Arduino 开发

本章节包含以下部分，请按需阅读：

Arduino 入门教程
配置开发环境
示例程序

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

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，可通过 Arduino 软件的在线库管理器搜索并安装。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。此时只能通过离线方式手动安装这些库。
可从该处下载 ESP32-S3-Touch-AMOLED-1.43 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	UI 图形库	v8.4.0	“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。

安装步骤：

进入已下载的示例程序包。
将其 Arduino\libraries 目录下的所有文件夹（Arduino_DriveBus、GFX_Library_for_Arduino 等）复制到 Arduino 的库文件夹中。

信息
Arduino 库文件夹的路径通常是：c:\Users\<用户名>\Documents\Arduino\libraries。
也可以在 Arduino IDE 中通过 文件 > 首选项，查看“项目文件夹位置”来定位。库文件夹就是此路径下的 libraries 文件夹。
其他安装方式请参考：Arduino 库管理教程。

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	读取系统当前的电压值	-
02_I2C_PCF85063	打印 RTC 芯片的实时时间	-
03_I2C_QMI8658	打印 IMU 发出来的原始数据	-
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_LVGL_Test	LVGL 例程	LVGL

Arduino 工程参数设置

若烧录的示例存在语音识别模型，则 Partition Scheme 选择 "ESP SR 16M (3MB APP/7MB SPIFFS/2.9MB MODEL)"
若烧录的示例不存在语音识别模型，则 Partition Scheme 选择 "16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)" 或其他

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系统电压，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_bsp_init ：初始化 ADC1，包括创建 ADC 单次触发单元并配置 ADC1 的通道 3
adc_get_value ：读取 ADC1 通道 3 的值，并根据参考电压和分辨率计算出对应的电压值存储在传入的指针指向的位置，如果读取失败则存储 0
adc_example ：初始化 ADC1 后，创建一个 ADC 任务，该任务每隔 1 秒读取一次 ADC 的值，通过读取的 ADC 原始值计算出系统的电压

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：
ADC 采样值是 1900 左右，系统电压是 4.9V 左右，若想具体分析，可以查看原理图

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

void PCF85063_example ：创建一个 RTC 任务来实现 RTC 功能，每隔 10 秒读取一次 RTC 芯片的时钟，然后输出到终端。

运行效果

打开串口监控，可以看到打印输出的 RTC 时间，如下图所示：
数据每隔 10 秒输出一次，若需修改或参考，可直接进入 pcf85063 源文件进行操作

03_I2C_QMI8658

程序说明

通过 I2C 协议，对 QMI8658 芯片进行初始化设置，然后每隔 1 秒读取对应的姿态信息打印到终端

硬件连接

使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

qmi8658c_example ：该函数初始化 QMI8658 设备，在无限循环中读取并打印加速度计、陀螺仪数据和温度数据，每 1 秒执行一次，旋转板子的过程中陀螺仪数据随着旋转越快而越大，加速度计会根据当前的位置计算出对应的加速度。

运行效果

打开串口监控，可以看到打印输出的 IMU 发出来的原始数据（欧拉角需要自己转换），如下图所示：
数据每隔 1 秒输出一次，若需修改或参考，可直接进入 qmi 源文件进行操作

04_SD_Card

程序说明

通过宏定义选择 SPI 或者 SDMMC 方向驱动 SD 卡，成功挂载 SD 卡之后把 SD 卡信息打印到终端

硬件连接

板子装上 SD 卡（必须先插入容量小于 64G 的 SD 卡），使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

可通过宏定义选择 SD 卡的通信协议，在 sd_card_bsp.cpp 源文件下找到宏定义 SD_Read_Mode，宏定义默认使用 SDMMC 通信协议，可以修改为 SDSPI

    #define SD_Read_Mode USER_SPI

运行效果

点击串口监控设备，可以看到输出的 SD 卡的信息，practical_size 是 SD 卡的实际容量，如下图所示：

提示

想了解更多关于 Arduino ESP32 库关于 SD 卡相关的使用？可访问：Arduino ESP32 库 SD 使用

05_WIFI_AP

程序说明

把开发板作为一个 AP 等待 STA 终端的连接

硬件连接

使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

该代码在 ESP32 上初始化串口通信，然后创建一个名为 “bsp_esp_demo”、密码为 “waveshare” 的 WiFi 接入点，程序运行时无其他持续操作在循环中执行。

const char* ssid     = "bsp_esp_demo";
const char* password = "waveshare";

WiFi.softAP(ssid, password);

运行效果

使用手机或其它设备连接 WIFI，WiFi 名称为 “bsp_esp_demo”、密码为 “waveshare”

06_WIFI_STA

程序说明

把开发板作为一个终端角色，可以连接环境可用的 AP，成功连接之后打印获取到的 IP 信息到终端

硬件连接

使用 USB 线把板子接入电脑

代码修改

该工程实现芯片处于 STA 模式下连接 WIFI 而且获取到 IP 地址，在编译、下载固件之前，需要修改一些代码，此处修改成所处环境可用的 WIFI 路由器名字和密码

代码分析

wifi_init(void) ：该函数用于初始化 ESP32 的 Wi-Fi 连接。它将 ESP32 设置为 Wi-Fi 站点模式，尝试连接到指定的 Wi-Fi 网络（通过 ssid 和 password）。如果连接成功，打印本地 IP 地址；如果在一定时间内（20 * 500 毫秒）未能连接成功，则打印连接失败信息。同时，函数还可以设置自动连接和自动重连功能

运行效果

芯片处于 STA 模式下成功连接 WIFI，并且点击串口监控设备，可以看到获取到的 IP 地址

07_LVGL-Test

程序说明

通过移植 LVGL，在屏幕上实现一些多功能的 GUI 界面

硬件连接

使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

针对 LVGL，lvgl_conf.h 是其配置文件，下面对一些常用内容进行说明，还有一些 LVGL 的 demo、文件系统都可以在 conf 配置文件里面设置

/*Color depth: 1 (1 byte per pixel), 8 (RGB332), 16 (RGB565), 32 (ARGB8888)*/
#define LV_COLOR_DEPTH 16//Color depth, a macro definition that must be concerned with porting LVGL

#define LV_MEM_CUSTOM 0
#if LV_MEM_CUSTOM == 0
    /*Size of the memory available for `lv_mem_alloc()` in bytes (>= 2kB)*/
    #define LV_MEM_SIZE (48U * 1024U)          /*[bytes]*/

    /*Set an address for the memory pool instead of allocating it as a normal array. Can be in external SRAM too.*/
    #define LV_MEM_ADR 0     /*0: unused*/
    /*Instead of an address give a memory allocator that will be called to get a memory pool for LVGL. E.g. my_malloc*/
    #if LV_MEM_ADR == 0
        #undef LV_MEM_POOL_INCLUDE
        #undef LV_MEM_POOL_ALLOC
    #endif

#else       /*LV_MEM_CUSTOM*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_INCLUDE <stdlib.h>   /*Header for the dynamic memory function*/
    #define LV_MEM_CUSTOM_ALLOC   malloc
    #define LV_MEM_CUSTOM_FREE    free
    #define LV_MEM_CUSTOM_REALLOC realloc
#endif     /*LV_MEM_CUSTOM*/
//The above section is mainly for LVGL memory allocation,
//which defaults to lv_mem_alloc() versus lv_mem_free().

代码修改

显示芯片本身不支持硬件旋转，如果需要旋转显示可以通过软件实现，可以在 lcd_bsp.c 文件中找到 #define EXAMPLE_Rotate_90 宏定义然后取消注释该宏定义即可。软件旋转需要额外的帧缓冲复制，帧率低于硬件旋转。

#define EXAMPLE_Rotate_90

运行效果

LVGL 例程对 RAM 和 ROM 要求比较高，所以必须要按照环境搭建的要求来配置。程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

提示

LVGL 更多学习及使用可参考 LVGL 官方文档

文档反馈

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硬件连接

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硬件连接

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05_WIFI_AP

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硬件连接

代码修改

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