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，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-Touch-LCD-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	v8.4.0	“在线”安装（需要复制 demos 文件夹至 src）
GFX_Library_for_Arduino	LCD 驱动库	v1.5.0	"在线安装"
FastIMU	IUM 驱动库	v1.2.6	“在线”安装
bsp_cst816	触摸驱动库	-	“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的 Arduino/examples 目录中。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_factory	综合测试程序	lvgl、GFX_Library_for_Arduino、FastIMU、OneButton
02_gfx_helloworld	屏幕上显示 HelloWorld	GFX_Library_for_Arduino
03_sd_card_test	测试 SD 卡	-
04_qmi8658_output	串口打印 QMI8658 的数据	FastIMU
05_lvgl_qmi8658	使用 lvgl 库显示 QMI8658 的数据	lvgl、FastIMU
06_lvgl_battery	使用 lvgl 库显示电池电压	lvgl、GFX_Library_for_Arduino
07_lvgl_brightness	使用 lvgl 库控制和显示屏幕亮度	lvgl、GFX_Library_for_Arduino
08_lvgl_example	lvgl 示例程序	lvgl、GFX_Library_for_Arduino
09_lvgl_camera	使用 lvgl 库显示摄像头图像	lvgl、GFX_Library_for_Arduino
10_camera_web_server	在网页上显示摄像头图像

01_factory

【程序说明】

本示例测试 ESP32-S3-Touch-LCD-2 板载模块的功能，屏幕上将显示各个模块的信息，用户可以通过触摸屏进行页面切换

【硬件连接】

将板子接入电脑
将 OV5640 摄像头插入板子上的 24pin 座子 （若没有也不影响其他功能使用）
将 Micro SD 卡 插入卡槽（若没有也不影响其他功能使用）

【代码分析】

硬件初始化

  Serial.begin(115200);
  bsp_i2c_init();          //初始化 I2C 总线，通常用于连接传感器、显示器等外设
  bsp_lv_port_init();      //初始化 LVGL 图形库的端口，这样可以将图形输出到显示设备（如 LCD）
  bsp_spi_init();          //初始化 SPI 总线，通常用于与传感器、外部存储、屏幕等设备通信

LVGL 图形库配置

  bsp_lv_port_run();       //运行与 LVGL 相关的驱动或循环，例如刷新显示等
  if (lvgl_lock(-1)) {     //锁定 LVGL 资源，确保在更新 UI 时不会与其他任务冲突
    lvgl_ui_init();        //初始化 UI，可能包括布局、控件等设置
    lvgl_unlock();         //解锁 LVGL，允许其他任务访问 LVGL
  }

外设初始化

  app_qmi8658_init();                     //初始化 QMI8658 传感器（如加速度计、陀螺仪等）
  app_system_init();                      //进行系统级的初始化，例如时钟、内存、复位等
  app_camera_init();                      //初始化相机模块，准备好进行图像采集
  app_wifi_init(sta_ssid, sta_pass);      //初始化 Wi-Fi 模块，连接到指定的 Wi-Fi 网络

应用层任务运行

  app_qmi8658_run();       //启动 QMI8658 传感器相关的任务，例如数据采集、处理等
  app_system_run();        //启动系统任务，确保系统功能正常运行
  app_camera_run();        //启动相机相关的任务，通常是获取图像数据并进行处理或传输
  app_wifi_run();          //启动 Wi-Fi 相关任务，例如连接管理、数据传输等

【运行效果】

单击 BOOT 按键是下，双击 BOOT 按键是上，长按 BOOT 按键是确定
System 界面

QMI8658 界面，可以看到获取到的 X、Y、Z 轴的加速度和角速度数据

camera 界面，可以看到摄像头获取的画面

WiFi 界面，显示要连接的 WiFi 名称和密码，连接成功后会显示 IP

02_gfx_helloworld

【程序说明】

本示例演示 ESP32-S3-Touch-LCD-2 使用 GFX_Library_for_Arduino 库驱动屏幕并在屏幕上显示 HelloWorld

【硬件连接】

将板子接入电脑

【代码分析】

创建 Arduino_ESP32SPI 类的对象 bus，用于配置 SPI 总线的 GPIO，创建 Arduino_ST7789 类的对象 gfx，用于驱动 ST7789 显示屏

  Arduino_DataBus *bus = new Arduino_ESP32SPI(
  EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_DC /* DC */, EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_CS /* CS */,
  EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_SCLK /* SCK */, EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_MOSI /* MOSI */, EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_MISO /* MISO */);

  /* More display class: https://github.com/moononournation/Arduino_GFX/wiki/Display-Class */
  Arduino_GFX *gfx = new Arduino_ST7789(
  bus, EXAMPLE_PIN_NUM_LCD_RST /* RST */, EXAMPLE_LCD_ROTATION /* rotation */, true /* IPS */,
  EXAMPLE_LCD_H_RES /* width */, EXAMPLE_LCD_V_RES /* height */);

【运行效果】

03_sd_card_test

【程序说明】

本示例演示了如何使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 测试 SD 卡的读写功能

【硬件连接】

将板子接入电脑
将 Micro SD 卡插入卡槽（SD 卡需要格式化为 FAT32 ）

【代码分析】

SPI 接口初始化以及 SD 卡初始化

  SPI.begin(sck, miso, mosi, cs);
  if (!SD.begin(cs)) {
    Serial.println("Card Mount Failed");
    return;
  }

【运行效果】

打开串口监视器

将 SD 卡插入电脑，可以发现多了两个文件 test.txt foo.test。其中 foo.txt 的内容为 Hello World!，test.txt 的内容为空

04_qmi8658_output

【程序说明】

本示例演示了如何使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 获取 QMI8658 的数据并使用串口打印

【硬件连接】

将板子接入电脑

【代码分析】

初始化 QMI8658

  int err = IMU.init(calib, IMU_ADDRESS);
  if (err != 0) {
    Serial.print("Error initializing IMU: ");
    Serial.println(err);
    while (true) {
      ;
    }
  }

【运行效果】

打开串口监视器，可以看到打印的 x、y、z 轴的 accel 和 gyro 以及 qmi8658 内部温度传感器的数据

05_lvgl_qmi8658

【程序说明】

本示例演示使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 获取 qmi8658 的数据，并通过 lvgl 库将数据显示出来

【硬件连接】

将板子接入电脑

【代码分析】

ui 的初始化，并创建一个 100ms 的定时器，用于获取 qmi8658 的数据
```
  lvgl_qmi8658_ui_init(lv_scr_act());
```

【运行效果】

06_lvgl_battery

【程序说明】

本示例演示了如何使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 使用 lvgl 库在屏幕上显示电池电压以及 ADC 的值

【硬件连接】

将板子接入电脑
电池插入座子

【代码分析】

ui 的初始化，并创建一个 1000ms 的定时器，用于获取 adc 的数据并将该数据转换成电压
```
  lvgl_battery_ui_init(lv_scr_act());
```

【运行效果】

07_lvgl_brightness

【程序说明】

本示例演示了如何使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 使用 lvgl 库在屏幕上显示屏幕亮度，通过滑动条可以控制屏幕亮度

【硬件连接】

将板子接入电脑

【代码分析】

ui 的初始化，并创建一个滑动条值更改回调，当滑动条的值发生改变时，修改屏幕亮度
```
  lvgl_brightness_ui_init(lv_scr_act());
```

【运行效果】

08_lvgl_example

【程序说明】

本示例演示了使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 运行 lvgl 示例程序

【硬件连接】

将板子接入电脑

【注意事项】

如果 lvgl 库是在线安装，需要复制 demos 文件夹至 src

【代码分析】

选择要运行的 lvgl 示例

  lv_demo_widgets();
  // lv_demo_benchmark();
  // lv_demo_keypad_encoder();
  // lv_demo_music();
  // lv_demo_stress();

【运行效果】

09_lvgl_camera

【程序说明】

本示例在 ESP32-S3-Touch-LCD-2 屏幕上使用 LVGL 库显示从摄像头获取的图像

【硬件连接】

将板子接入电脑
将 Micro SD 卡插入卡槽

【代码分析】

创建一个任务专门获取摄像头图像的任务

  xTaskCreatePinnedToCore(camera_task, "camera_task_task", 1024 * 3, NULL, 1, NULL, 0);

获取摄像头图像并更新显示

  camera_fb_t *pic;
  lv_img_dsc_t img_dsc;
  img_dsc.header.always_zero = 0;
  img_dsc.header.w = 480;
  img_dsc.header.h = 320;
  img_dsc.data_size = 320 * 480 * 2;
  img_dsc.header.cf = LV_IMG_CF_TRUE_COLOR;
  img_dsc.data = NULL;
  // lv_img_set_src(img_camera, &pic);
  while (1)
  {
      pic = esp_camera_fb_get();

      if (NULL != pic)
      {
          img_dsc.data = pic->buf;
          if (lvgl_lock(-1))
          {
              lv_img_set_src(img_camera, &img_dsc);
              lvgl_unlock();
          }
      }
      esp_camera_fb_return(pic);
      vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));
  }

【运行效果】

10_camera_web

【程序说明】

本示例演示了如何使用 ESP32-S3-Touch-LCD-2 驱动摄像头。在连接 WiFi 后，程序会创建一个网页服务器，用户只需在浏览器中输入设备的 IP 地址即可访问。网页上可以显示摄像头的图像，并支持分辨率、镜像等设置操作

【硬件连接】

将板子接入电脑
将 OV5640 摄像头插入板子上的 24pin 座子

【代码分析】

选择相机模型并定义相关的引脚和配置

  #define CAMERA_MODEL_ESP_EYE  // Has PSRAM
  #define PWDN_GPIO_NUM 17  // Power down is not used
  #define RESET_GPIO_NUM -1 // Software reset will be performed
  #define XCLK_GPIO_NUM 8
  #define SIOD_GPIO_NUM 21
  #define SIOC_GPIO_NUM 16

  #define Y9_GPIO_NUM 2
  #define Y8_GPIO_NUM 7
  #define Y7_GPIO_NUM 10
  #define Y6_GPIO_NUM 14
  #define Y5_GPIO_NUM 11
  #define Y4_GPIO_NUM 15
  #define Y3_GPIO_NUM 13
  #define Y2_GPIO_NUM 12
  #define VSYNC_GPIO_NUM 6
  #define HREF_GPIO_NUM 4
  #define PCLK_GPIO_NUM 9

要连接的 wifi 账号密码

  const char *ssid = "waveshare";
  const char *password = "12345678";

启动相机服务器，开始提供 HTTP 视频流服务

  startCameraServer();
  Serial.print("Camera Ready! Use 'http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.println("' to connect");

【运行效果】

打开串口终端连接 WiFi 后可以看到 IP 地址

使用浏览器打开串口打印的 IP 地址
点击 Start Stream，可以看到摄像头的图像

Arduino 入门教程​

配置开发环境​

1. 安装和配置 Arduino IDE​

2. 安装库​

3. Arduino 工程参数设置​

示例程序​

01_factory​

02_gfx_helloworld​

03_sd_card_test​

04_qmi8658_output​

05_lvgl_qmi8658​

06_lvgl_battery​

07_lvgl_brightness​

08_lvgl_example​

09_lvgl_camera​

10_camera_web​

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配置开发环境

1. 安装和配置 Arduino IDE

2. 安装库

3. Arduino 工程参数设置

示例程序

01_factory

02_gfx_helloworld

03_sd_card_test

04_qmi8658_output

05_lvgl_qmi8658

06_lvgl_battery

07_lvgl_brightness

08_lvgl_example

09_lvgl_camera

10_camera_web