可在Matrix Orbital的Shapeways页面购买这些设计。

9. 电气特性

9.1 绝对最大额定值

模块有明确的存储温度、环境温度、电源电压和直流输入电压等限制值，使用时需确保不超过这些范围。

9.2 EVE3直流特性

包括VCC工作电源电压、不同模式下的电流等参数，这些参数反映了模块在不同工作状态下的功耗情况。

9.3 EVE3数字I/O引脚特性

如输出电压高、输出电压低、输入高电压、输入低电压等参数，确保了数字I/O引脚的正常工作。

9.4 电源规格

不同型号的EVE3模块在逻辑电流、TFT电源供应和TFT背光电流等方面有不同的要求和特性。

9.5 触摸感应特性

涉及触摸面板的驱动电阻、触摸检测阈值等参数，这些参数影响着触摸面板的性能。

10. 触摸面板特性

电阻式和电容式触摸面板在IC、触摸点数和硬度等方面有不同的特性。

11. 尺寸图和原理图

模块提供了详细的尺寸图和原理图，方便工程师进行设计和安装。

12. 联系方式

如果在使用过程中遇到问题或需要购买产品，可通过以下方式联系：

• 销售：电话403.229.2737，邮箱[e-mail]
• 支持：电话403.204.3750，邮箱[e-mail]
• 在线：购买网址www.matrixorbital.com，支持网址www.matrixorbital.ca

通过以上对EVE3 TFT模块的详细介绍，相信大家对该模块的性能、功能和使用方法有了更深入的了解。在实际设计中，工程师可以根据具体需求充分发挥该模块的优势，打造出更出色的产品。大家在使用EVE3 TFT模块时遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。