はじめに

ESP32S3開発ボード向けの『170x320 1.9"TFTカラーLCD&SD-Card』ボードを設計したのでメモっておく。

SDカードソケットとプッシュスイッチも4つ搭載した。反面、TXD/RXDやUSB-/+を除き、ほぼすべてのGPIOを使用しているので、空きは、IO3, IO45, IO46, IO48だけとなっている。

特徴

LCDは、8ビットパラレル接続とSPI接続をプログラムにより選択可能
LCDのFFC（0.5mmピッチ30p）を直接ハンダ付できるパッドを有す（FFCコネクタも実装可）
microSDカードソケットは、カード挿入検出可能
スルーホールは約φ7.8mmと細くしているので、開発ボードのピンヘッダーに刺して抜けにくい

対象としている開発ボード

ESP32S3	左に示すピンアウトの並びであるESP32S3ボード（ボード幅は10ピンか11ピン幅）	ボード幅
	Espressif Systems ESP32-S3-DevKitC-1	11ピン幅
	VCC-GND YD-ESP32-S3	11ピン幅
	Booth@74th ESP32-S3 USB-C 開発ボードキット	10ピン幅

パーツ紹介

170x320 1.9インチ TFTカラー液晶ディスプレイ
0.5ミリピッチ30ピンFFCコネクタ
マイクロSDカードソケット
プッシュスイッチ x4

1) 170x320 1.9インチ TFTカラー液晶ディスプレイ

使用したLCDは〔AliExpress〕で購入

2) 0.5ミリピッチ30ピンFFCコネクタ

使用したFFCコネクタ〔マルツ〕で購入可能

30FLZ-SM2-TB-LF-SN
データシート

3) マイクロSDカードソケット

使用したマイクロSDカードソケットは〔aitendo〕で購入

DM3AT-SF-PEJM5
データシート

4) プッシュスイッチ

使用したプッシュスイッチは〔AliExpress〕で購入

3x4mmプッシュボタン

PCB

このPCBは、開発ボードの裏側に取り付ける想定で、11ピン幅の開発ボードと同じサイズで設計した。また、10ピン幅の開発ボードにも使用できるように10ピン幅と11ピン幅のスルーホールを併設。

PCBイメージ図

おもて	うら
LCD, スイッチx4	FFCコネクタ, SDカードソケット

出来上がったPCB

おもて	うら

実装後

おもて
うら

ピンソケットをハンダ付けする前の撮影を忘れた。

ESP32S3開発ボードに装着した様子

背の低いピンソケットを使えばもっと格好よくなるはず（手持ちに無かった）。取り外しの必要がないなら、ピンヘッダに直接ハンダ付けしてもよい。

ピンアサイン

ピンアサインは以下のとおり。

TFT LCD
SDカードソケット
プッシュスイッチ

1) TFT LCD

TFT LCDは8ビットパラレルおよびSPIの両方をサポート。

8ビットパラレルおよびSPI共通

TFT LCD	esp32s3 GPIO	メモ
VDD	15	TFT-LCD電源：0(Lo)でOFF / 1(Hi)でON （常時ONとするなら、3V3へワイヤジャンパ要）
IM1&IM2	16	8ビットパラレル接続 / SPI接続の選択 0(Lo)で8ビットパラレル接続 / 1(Hi)でSPI接続 /
BL	39	TFTバックライト(PWM制御可) （常時点灯とするなら、3V3へワイヤジャンパ要）
GND	GND

8ビットパラレル接続

TFT LCD	esp32s3 GPIO	仕様
IM1&IM2	16	0(Lo)とする
RES	17
CS	18
DC	8
WR	9
RD	10
SDA	11	0(Lo)とする
DB0	12
DB1	13
DB2	14
DB3	21
DB4	47
DB5	35
DB6	36
DB7	37
SDO	38

SPI接続

TFT LCD	esp32s3 GPIO	仕様
IM1&IM2	16	1(Hi)とする
CS	18	CS
DC	8	SCL
WR	9	DC
SDA	11	SDA

2) SDカードソケット

SPI接続のみ

SDカードソケット	esp32s3 GPIO	仕様
DAT3/CD	40	CS
CMD	41	MOSI
VSS	GND
VDD	3V3
CLK	42	SCK
DAT0	2	MISO
DAT1	-	オープン
DAT2	-	オープン
DET_A	GND
DET_B	1	pull_up指定する Hi：SDカード未挿入 Lo：SDカード挿入済

3) プッシュスイッチ

プッシュスイッチ	esp32s3 GPIO	仕様
SW1	7	pull_up指定する Lo：プッシュ状態
SW2	6	〃
SW3	5	〃
SW4	4	〃

ソフトウェア

環境＼ hardware	ESP-IDF 環境	Arduino 環境	MicroPython	CircuitPython
TFT LCD $^{(8ビットパラレル接続)}$	○	◎ （TFT_eSPI / LovyanGFX）	×	×
TFT LCD $^{(SPI接続)}$	○	◎ （LovyanGFX）	○	◎ （adafruit_st7789）
SDカードアクセス	○	◎	◎	○
プッシュスイッチ	○	◎	◎	◎

<凡例> ◎：使用可（確認済み）　○：使用可（未確認）　×：使用不可

早く MicroPython / CircuitPython でパラレル接続をサポートしてもらいたい。

以上