Arduino 开发
本章节包含以下部分,请按需阅读:
Arduino 入门教程
初次接触 Arduino ESP32 开发,想要快速上手?我们为您准备了一套通用的 入门教程。
- 第0节 认识 ESP32
- 第1节 安装和配置 Arduino IDE
- 第2节 Arduino 基础知识
- 第3节 数字输出/输入
- 第4节 模拟输入
- 第5节 脉冲宽度调制 (PWM)
- 第6节 串行通信 (UART)
- 第7节 I2C 通信
- 第8节 SPI 通信
- 第9节 Wi-Fi 基础用法
- 第10节 网页服务器
- 第11节 蓝牙 (Bluetooth)
- 第12节 LVGL 图形界面开发
- 第13节 综合项目
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。
配置开发环境
1. 安装和配置 Arduino IDE
对于 ESP32-C6-ePaper-1.54 开发板,Arduino IDE 需要安装 arduino-esp32 v3.3.0 以上版本。
请参考 安装和配置 Arduino IDE 教程 下载安装 Arduino IDE 并添加 ESP32 支持。
2. 安装库
- 在安装 Arduino 库时,通常有两种方式可供选择:在线安装 和 离线安装。若库安装要求离线安装,则必须使用提供的库文件。
- 对于大多数库,用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而,一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中,因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下,用户只能通过离线方式手动安装这些库。
- 可从 该处 下载 ESP32-C6-ePaper-1.54 开发板的示例程序包。包内的 Arduino\libraries 目录已包含本教程所需的全部库文件。
| 库或文件名称 | 说明 | 版本 | 安装方式 |
|---|---|---|---|
| LVGL | 图形库 | v8.3.11/v9.5.0 | "离线"安装 |
LVGL 及其驱动库的版本之间存在较强的依赖关系。例如,为 LVGL v8 编写的驱动可能不兼容 LVGL v9。为确保示例能够稳定复现,推荐使用上表列出的特定版本。混合使用不同版本的库可能导致编译失败或运行时异常。
3. Arduino 工程参数设置

示例程序
Arduino 示例程序位于 示例程序包 的 Arduino/examples 目录中。
| 示例程序 | 基础例程说明 | 依赖库 |
|---|---|---|
| 01_ADC_Test | 获取锂电池的电压值 | - |
| 02_I2C_PCF85063 | 打印 RTC 芯片的实时时间 | - |
| 03_I2C_STHC3 | 获取温湿度传感器的数据 | - |
| 04_SD_Card | 加载显示 SD 卡的信息 | - |
| 05_WIFI_AP | 设置为 AP 模式,可获取接入设备的 IP 地址 | - |
| 06_WIFI_STA | 设置为 STA 模式,可接入 WiFi 获取 IP 地址 | - |
| 07_BATT_PWR_Test | 单独使用锂电池供电时,通过 PWR 按键控制电源 | LVGL V9.5.0 |
| 08_Audio_Test | 扬声器播放麦克风录到的声音 | LVGL V9.5.0 |
| 09_LVGL_V8_Test | LVGLV8 例程 | LVGL V8.3.11 |
| 10_LVGL_V9_Test | LVGLV9 例程 | LVGL V9.5.0 |
01_ADC_Test
【程序说明】
- 通过 GPIO 连接的模拟量电压经过 ADC 转换成数字量,然后通过计算得到实际的锂电池电压,并打印到终端。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
BoardAdc_Init(); //初始化 ADC
xTaskCreatePinnedToCore(Adc_LoopTask, "Adc_LoopTask", 4 * 1024, NULL, 4, NULL, 0); // Adc测试任务创建
【运行效果】
-
程序编译下载完成,打开串口监控可以看到打印输出的电压和电池容量,如下图所示:

02_I2C_PCF85063
【程序说明】
- 通过 I2C 协议,分别对 PCF85063 芯片进行初始化、设置时间、间隔读取时间,然后打印到终端。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
pcf85063a_init(&pcf85063, i2c_bus->Get_I2cBusHandle(), PCF85063A_ADDRESS); //初始化 rtc 芯片
pcf85063a_set_time_date(&pcf85063, datatime); //设置时间
pcf85063a_get_time_date(&pcf85063, ¤t_time); //获取时间
【运行效果】
-
程序编译下载完成,打开串口监控可以看到打印输出的 RTC 时间,如下图所示:
03_I2C_STHC3
【程序说明】
- 通过 I2C 协议,分别对 STHC3 芯片进行初始化、读取温湿度数据,然后打印到终端。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
Shtc3_Init(i2c_bus); //初始化温湿度传感器
Shtc3_ReadTempHumi(&t,&h);//从传感器获取温湿度
【运行效果】
-
打开串口监控,可以看到打印输出的温湿度数据,如下图所示:

04_SD_Card
【程序说明】
- 通过 SDSPI 方式驱动 SD 卡,成功挂载之后把 SD 卡信息打印到终端。
【硬件连接】
- 上电之前先给板子装上 FatFs 格式的 SD 卡
【代码分析】
sdcardinitflag = Sdcard_Init(); //初始化sdcard
Sdcard_WriteFile("/sdcard/sdcard.txt",sdcard_test1); //写数据到sdcard
Sdcard_ReadFile("/sdcard/sdcard.txt",sdcard_test2,NULL);//从sdcard读取数据
【运行效果】
-
点击串口监控设备,可以看到输出 sdcard 的信息和读写测试,如图:

05_WIFI_AP
【程序说明】
- 该示例可将开发板设置为热点,允许手机或其他处于 STA 模式的设备连接到开发板。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
-
在
05_WIFI_AP.ino文件找到ssid和password,然后手机或其他处于 STA 模式的设备即可使用该 ssid 和 password 连接到开发板。const char *ssid = "ESP32_AP";const char *password = "12345678";
【运行效果】
-
烧录完程序,打开串口终端,如果设备连接热点成功之后,会输出该设备的 MAC 地址,如图:

06_WIFI_STA
【程序说明】
- 该示例可将开发板配置为 STA 设备,以连接路由器,从而接入系统网络。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
-
在
06_WIFI_STA.ino文件找到ssid和password,然后将其修改为当前环境中可用路由器的 SSID 和 Password。const char *ssid = "you_ssid";const char *password = "you_password";
【运行效果】
-
烧录完程序,打开串口终端,如果设备连接成功热点之后,会输出所获取的 IP 地址,如图:

07_BATT_PWR_Test
【程序说明】
- 使用锂电池供电的情况下,演示如何通过 PWR 按键控制系统的电源。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
i2c_bus = I2cMasterBus::requestInstance(ESP32_I2C_SCL_PIN, ESP32_I2C_SDA_PIN, ESP32_I2C_DEV_NUM); //I2C 初始化
assert(i2c_bus);
ESP_ERROR_CHECK(esp_io_expander_new_i2c_tca9554(i2c_bus->Get_I2cBusHandle(), ESP_IO_EXPANDER_I2C_TCA9554_ADDRESS_000, &io_expander));//扩展IO 初始化
ESP_ERROR_CHECK(esp_io_expander_set_dir(io_expander, IO_EXPANDER_PIN_NUM_0 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_1 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_5, IO_EXPANDER_OUTPUT));
ESP_ERROR_CHECK(esp_io_expander_set_level(io_expander, IO_EXPANDER_PIN_NUM_0 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_1 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_5, 1));
InitializeButtons(); //按键事件初始化
PortLvgl_Start_Init();//LVGL初始化
xTaskCreatePinnedToCore(Button_LoopTask, "Button_LoopTask", 4 * 1024, NULL, 4, NULL, 0);//配合软件实现锂电池开关
【运行效果】
-
程序烧录完成后,断开 USB 供电,接入锂电池,通过长按 PWR 按键进行开机,如图:
提示- 长按 PWR 按键后松开按键,即可启动,启动之后屏幕会显示 "ON"
- 再次长按 PWR 按键,等待屏幕显示 "OFF" ,表示电源关闭成功,松开按键即可
08_Audio_Test
【程序说明】
- 演示如何获取麦克风的数据,然后再通过扬声器播放。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
PortLvgl_Start_Init(); //初始化屏幕
InitializeButtons(); //初始化按键事件
Lvgl_PortInit(Lvgl_flush_cb); //初始化 LVGL 接口
Codec_StartInit(); //初始化音频 IC
ESP_ERROR_CHECK(esp_io_expander_set_dir(io_expander, IO_EXPANDER_PIN_NUM_0 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_1 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_3, IO_EXPANDER_OUTPUT));
ESP_ERROR_CHECK(esp_io_expander_set_level(io_expander, IO_EXPANDER_PIN_NUM_0 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_1 | IO_EXPANDER_PIN_NUM_3, 1)); //EXIO3 打开功放
【运行效果】
-
程序烧录完成后,如图:
提示- 单击 BOOT 按键即可进行录音,对着 MIC 说话,2 秒后自动播放录音
- 双击 PWR 按键,可以播放一段音乐
- 单击 PWR 按键,可以打断音乐播放
09_LVGL_V8_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V8,帮助用户快速实现 UI 界面设计。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
PortLvgl_Start_Init(); //初始化屏幕
Lvgl_PortInit(Lvgl_flush_cb); //初始化LVGL8
xTaskCreatePinnedToCore(Lvgl_LoopTask, "Lvgl_LoopTask", 4 * 1024, NULL, 4, NULL,0); //LVGL 测试任务
【运行效果】
-
程序烧录完成后,设备的运行效果如下:
10_LVGL_V9_Test
【程序说明】
- 通过移植LVGL V9,帮助用户快速实现 UI 界面设计。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
PortLvgl_Start_Init(); //初始化屏幕
Lvgl_PortInit(Lvgl_flush_cb); //初始化LVGL9
xTaskCreatePinnedToCore(Lvgl_LoopTask, "Lvgl_LoopTask", 4 * 1024, NULL, 4, NULL,0); //LVGL 测试任务
【运行效果】
-
程序烧录完成后,设备的运行效果如下:
