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
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-S3-RLCD-4.2 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/v9.3.0 | "离线安装" |
| SensorLib | 传感器库 | v0.3.1 | "离线/在线 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 的 Arduino/examples 目录中。
| 示例程序 | 基础例程说明 | 依赖库 |
|---|---|---|
| 01_WIFI_AP | 设置为 AP 模式，可获取接入设备的 IP 地址 | - |
| 02_WIFI_STA | 设置为 STA 模式，可接入 WiFi 获取 IP 地址 | - |
| 03_ADC_Test | 获取锂电池的电压值 | - |
| 04_I2C_PCF85063 | 打印 RTC 芯片的实时时间 | SensorLib |
| 05_I2C_SHTC3 | 打印温湿度传感器的数据 | - |
| 06_SD_Card | 加载显示 SD 卡的信息 | - |
| 07_Audio_Test | 扬声器播放麦克风录到的声音 | LVGL V8.3.11 |
| 08_LVGL_V8_Test | LVGLV8 例程 | LVGL V8.3.11 |
| 09_LVGL_V9_Test | LVGLV9 例程 | LVGL V9.3.0 |
01_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
01_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】
-
程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印输出的 ADC 的值和电压，如下图所示：
02_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
02_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：
03_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】
Adc_PortInit(void)：初始化 ADC1，包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3。float Adc_GetBatteryVoltage(int *data)：读取 ADC1 通道 3 的值，返回实际的电压值。uint8_t Adc_GetBatteryLevel(void)：返回电池的百分比。void Adc_LoopTask(void *arg)：创建一个 ADC 任务，该任务每隔 1 秒读取一次 ADC 的值并打印到串口。
【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 ADC 的值和电压，如下图所示：
04_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】
I2cMasterBus I2cbus(14,13,0); //I2C 总线初始化
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1000);
Serial.printf("rtc-example run \n");
Rtc_Setup(&I2cbus, 0x51); //初始化 RTC RTC 从机地址 0x51
Rtc_SetTime(2025, 9, 9, 20, 15, 30); //设置 RTC 时间
}
void loop() {
rtcTimeStruct_t rtcData;
Rtc_GetTime(&rtcData); //获取 RTC 实时时间
Serial.printf("%d/%d/%d %02d:%02d:%02d \n",
rtcData.year, rtcData.month, rtcData.day, rtcData.hour, rtcData.minute,
rtcData.second);
delay(1000);
}
【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：
05_I2C_SHTC3
【程序说明】
- 通过 I2C 协议，对 SHTC3 芯片进行初始化设置，然后每隔 1 秒读取的温湿度信息打印到终端。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
I2cMasterBus I2cbus(14,13,0);
Shtc3Port *shtc3port = NULL;
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1000);
Serial.printf("shtc3-example run \n");
shtc3port = new Shtc3Port(I2cbus); //初始化 SHTC3
}
void loop() {
float rh,temp;
shtc3port->Shtc3_ReadTempHumi(&temp,&rh); //获取温湿度数据
Serial.printf("RH:%.2f%%,Temp:%.2f° \n",rh,temp);
delay(1000);
}
【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：
06_SD_Card
【程序说明】
- 通过 SDMMC 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】
#define sdcard_write_Test
CustomSDPort *sdcardPort = NULL;
void setup()
{
Serial.begin(115200);
delay(2000);
sdcardPort = new CustomSDPort("/sdcard"); //初始化 SDMMC 驱动
}
uint32_t value = 1;
char sdcard_read[45] = {""};
char sdcard_write[45] = {""};
void loop()
{
#ifdef sdcard_write_Test //测试 SD 卡读写功能
snprintf(sdcard_write,45,"sdcard_writeTest : %ld \n",value);
sdcardPort->SDPort_WriteFile("/sdcard/writeTest.txt",sdcard_write,strlen(sdcard_write));
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
sdcardPort->SDPort_ReadFile("/sdcard/writeTest.txt",(uint8_t *)sdcard_read,NULL);
Serial.printf("read data:%s\n",sdcard_read);
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
value++;
#endif
}
【运行效果】
-
点击串口监控设备，可以看到输出的 SD 卡的信息，如下图所示：
07_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】
CodecPort_SetInfo("es8311 & es7210",1,16000,2,16)：设置 Codec 芯片的采样率、通道数、位深。CodecPort_SetSpeakerVol(100)：设置播放增益 100 。CodecPort_SetMicGain(35)：设置麦克风增益 35 。Codec_LoopTask(void *arg)：Codec 任务，实现录音、播放等功能。
【运行效果】
-
程序烧录完成后，如图：
提示- 双击 BOOT 按键即可进入录音模式，对着 MIC 说话，3 秒后自动结束
- 单击 BOOT 按键，播放刚刚录的声音
- 双击 KEY 按键，可以播放一段音乐
- 单击 KEY 按键，可以打断音乐播放
08_LVGL_V8_Test
【程序说明】
- 演示如何通过 LVGL V8 显示图片，帮助用户快速上手 LVGL V8 。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
/*创建一个 IMG1 控件*/
ui->screen_img_1 = lv_img_create(ui->screen);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_1, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);
lv_img_set_src(ui->screen_img_1, &_ein_alpha_400x300);
lv_img_set_pivot(ui->screen_img_1, 50,50);
lv_img_set_angle(ui->screen_img_1, 0);
lv_obj_set_pos(ui->screen_img_1, 0, 0);
lv_obj_set_size(ui->screen_img_1, 400, 300);
/*创建一个 IMG2 控件*/
ui->screen_img_2 = lv_img_create(ui->screen);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_2, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);
lv_img_set_src(ui->screen_img_2, &_2_alpha_400x300);
lv_img_set_pivot(ui->screen_img_2, 50,50);
lv_img_set_angle(ui->screen_img_2, 0);
lv_obj_set_pos(ui->screen_img_2, 0, 0);
lv_obj_set_size(ui->screen_img_2, 400, 300);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_2, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN);
【运行效果】
-
程序烧录完成后，间隔 1.5 秒交替显示，如图：
09_LVGL_V9_Test
【程序说明】
- 演示如何通过 LVGL V9 显示图片，帮助用户快速上手 LVGL V9。
【硬件连接】
- 使用 USB 线把板子接入电脑
【代码分析】
/*创建一个 IMG1 控件*/
ui->screen_img_1 = lv_image_create(ui->screen);
lv_obj_set_pos(ui->screen_img_1, 0, 0);
lv_obj_set_size(ui->screen_img_1, 400, 300);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_1, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);
lv_image_set_src(ui->screen_img_1, &_ein_RGB565A8_400x300);
lv_image_set_pivot(ui->screen_img_1, 50,50);
lv_image_set_rotation(ui->screen_img_1, 0);
/*创建一个 IMG2 控件*/
ui->screen_img_2 = lv_image_create(ui->screen);
lv_obj_set_pos(ui->screen_img_2, 0, 0);
lv_obj_set_size(ui->screen_img_2, 400, 300);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_2, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN);
lv_obj_add_flag(ui->screen_img_2, LV_OBJ_FLAG_CLICKABLE);
lv_image_set_src(ui->screen_img_2, &_2_RGB565A8_400x300);
lv_image_set_pivot(ui->screen_img_2, 50,50);
lv_image_set_rotation(ui->screen_img_2, 0);
【运行效果】
-
程序烧录完成后，间隔 1.5 秒交替显示，如图：
