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ESP-IDF 开发

本章节包含以下内容，请按需阅读：

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。

配置开发环境​

备注

以下环境设置适用于 Windows 10/11 系统，Mac/Linux 用户请参考 官方说明

  1. 下载并安装 Visual Studio Code。

  2. 在 VS Code 中，通过点击 VS Code 侧边活动栏中的 扩展图标 或使用快捷键（Ctrl+Shift+X）来打开 扩展 视图。然后，搜索 ESP-IDF 扩展并安装。

    在 VS Code 中搜索并安装 ESP-IDF 扩展

  3. 安装扩展后，VS Code 左侧活动栏中会出现 Espressif 图标 图标，点击该图标可查看 ESP-IDF 扩展的基本命令列表，在 Advanced 中选择 配置 ESP-IDF 扩展。

    选择“配置 ESP-IDF 拓展”

  4. 选择 Express 进入快速配置模式：

    选择快速配置模式

  5. 根据需要修改以下选项。

    • 选择下载服务器：
      • Espressif：使用乐鑫中国服务器，下载速度更快。
      • Github：使用 GitHub 官方发布链接。
    • ESP-IDF 版本：通常根据开发板要求选择对应版本，如无特殊要求建议使用最新的正式版本。对于 ESP32-S3-Touch-AMOLED-1.75C ，建议 Espressif IDF 版本 ≥ v5.5.0。
    • ESP-IDF 容器安装地址：建议使用默认地址，或使用纯英文路径且路径中不包含空格。
    • ESP-IDF 所需的工具安装地址：建议使用默认地址，或使用纯英文路径且路径中不包含空格。

    ESP-IDF 拓展快速配置模式选项

  6. 点击 Install 开始安装。你将看到一个显示安装进度的页面，包括 ESP-IDF 下载、ESP-IDF 工具下载安装以及 Python 虚拟环境创建的进度状态。

    安装进度

  7. 如果安装正确，你会看到所有设置已配置完成的提示，即可开始使用该扩展程序。

    安装成功

注意

注意：如果 ESP-IDF 安装失败或需要重新安装，可以尝试删除 C:\Users\%Username%\esp 和 C:\Users\%Username%\.espressif 文件夹后重试。

示例程序​

ESP-IDF 示例程序位于 示例程序包 的 ESP-IDF 目录中。

示例程序基础例程说明
01_AXP2101通过移植后的 XPowersLib 驱动 AXP2101 获取电源相关数据
02_lvgl_demo_v9LVGL 演示
03_esp-brookesia展示完整手机风格 UI 系统，包含状态栏、导航栏、应用启动器和手势交互等组件
04_Immersive_block通过 QMI8658 六轴传感器采集加速度数据，驱动 LVGL 图形库渲染的随机几何图形跟随设备倾斜方向移动
05_Spec_Analyzer展示实时音频频谱可视化分析仪，以 64 条彩色对称频谱条 + 峰值跟踪的形式，直观呈现音频的频率分布

01_AXP2101​

程序说明​

  • 本示例演示了在使用 ESP-IDF 移植 XPowersLib，通过移植后的 XPowersLib 驱动 AXP2101 获取电源相关数据

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑

代码分析​

  • i2c_init：初始化 I2C 主设备，为与其他设备（如 PMU）进行通信做准备
    • 配置 I2C 参数，包括设置主设备模式、指定 SDA 和 SCL 引脚、启用上拉电阻以及确定时钟频率
    • 安装 I2C 驱动，将配置应用到实际的硬件上
  • pmu_register_read：从 PMU 的特定寄存器读取一系列字节数据
    • 进行参数检查，确保传入的参数有效，避免无效的读取操作
    • 分两步进行 I2C 操作，先发送要读取的寄存器地址，然后读取数据。在读取过程中，根据要读取的字节长度进行不同的处理，确保数据的准确读取。同时，处理 I2C 通信过程中的错误情况，返回相应的状态码以便上层代码判断读取是否成功

运行效果​

  • 此示例不会点亮屏幕
  • 串口监视器显示参数：芯片温度，是否正在充电，是否放电，是否待机状态，Vbus 是否连接，Vbus 是否良好，充电器状态，电池电压，Vbus 电压，系统电压，电池百分比

02_lvgl_demo_v9​

程序说明​

  • 本示例运行 LVGL V9 的示例程序

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑

运行效果​

03_esp-brookesia​

程序说明​

  • 本示例展示完整手机风格 UI 系统，包含状态栏、导航栏、应用启动器和手势交互等组件

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑

运行效果​

04_Immersive_block​

程序说明​

  • 本示例通过 QMI8658 六轴传感器采集加速度数据，驱动 LVGL 图形库渲染的随机几何图形跟随设备倾斜方向移动

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑

代码分析​

  • generate_random_shapes()：随机图形生成
    • 初始化随机数种子（基于系统时间），重置图形计数
    • 循环尝试生成图形，最多尝试 100 次获取有效位置（不与已生成图形重叠）
    • 有效位置判定：图形中心在屏幕内，且与所有已生成图形无重叠
    • 有效位置：更新 LVGL 对象位置（lv_obj_set_pos），存入图形数组
    • 无效位置：删除该 LVGL 图形对象，避免内存泄漏
  • perform_level_calibration()：水平校准核心函数
    • 采集 200 个加速度样本，计算 X/Y 轴平均值作为偏差值（accel_bias_x/y）
    • 检测样本波动范围（X/Y 轴范围大于 0.1 则判定校准不稳定，自动重试）
    • 校准完成后设置 calibration_done 标志，打印偏差信息

运行效果​

05_Spec_Analyzer​

程序说明​

  • 本示例展示实时音频频谱可视化分析仪，以 64 条彩色对称频谱条 + 峰值跟踪的形式，直观呈现音频的频率分布

硬件连接​

  • 将开发板接入电脑

代码分析​

  • timer_cb：LVGL 定时器回调函数，负责频谱可视化渲染
    • 画布与图层初始化：获取画布对象，初始化 LVGL 图层（图层渲染可提高刷新效率，避免闪屏），清屏（黑色背景）
    • 基础参数计算：计算频谱条宽度（画布宽度 / 64）、画布中心 Y 坐标（用于对称绘制）、频谱条间隙
    • 遍历渲染 64 条频谱条
    • 图层渲染完成：调用 lv_canvas_finish_layer 提交图层渲染，更新画布显示
  • lv_example_canvas_10：画布初始化
    • 静态绘制缓冲区定义：使用 LV_DRAW_BUF_DEFINE_STATIC 定义 300×150 像素的 RGB565 格式绘制缓冲区
    • 画布创建：创建 LVGL 画布对象，设置尺寸并居中显示，绑定静态绘制缓冲区
    • 定时器创建：创建 33ms 定时器，绑定 timer_cb 回调函数，并将画布对象作为用户数据传入，实现定时渲染

运行效果​

最后由 Y1hsiaochunnn 于 更新