信息摘要

小屏产品要同时做触摸和语音提示，屏和喇叭都不算难处理，难的是这两样能不能装进同一颗主控里。WT2003B-40N 是一颗把 TFT 显示驱动和语音播放做在一起的芯片，内置功放和触摸通道，串口发指令就能控制画面和语音。本文按触摸、屏幕、语音、指令、升级、物料六块拆开，把能省的和省不掉的分别讲清楚，附屏幕支持规格和常用串口指令表。

一、这颗芯片解决的是什么问题

小家电和消费类小屏产品的常见做法是两颗芯片分工，一颗管屏，一颗管声音，中间靠串口或者 IO 握手。这样做的问题是外围器件多、PCB 面积大、两颗芯片之间还要处理播放和刷屏的时序关系。

WT2003B-40N 把这两件事做到一颗里了。它的功能代码 P001，在选型表中对应的能力是 TFT 屏显示驱动支持、串口升级支持、蓝牙不支持。

• ★ 内置 RISC-V 32 位处理器，典型工作频率 150MHz，带专用加速扩展指令

• ★ 集成 Class D 功放，0.5W 输出可直推 8 欧姆喇叭

• ★ 外设接口齐备，QSPI、SPI、UART、I2C、PWM 都有

• ★ 内置混响、啸叫抑制、语音变调三套音频算法

• ★ 串口控制屏显和语音，图片播放带五种显示模式和堆叠功能

• ★ 支持串口更新 Flash 中的图片、动图和视频内容

• ★ 两种休眠模式，保留内存时静态电流典型 4 微安，深度休眠典型 2 微安

规格书里给的目标场景是声控玩具、小型家用电器、电子烟、血氧仪这一类。共同点是屏不大、按键和触摸交互为主、要有声音反馈、整机成本压得紧。

二、先回答触摸，触摸屏和触摸按键是两件事

这是选型时最容易含糊过去的一处。说这颗芯片支持触摸，做触摸屏和做触摸按键，走的是两条完全不同的路。

触摸屏走外接驱动

规格书的电路设计参考里画得很清楚。一块 15 脚的触摸屏接到 FPC 座子，屏的 15 路感应电极信号先接到一颗触摸屏驱动芯片，再由驱动芯片引出四根线接回主控，两根 I2C 做通信，一根中断，一根复位，I2C 上还各挂了一只 10 千欧的上拉电阻。

做触摸屏的时候，那颗触摸驱动芯片是省不掉的，它不算在主控里。

这条路的好处是能直接用市面上的成品触摸屏模组，屏厂已经把驱动和屏做到一起，你只要在板上留一个 FPC 座和四根线。缺点是物料表上多一颗芯片，BOM 和 PCB 面积都要算进去。

触摸按键可以用芯片自己的通道

引脚描述表里 P00 到 P22 这一串引脚，每一根都复用出了 Touch 通道功能，编号从 Touch-CH0 一直到 Touch-CH22，合计 23 路。

这 23 路是给触摸按键、滑条这一类自绘电极的交互件准备的。做几个按键加一块显示区的产品，用这 23 路就能把外接触摸芯片省掉，省下的是一颗料和一圈走线，量级大概在 0.8 元到 1.5 元。

一个需要提前确认的点

规格书 V1.00 的功能介绍章节和串口命令表里，都没有这 23 路触摸通道的软件配置方式和相关指令，引脚表只列出了能力。所以方案阶段如果要走触摸按键这条低成本路线，建议先和我们的 FAE 确认通道的开放状态和配置方法，再决定是否把它写进硬件设计。

做触摸屏的产品不受这个影响，外接驱动的路径是完整的。

三、屏幕这一侧能接什么

屏的引脚是固定的

管脚分配表给出的 TFT 接口是这几根。

数据线不止两根。引脚描述里 D2 在 38 脚，D3 在 37 脚，四根数据线齐了就能跑 QSPI。只接 D0 一根就是 SPI 模式。

同步信号 TE 是给刷屏做节拍用的。串行和并行接口的屏在播放动图或快速刷新时容易出现画面撕裂，TE 让主控等屏这边给信号再开始下一帧，画质会稳一些。

屏幕支持规格

规格书里列了四款已经验证过的屏。

四款里三款走 QSPI，一款走 SPI，分辨率跨度从 240×296 到 410×502。

分辨率口径有两处对不上。规格书功能介绍里写的上限是 320×480 每秒 10 帧，屏幕支持表里列出的最高是 410×502。对外做方案按 320×480 十帧这个口径报比较稳，具体项目要用哪款屏，把屏的规格发给 FAE 对一遍再定。

为什么是 10 帧

一块 320×480 的屏，每像素按两字节算，单帧是 300KB，要跑 10 帧每秒，需要 3.07MB/s 的持续带宽。单线串行接口在 50MHz 时钟下的理论带宽是 6.25MB/s，够用，还留了一倍余量。

10 帧是接口带宽和成本权衡出来的定位，芯片算力还有富余。静态参数界面、图标切换、简单的动图，10 帧看起来是流畅的。要放连续动画或者视频，这个档位就不合适了，得往上升级到带图形处理器、支持视频编码的型号。

屏和背光这两块

参考设计里给了两个 15 脚的屏连接座，图纸上标的是兼容两种屏，意思是同一块板子换屏不用重新画板，这在小家电多型号共板的场景下省事。

背光这边给了两路正极和两路负极，各串 33 欧姆电阻，背光开关由 BLK 引脚经一颗 NPN 三极管控制，三极管基极串 1 千欧、下接 20 千欧。串口有一条专门的背光开关指令，可以直接用软件控制亮灭，做息屏省电不用额外加电路。

四、语音这一侧怎么用

播放和音量

音频播放通过串口指令触发，指令参数是两个字节的索引值，大端格式，索引从 1 开始算。音量设置是一字节参数，范围 0 到 31，共 32 级。

功放是内置的，Class D，0.5W 可推 8 欧姆喇叭。小功率喇叭可以直接挂在芯片的输出引脚上，不用外接功放芯片。如果项目要更大的音量，芯片还留有 DAC 输出引脚，可以外接模拟功放。

三套内置算法

规格书里列了混响、啸叫抑制、语音变调三个算法。

混响让提示音听起来不那么干。啸叫抑制解决的是喇叭声音被麦克风收回去形成正反馈的问题，这个在有麦克风的产品上不做处理会很明显。语音变调做的是把同一段录音变出不同音色，玩具类产品经常用它省录音条数。

麦克风输入

引脚表里列了 MICP 和 MICN 一组差分麦克风输入，另外还有 MIC_BIAS。硬件上留了拾音通道，具体开放到什么程度按项目问 FAE。

供电和功耗

供电范围的下限比常见做法低一些。

下限 2.1V 意味着单节锂电池可以直接供电，不用额外的升压或者降压电路。3.7V 是典型值，5.5V 的上限能覆盖两节干电池或者 USB 供电的场景。

芯片内部还有两路 LDO，一路输出 3.3V 给 IO 用，最大输出电流 150mA，一路输出 1.1V 给内核用。

休眠这边有两种模式，保留内存的时候静态电流典型 4 微安，深度休眠典型 2 微安。唤醒时间保留内存是 2.5 毫秒，深度休眠是 50 毫秒。做触摸唤醒或者按键唤醒的产品，用保留内存这一档，响应快而且功耗已经很低。

规格书的功能介绍章节写的是关机电流小于 5 微安、待机小于 100 微安，电气参数表里给的是 4 微安和 2 微安。两组数字口径不同，做功耗预算的时候建议按电气参数表取值，必要时和 FAE 再核一次。

五、串口这一层怎么发指令

帧格式

屏显和语音共用一条串口，3.3V TTL 电平，默认波特率 115200。数据格式是一位起始位、八位数据位、无奇偶校验、一位停止位。

一帧数据的结构是固定的，起始码 7E，接着是长度、拓展、代表位、命令码、参数、累加和校验，最后以 EF 收尾。长度字段算的是它自己加上后面拓展、代表、命令、参数、校验的总和，校验是这几段相加后的低八位。

下发每一条写命令之后，芯片会按同样的格式回一个结果码，00 表示执行成功，其余值分别对应参数越界、索引不存在、数据域有误这类具体原因。调试的时候看返回码比盲猜快得多。

常用指令

版本查询返回的字符串里带了程序发布日期、内部代码、功能代码和版本号四段信息，量产时把这个字符串记下来，后面排查问题能直接对上是哪一版程序。

显示模式

图片播放指令 D0 里有两个参数控制画面怎么切换。显示模式取值 0 到 4，分别对应直接刷新、新图自下而上、新图自上而下、图从右到左、图从左到右。推进速度取值 0 到 10，模式为 0 时这个参数无效，速度为 0 时沿用上一次的效果。

表情包的播放速度是 0 到 15，取值 0 的时候动图会退化成静态图片，这个细节在做省资源的产品时有用。

图标叠加和二维码

图标位置指令最多支持一个背景加 49 个图标。每个图标给三组参数，图标索引和它的左上顶点坐标，坐标以屏幕左上角为原点。背景可以是动图，但背景动图的速度不可调，默认是 8。

做叠图的时候有个细节容易踩。用转换工具处理图片时，图标要勾选透明，背景图要选不透明，这样背景的压缩率高，图标叠上去才是透的。这两项选反了，要么图标带个白框，要么背景文件大一圈。

二维码指令的参数里，字符串长度不能超过 199 字节。规格书里给了一个实测结论，长度 170 可以正常扫码识别，长度 180 就不行了。做二维码显示的时候，长度要按 170 以内来控制，别踩到 199 那个硬上限。

六、升级和量产

两种升级方式的区别

整体程序升级走一个合成文件，工具把转换好的资源打包成后缀为 wtui 的单个文件，文件不能大于 14M。这种方式是把原来存在的内容全部覆盖，升级完就是新的一整套。

图片视频升级是按编号替换。工具里可以改升级编号，把指定的 bin 文件替换到指定的编号位置上，也可以一次放多个按顺序逐个更新。有个限制要注意，升级的文件数量不能大于屏内已有的文件数量，编号也不能超过已有文件总数。

动画文件的顺序

工具使用说明里专门强调了这一条，动画类的 bin 文件必须排在升级文件的前面，所以文件命名要按顺序来，方便工具排序。规格书原文对这一条给的提醒是非常关键四个字，做量产包的时候值得写进作业指导书。

预留占位这个做法

工具里还有一个填充功能，作用是给后续可能新增的图片预留位置。比如规划了编号 1 到 16 放动图，实际只做了 1 到 10，想让以后新增的动图直接占用 11 到 16 这几个编号，就可以先用填充工具生成几个预估大小的 bin 文件去占住这几个编号，后续用图片视频升级功能替换掉就行。

这个做法在产品还在迭代、画面内容还会变的阶段很实用。规格书注明填充后的 bin 文件不会失去原有的显示效果。

图片格式支持 gif、png、jpg 三种，其中 gif 按动图处理。

只能串口升级

这一颗的升级方式是通过串口，不支持无线升级。选型时如果产品定义里有远程更新画面的需求，这颗芯片满足不了，要选带蓝牙或者 WiFi 的型号。规格书选型表里这一栏写得很明确，P001 的蓝牙是不支持的。

七、整机物料怎么算

省下来的部分

内置功放这一块，省的是外置功放芯片，量级大概 0.5 元到 1 元，另外还省掉功放周边那几个元件和对应的走线面积。

触摸按键这一块，23 路通道可以省掉一颗外接触摸芯片，量级大概 0.8 元到 1.5 元。

供电这一块，2.1V 到 5.5V 的输入范围让单节锂电池能直供，省的是升降压电路。

封装这一块，QFN40 的尺寸是 5 毫米见方，引脚间距 0.4 毫米，底部有一块 3.4 毫米见方的散热焊盘，整体厚度 0.75 毫米。这个尺寸的封装配合两路屏连接座，板子能做得很紧凑。

省不掉的部分

做触摸屏的产品，那颗触摸屏驱动芯片省不掉，前面讲过，参考设计里是外接的一颗，走 I2C 接入。

屏本身的背光和升压这部分也是要算的，参考设计里背光正负极各两路、各串 33 欧姆电阻，背光开关用一颗三极管加两个电阻。

资源存储这一块，引脚表里保留了一组 SPI 接口，片选、时钟、数据出、数据入四根，用于挂载外部存储。图片、动图和视频资源放在这里面，方案阶段按项目实际的资源量来配，规格书 V1.00 没有给容量上限。

区间参考

压成本的时候容易把注意力放在省外围器件上，但做触摸屏的产品不要动那个触摸驱动芯片，它省不掉，硬省的结果是触摸功能做不出来，回头改板代价更大。能压的是布局和外围元件的精简，参考设计里已经把该省的都省了一遍。

八、选型自检五问

把这颗芯片写进方案书之前，用这五个问题过一遍。

1. 触摸做的是触摸屏还是触摸按键。做屏的话外接触摸驱动要算进物料，做按键的话用 23 路通道，但软件配置方式需要先和 FAE 确认。

2. 屏的分辨率和接口是什么，是不是 QSPI。四款已验证的屏里三款是 QSPI，用 SPI 的话带宽余量要重新算一遍。

3. 界面里有没有连续动画或者视频。10 帧只够静态界面和简单动图，有连续动画需求就得升级型号。

4. 产品要不要无线升级。这一颗只支持串口升级，有远程更新画面的需求就要换带蓝牙或 WiFi 的型号。

5. 资源量有多大。图片、动图、视频的总量决定了外部存储的配置，方案阶段就要估出来，不要留到开发后期。

五个问题里前两个答不上来，硬件设计就先别定稿，这两项直接决定物料表和布板。