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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

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

信息

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
版本兼容性说明

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_TestLVGLV8 例程LVGL V8.3.11
10_LVGL_V9_TestLVGLV9 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, &current_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】

  • 05_WIFI_AP.ino 文件找到 ssidpassword,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】

  • 06_WIFI_STA.ino 文件找到 ssid 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
    1. 长按 PWR 按键后松开按键,即可启动,启动之后屏幕会显示 "ON"
    2. 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
    1. 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
    2. 双击 PWR 按键,可以播放一段音乐
    3. 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: