ESP-IDF 开发

本章节包含以下内容，请按需阅读：

ESP-IDF 入门教程
配置 ESP-IDF 开发环境
烧录程序
示例程序

ESP-IDF 入门教程

初次接触 ESP32 ESP-IDF 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的 入门教程。

请注意：该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例，所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前，建议您对照手中的开发板引脚图，确认引脚配置无误。

配置 ESP-IDF 开发环境

信息

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 示例工程需要 ESP-IDF v5.3 或更新版本。

备注

以下内容以 Windows 系统为例，使用 VS Code + ESP-IDF 扩展 的方式进行开发。Mac/Linux 用户请参考 官方说明。

版本选择

此部分图示以安装 ESP-IDF V5.5.2 为例示范，安装时请选用与您开发板示例匹配的 ESP-IDF 版本。

安装 ESP-IDF 开发环境

前往 ESP-IDF Installation Manager 下载 ESP-IDF 安装管理器。这是乐鑫最新推出的跨平台安装工具，下文将演示如何使用其离线安装功能。

在页面中点击 Offline Installer 标签，然后在筛选栏中选择 Windows 操作系统和你需要的 ESP-IDF 版本（图示仅为参考，请以实际为准）。

确认选择无误后，点击下载按钮。浏览器将自动同时下载两个文件：一个是 ESP-IDF 离线整合包(.zst)，另一个是 ESP-IDF 安装器(.exe)。

请耐心等待两个文件下载完成。
下载完成后，双击运行 ESP-IDF 安装器(eim-gui-windows-x64.exe)。

启动后，可在右上角将界面语言切换为中文。

安装工具会自动检测同一目录下是否存在离线整合包。点击 从存档安装。

接下来，选择安装路径。建议使用默认路径；若需自定义，请确保路径中不包含中文或空格。确认无误后，点击 开始安装。
当看到如下界面时，表示 ESP-IDF 已安装成功。
建议同时安装驱动程序。点击 完成安装，然后点击 安装驱动程序。

安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展

下载并安装 Visual Studio Code。
安装时建议勾选 通过 Code 打开操作添加到 Windows 资源管理器文件上下文菜单,以便快速打开项目文件夹。
在 VS Code 中,点击侧边活动栏中的扩展图标(或使用快捷键 Ctrl + Shift + X)打开扩展视图。
在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。
当 ESP-IDF 扩展版本 ≥ 2.0 时,扩展会自动检测并识别上述步骤中安装的 ESP-IDF 环境,无需手动配置。

注意

若安装失败或需重装，可尝试删除 C:\Users\%Username%\esp 与 C:\Users\%Username%\.espressif 后重试。

编译和烧录

进入 ESP-IDF 示例工程目录后执行：

cd example/esp-idf
idf.py build flash monitor

如果需要指定串口，请将 COMx 替换为实际串口号，例如 COM5：

idf.py -p COMx build flash monitor

示例程序

ESP-IDF 示例位于工程的 example/esp-idf/main/examples 目录，工程入口为 example/esp-idf/main/main.c。同一时间只保留一个示例或应用宏为 1，其他宏保持为 0。

#define EXAMPLE_RGB_TEST            1
#define EXAMPLE_MIC_SPEAKER_TEST    0
#define EXAMPLE_IMU_TEST            0
#define EXAMPLE_BAT_TEST            0
#define EXAMPLE_RTC_TEST            0
#define EXAMPLE_LVGL_DEMO_TEST      0
#define EXAMPLE_Brookesia_TEST      0

#define APPS_WIFI_Connect           0
#define APPS_Clock                  0
#define APPS_Honeycomb_Demo         0

默认配置运行 RGB 刷色测试。如需运行其他示例，将目标示例对应宏改为 1，并将其他宏改为 0。

示例程序	基础例程说明
01_RGB_Test	屏幕刷色测试
02_Mic_Speaker_Test	麦克风与扬声器测试
03_IMU_Test	IMU 测试
04_Bat_Test	电池检测测试
05_RTC_Test	RTC 测试
06_LVGL_Demo_Test	LVGL 示例测试
07_Brookesia_Test	Brookesia 示例测试
08_WIFI_Connect	Wi-Fi 配网应用
09_Clock_Display	时钟显示应用
10_Honeycomb_Demo	蜂窝图标交互演示

01_RGB_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

RGB 刷色测试代码

void rgb_test_run(void)
{
    static const uint16_t colors[] = { RGB565_RED, RGB565_GREEN, RGB565_BLUE };
    static const char *color_names[] = { "red", "green", "blue" };
    bsp_display_cfg_t display_cfg = {0};
    esp_lcd_panel_handle_t panel = NULL;
    uint16_t *draw_buffer = NULL;
    size_t color_index = 0;

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_new(&display_cfg, &panel, NULL));
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_init());
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));

    draw_buffer = heap_caps_malloc(BSP_LCD_H_RES * RGB_TEST_BLOCK_LINES * sizeof(uint16_t), MALLOC_CAP_DMA);

    while (true) {
        ESP_LOGI(TAG, "show color: %s", color_names[color_index]);
        rgb_test_draw_color(panel, draw_buffer, colors[color_index]);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(RGB_TEST_DELAY_MS));

        color_index++;
        if (color_index >= (sizeof(colors) / sizeof(colors[0]))) {
            color_index = 0;
        }
    }
}

代码解释

bsp_display_new(&display_cfg, &panel, NULL)：初始化 LCD 面板，返回 panel 句柄。
bsp_display_brightness_init() / bsp_display_brightness_set(100)：初始化并设置背光亮度为 100%。
heap_caps_malloc(..., MALLOC_CAP_DMA)：分配 DMA 兼容的绘制缓冲区，用于批量像素传输。
rgb_test_draw_color(panel, draw_buffer, colors[color_index])：将指定颜色按 20 行分块写入 LCD，逐块刷新整屏。
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(RGB_TEST_DELAY_MS))：每种颜色停留 1 秒。

运行效果

屏幕依次显示红、绿、蓝三种颜色，每种停留 1 秒后切换。
串口每秒输出一次当前颜色名称。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 01 RGB

02_Mic_Speaker_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

麦克风回环播放代码

void mic_speaker_test_run(void)
{
    uint8_t audio_buffer[MIC_SPEAKER_TEST_FRAME_BYTES];
    esp_codec_dev_handle_t speaker = NULL;
    esp_codec_dev_handle_t microphone = NULL;
    esp_codec_dev_sample_info_t codec_fs = {
        .sample_rate = BSP_AUDIO_OUTPUT_SAMPLE_RATE_HZ,
        .bits_per_sample = 16,
        .channel = 1,
    };

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_audio_init(NULL));

    speaker = bsp_audio_codec_speaker_init();
    microphone = bsp_audio_codec_microphone_init();

    ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_open(speaker, &codec_fs));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_set_out_vol(speaker, MIC_SPEAKER_TEST_VOLUME));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_set_in_gain(microphone, MIC_SPEAKER_TEST_GAIN));

    ESP_LOGI(TAG, "microphone loopback to speaker");

    while (true) {
        ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_read(microphone, audio_buffer, sizeof(audio_buffer)));
        ESP_ERROR_CHECK(esp_codec_dev_write(speaker, audio_buffer, sizeof(audio_buffer)));
    }
}

代码解释

bsp_audio_init(NULL)：初始化 I2S 总线和 ES8311 编解码器。
bsp_audio_codec_speaker_init() / bsp_audio_codec_microphone_init()：分别初始化扬声器和麦克风编解码设备。
esp_codec_dev_open(speaker, &codec_fs)：以 16bit 单声道格式打开扬声器设备。
esp_codec_dev_set_out_vol(speaker, 70)：设置扬声器音量为 70。
esp_codec_dev_set_in_gain(microphone, 18)：设置麦克风增益为 18dB。
esp_codec_dev_read(...) / esp_codec_dev_write(...)：从麦克风读取 1024 字节数据并写入扬声器，实现实时回环。

运行效果

串口输出 microphone loopback to speaker。
对着麦克风说话，可从扬声器实时听到回放声音。

03_IMU_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

QMI8658 数据读取代码

void imu_test_run(void)
{
    qmi8658_data_t data = {0};

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_i2c_init());
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_qmi8658_init());

    while (true) {
        ESP_ERROR_CHECK(bsp_qmi8658_get_data(&data));
        ESP_LOGI(TAG, "accel: %.2f %.2f %.2f m/s2", data.accelX, data.accelY, data.accelZ);
        ESP_LOGI(TAG, "gyro: %.2f %.2f %.2f rad/s", data.gyroX, data.gyroY, data.gyroZ);
        ESP_LOGI(TAG, "temp: %.2f C", data.temperature);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(IMU_TEST_DELAY_MS));
    }
}

代码解释

bsp_i2c_init()：初始化 I2C 总线（SDA=GPIO8，SCL=GPIO9，400kHz）。
bsp_qmi8658_init()：初始化 QMI8658 六轴传感器，I2C 地址 0x6B。
bsp_qmi8658_get_data(&data)：读取加速度、陀螺仪和温度数据到 qmi8658_data_t 结构体。
ESP_LOGI(TAG, ...)：通过串口输出加速度（m/s²）、陀螺仪（rad/s）和温度（℃）数据。
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(IMU_TEST_DELAY_MS))：按宏设定的间隔读取一次数据。

运行效果

串口每 500ms 输出一行加速度、陀螺仪和温度数据。
轻微倾斜或转动开发板时，数据会随姿态变化。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 03 IMU

04_Bat_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。
连接锂电池到开发板。

代码分析

电池信息读取与显示代码

void bat_test_run(uint16_t battery_capacity_mah)
{
    bsp_bat_info_t bat_info = {0};
    lv_display_t *display = NULL;
    lv_obj_t *label = NULL;

    display = bsp_display_start();
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_bat_init(battery_capacity_mah));

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));
    label = lv_label_create(lv_screen_active());
    lv_obj_align(label, LV_ALIGN_TOP_LEFT, 10, 10);
    bsp_display_unlock();

    while (true) {
        ret = bsp_get_bat_info(&bat_info);
        if (ret != ESP_OK) {
            ESP_LOGW(TAG, "battery info update failed: %s", esp_err_to_name(ret));
            continue;
        }

        battery_state = (bat_info.ma > 0) ? "Charging" : ((bat_info.ma < 0) ? "Discharging" : "Idle");

        ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));
        lv_label_set_text_fmt(label,
            "Battery Test\n"
            "State: %s\n"
            "Voltage: %u mV\n"
            "Current: %d mA\n"
            "SOC: %u %%\n"
            "Temp: %u C\n"
            "Capacity: %u mAh\n"
            "%s",
            battery_state,
            bat_info.mv,
            bat_info.ma,
            bat_info.soc,
            bat_info.tc,
            battery_capacity_mah,
            battery_note);
        bsp_display_unlock();

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(BAT_TEST_DELAY_MS));
    }
}

代码解释

bsp_display_start()：启动 LVGL 显示。
bsp_bat_init(battery_capacity_mah)：初始化 BQ27220 电量计，设置电池容量（入口参数传入，默认 1000mAh）。
bsp_get_bat_info(&bat_info)：读取电池信息（电压/电流/SOC/温度/容量等）。
bsp_display_lock(0) / bsp_display_unlock()：获取/释放 LVGL 互斥锁，确保 UI 操作线程安全。
lv_label_set_text_fmt(label, ...)：格式化并更新电池信息标签，包含状态、电压、电流、SOC、温度和容量。

运行效果

屏幕显示电池状态信息：状态（Charging/Discharging/Idle）、电压（mV）、电流（mA）、SOC（%）、温度（℃）、容量（mAh）。
串口同步输出电池数据。
接入电池后，电流不为 0 时状态为 Charging 或 Discharging；未接电池或充满时状态为 Idle。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 04 Battery

05_RTC_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

RTC 初始化与时间读取代码

void rtc_test_run(void)
{
    char datetime_str[32];
    pcf85063a_datetime_t time = {
        .year = 2026,
        .month = 1,
        .day = 1,
        .dotw = 4,
        .hour = 12,
        .min = 0,
        .sec = 0,
    };

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_rtc_init());
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_set_rtc_time_date(time));

    while (true) {
        ESP_ERROR_CHECK(bsp_get_rtc_time_date(&time));
        ESP_ERROR_CHECK(bsp_datetime_to_str(datetime_str, sizeof(datetime_str), time));
        ESP_LOGI(TAG, "rtc time: %s", datetime_str);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(RTC_TEST_DELAY_MS));
    }
}

代码解释

bsp_rtc_init()：初始化 PCF85063A RTC 芯片。
bsp_set_rtc_time_date(time)：设置 RTC 初始时间（示例中设为 2026-01-01 12:00:00）。
bsp_get_rtc_time_date(&time)：从 RTC 读取当前时间到 pcf85063a_datetime_t 结构体。
bsp_datetime_to_str(datetime_str, ...)：将时间结构体转换为字符串，便于输出显示。
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(RTC_TEST_DELAY_MS))：按宏设定的间隔读取一次时间。

运行效果

串口每秒输出一次 rtc time: YYYY-MM-DD HH:MM:SS 格式的时间。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 05 RTC

06_LVGL_Demo_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

LVGL Widgets Demo 代码

void lvgl_test_run(void)
{
    lv_display_t *display = NULL;

    display = bsp_display_start();
    ESP_ERROR_CHECK(display ? ESP_OK : ESP_FAIL);
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));

    /* Running Widgets Demo */
    lv_demo_widgets();
    bsp_display_unlock();

    ESP_LOGI(TAG, "LVGL demo started");

    while (true) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(LVGL_TEST_DELAY_MS));
    }
}

代码解释

bsp_display_start()：启动 LVGL 显示，初始化 LCD 面板和 LVGL 核心。
bsp_display_brightness_set(100)：设置背光亮度为 100%。
bsp_display_lock(0) / bsp_display_unlock()：获取/释放 LVGL 互斥锁，确保 UI 操作线程安全。
lv_demo_widgets()：启动 LVGL Widgets 演示，展示按钮、滑块、开关、图表等常用控件。

运行效果

屏幕显示 LVGL Widgets 演示界面，包含按钮、滑块、开关、图表等控件。
可通过触摸屏与界面控件进行交互。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 06 LVGL Demo

07_Brookesia_Test

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

Brookesia Phone 初始化代码

bool init_phone_system(void)
{
    ESP_Brookesia_PhoneStylesheet_t *stylesheet = nullptr;

    bsp_display_lock(0);

    phone = new (std::nothrow) ESP_Brookesia_Phone(display);
    stylesheet = new (std::nothrow) ESP_Brookesia_PhoneStylesheet_t(ESP_BROOKESIA_PHONE_DEFAULT_DARK_STYLESHEET());

    stylesheet->core.manager.flags.enable_app_save_snapshot = 0;
    stylesheet->core.manager.app.max_running_num = 1;
    stylesheet->home.flags.enable_recents_screen = 0;

    phone->addStylesheet(stylesheet);
    phone->activateStylesheet(stylesheet);
    phone->setTouchDevice(bsp_display_get_input_dev());

    phone->registerLvLockCallback(phone_lvgl_lock, 0);
    phone->registerLvUnlockCallback(phone_lvgl_unlock);

    phone->begin();
    phone->installApp(&minimal_app);

    bsp_display_unlock();
    return true;
}

代码解释

ESP_Brookesia_Phone(display)：创建 Brookesia Phone 实例，绑定 LVGL 显示。
ESP_Brookesia_PhoneStylesheet_t(...)：使用默认深色主题样式表。
phone->addStylesheet(stylesheet) / phone->activateStylesheet(stylesheet)：添加并激活样式表。
phone->setTouchDevice(bsp_display_get_input_dev())：设置触摸输入设备。
phone->registerLvLockCallback(...) / phone->registerLvUnlockCallback(...)：注册 LVGL 锁回调，确保线程安全。
phone->begin()：启动 Phone 界面框架。
phone->installApp(&minimal_app)：安装最小化示例应用（显示 "Hello Brookesia" 文本）。

运行效果

屏幕显示 Brookesia Phone 界面，包含状态栏和应用启动器。
可点击应用图标进入 "Hello Brookesia Minimal App" 页面。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 07 Brookesia

08_WIFI_Connect

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

Wi-Fi AP 与 Captive Portal 代码

void wifi_connect_test_run(void)
{
    lv_display_t *display = NULL;

    wifi_connect_init_stack();
    wifi_connect_start_network();

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_set_partial_mode(true, 40));

    display = bsp_display_start();
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));
    wifi_connect_create_screen();
    bsp_display_unlock();

    while (true) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(WIFI_CONNECT_IDLE_MS));
    }
}

代码解释

wifi_connect_init_stack()：初始化 NVS、网络接口和默认事件循环。
wifi_connect_start_network()：创建 AP（SSID 基于 MAC 地址），启动 HTTP 服务器和 DNS 服务器，实现 Captive Portal。
bsp_display_set_partial_mode(true, 40)：设置 LVGL 局部刷新模式，降低显存占用。
wifi_connect_create_screen()：创建包含二维码和状态栏的配网页面，二维码包含 AP 的 SSID 和密码。
用户手机连接 AP 后，自动弹出配网页面，输入家庭 Wi-Fi 信息后设备自动连接。

运行效果

屏幕显示二维码和 AP 信息，手机扫码连接 AP 后自动弹出配网页面。
在配网页面输入家庭 Wi-Fi SSID 和密码，设备自动连接 Wi-Fi 并在屏幕显示连接状态和 IP 地址。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 08 WiFi Connect

09_Clock_Display

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

时钟应用初始化代码

void clock_test_run(void)
{
    lv_display_t *display = NULL;

    ESP_ERROR_CHECK(bsp_i2c_init());
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_rtc_init());
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_set_partial_mode(true, 40));

    display = bsp_display_start();
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));
    clock_app_create_screen();
    bsp_display_unlock();

    while (true) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(CLOCK_APP_IDLE_MS));
    }
}

代码解释

bsp_i2c_init() / bsp_rtc_init()：初始化 I2C 总线和 PCF85063A RTC，为时钟提供时间源。
bsp_display_set_partial_mode(true, 40)：设置 LVGL 局部刷新模式，降低显存占用。
bsp_display_start()：启动 LVGL 显示。
bsp_display_brightness_set(100)：设置背光亮度为 100%。
bsp_display_lock(0) / bsp_display_unlock()：获取/释放 LVGL 互斥锁，确保 UI 操作线程安全。
clock_app_create_screen()：创建时钟界面，加载 Classic 表盘并启动定时器刷新指针位置。
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(CLOCK_APP_IDLE_MS))：按宏设定的间隔进入空闲等待。

运行效果

屏幕显示模拟时钟表盘，时针、分针、秒针随 RTC 时间实时移动。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 09 Clock

10_Honeycomb_Demo

硬件连接

使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

蜂窝图标布局代码

void honeycomb_demo_run(void)
{
    lv_display_t *display = NULL;

    display = bsp_display_start();
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_brightness_set(100));
    ESP_ERROR_CHECK(bsp_display_lock(0));
    honeycomb_demo_create_screen();
    bsp_display_unlock();

    while (true) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}

static void honeycomb_demo_drag_event_cb(lv_event_t *event)
{
    lv_indev_t *indev = lv_indev_active();
    lv_point_t vector = {0};

    lv_indev_get_vect(indev, &vector);
    honeycomb_offset.x += vector.x;
    honeycomb_offset.y += vector.y;
    honeycomb_demo_refresh_layout();
}

代码解释

bsp_display_start()：启动 LVGL 显示。
honeycomb_demo_create_screen()：创建蜂窝布局界面，生成 25 个圆形图标，按 5 列蜂窝阵排列。
honeycomb_demo_drag_event_cb(...)：触摸拖拽回调，根据手指滑动偏移量更新图标位置。
honeycomb_demo_refresh_layout()：刷新图标布局，根据图标到屏幕中心的距离计算缩放比例，越靠近中心图标越大。
honeycomb_demo_calculate_scale(distance)：基于距离的二次方衰减计算图标缩放值，实现鱼眼放大效果。

运行效果

屏幕显示蜂窝状排列的彩色圆形图标，中心图标放大，边缘图标缩小。
手指拖拽可平移图标阵列，图标随位置动态缩放，呈现鱼眼交互效果。

ESP32-C5-Touch-LCD-1.69 IDF 10 Honeycomb

文档反馈

ESP-IDF 入门教程​

配置 ESP-IDF 开发环境​

安装 ESP-IDF 开发环境​

安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展​

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示例程序​

01_RGB_Test​

硬件连接​

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02_Mic_Speaker_Test​

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