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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

以下内容以 Windows 系统为例，使用 VS Code + ESP-IDF 扩展 的方式进行开发。Mac/Linux 用户请参考 官方说明。

安装 ESP-IDF 开发环境​

  1. 前往 ESP-IDF Installation Manager 下载 ESP-IDF 安装管理器。这是乐鑫最新推出的跨平台安装工具，下文将演示如何使用其离线安装功能。

    在页面中点击 Offline Installer 标签，然后在筛选栏中选择 Windows 操作系统和你要安装的版本。

    下载 EIM 和整合包

    确认选择无误后，点击下载按钮。浏览器将自动同时下载两个文件：一个是 ESP-IDF 离线整合包(.zst)，另一个是 ESP-IDF 安装器(.exe)。

    下载 EIM 和整合包2

    请耐心等待两个文件下载完成。

  2. 下载完成后，双击运行 ESP-IDF 安装器(eim-gui-windows-x64.exe)。

    启动后，可在右上角将界面语言切换为中文。

    切换 EIM 语言

    安装工具会自动检测同一目录下是否存在离线整合包。点击 从存档安装。

    自动检测整合包

    接下来，选择安装路径。建议使用默认路径；若需自定义，请确保路径中不包含中文或空格。确认无误后，点击 开始安装。

    选择安装路径

  3. 当看到如下界面时，表示 ESP-IDF 已安装成功。

    安装成功

  4. 建议同时安装驱动程序。点击 完成安装，然后点击 安装驱动程序。

    用 ESP-IDF 安装管理器安装驱动

安装 Visual Studio Code 与 ESP-IDF 扩展​

  1. 下载并安装 Visual Studio Code。

  2. 安装时建议勾选 通过 Code 打开操作添加到 Windows 资源管理器文件上下文菜单,以便快速打开项目文件夹。

  3. 在 VS Code 中,点击侧边活动栏中的 扩展图标 扩展图标(或使用快捷键 Ctrl + Shift + X)打开 扩展 视图。

  4. 在搜索框中输入 ESP-IDF,找到 ESP-IDF 扩展并点击安装。

    在 VS Code 中搜索并安装 ESP-IDF 扩展

  5. 当 ESP-IDF 扩展版本 ≥ 2.0 时,扩展会自动检测并识别上述步骤中安装的 ESP-IDF 环境,无需手动配置。

示例程序​

ESP-IDF 示例程序位于 示例程序包 的 ESP-IDF 目录中。

01_ESP_IDF_ST7789​

本示例在 ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 开发板上演示了如何使用 ST7789 显示驱动实现多种图形和图像测试。程序通过 SPIFFS 文件系统加载字体和图像，并进行屏幕填充、彩色条纹、形状绘制以及 BMP、JPEG、PNG 图像展示。

ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例1 图1
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例1 图2
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例1 图3
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例1 图4
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例1 图5

02_ESP_IDF_ST7789_LVGL​

本示例演示了 LVGL Widgets 示例。

ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例2 图1
ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 ESP-IDF 示例2 图2

代码解释

app_lcd_init() ： 配置和初始化 LCD 的背光引脚； 初始化 SPI 总线，用于与 LCD 进行通信； 创建 LCD 的面板输入输出（Panel IO）对象，配置 SPI 相关的参数； 安装 LCD 驱动，创建 LCD 面板对象，并进行一些初始化操作，如复位、开启显示、设置镜像等； 打开 LCD 背光。

app_lcd_init() ： 初始化 LVGL，设置任务优先级、栈大小、定时器周期等参数； 配置 LCD 显示屏的参数，并将其添加到 LVGL 中作为一个显示设备。这样，LVGL 就可以在这个显示屏上绘制图形界面。

03_PCF85063​

本示例展示如何在 ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 开发板上使用板载 PCF85063 实时时钟 (RTC)。代码利用 I2C 协议初始化与 RTC 的通信，设定 SCL 和 SDA 引脚，并定义 I2C 通信频率及超时时间。通过实现的读写寄存器功能，可获取及设置时间信息，辅以 BCD 格式的数据转换功能。应用程序启动后将 RTC 设置为预定时间，然后在 FreeRTOS 任务循环中每秒读取并输出当前时间，确保不断更新和显示时间信息。

03_PCF85063 示例输出

代码解释

rtc_get_time() ： 这个函数用于从 RTC（实时时钟芯片，这里假设是 PCF85063）读取当前时间。它通过调用 rtc_read_reg 函数从特定的寄存器地址开始读取 7 个字节的数据，分别代表秒、分钟、小时、日、星期几、月和年。 将读取到的 BCD 格式数据转换为十进制格式，并打印出当前时间。如果读取失败，打印错误信息并返回错误码。

rtc_set_time() ： 这个函数用于设置 RTC 的时间。它接受小时、分钟、秒、日、月和年作为参数，将这些十进制数据转换为 BCD 格式，并组成一个数组。 通过调用 rtc_write_reg 函数将这个数组写入到 RTC 的特定寄存器地址开始的位置，从而设置 RTC 的时间。如果写入成功，返回 ESP_OK；否则，返回相应的错误码。

04_QMI8658​

本示例展示如何在 ESP32-S3-Touch-LCD-1.69 开发板上使用板载 QMI8658 传感器。代码通过 I2C 初始化传感器，并配置加速度计和陀螺仪参数。接着，使用 FreeRTOS 任务持续读取传感器数据，输出加速度、角速度、时间戳及温度信息。

04_QMI8658 示例输出

代码解释

  • read_sensor_data() ：
    • 使用 qmi.getAccelerometer 函数读取加速度计数据，如果读取成功，打印加速度计的三个轴的数据。如果读取失败，打印错误信息；
    • 使用 qmi.getGyroscope 函数读取陀螺仪数据，如果读取成功，打印陀螺仪的三个轴的数据。如果读取失败，打印错误信息；
    • 使用 qmi.getTimestamp 和 qmi.getTemperature_C 函数分别获取传感器的时间戳和温度，并打印出来；
    • 如果没有数据准备好，打印一个警告信息。然后等待一段时间后再次循环检查数据是否准备好。