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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。

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-3.49 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_ADC_Test获取锂电池的电压值-
02_I2C_PCF85063打印RTC芯片的实时时间SensorLib
03_I2C_QMI8658打印IMU发出来的原始数据SensorLib
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_BATT_PWR_Test单独使用锂电池供电时，通过PWR按键控制电源-
08_Audio_Test扬声器播放麦克风录到的声音-
09_LVGL_V8_TestLVGLV8例程LVGL V8.4.0
10_LVGL_V9_TestLVGLV9例程LVGL V9.3.0

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_bsp_init(void)：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(float *value,int *data)：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(void* parameter)：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：

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 i2c_rtc_loop_task(void *arg)：创建一个 RTC 任务来实现 RTC 功能，每隔 1 秒读取一次 RTC 芯片的时钟，然后输出到终端。

【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：

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 200ms 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】

  • void i2c_qmi_loop_task(void *arg)：创建一个 QMI 任务来实现获取姿态信息，在任务中读取并打印加速度计、陀螺仪数据，并将获取的结果输出到串口控制台，间隔 200ms 。

【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：

04_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】

  • sdcard_init(void)：使用 1 线 SDMMC 方式初始化 SD 卡。
  • loop()：测试 SD 卡读写功能的任务，需要取消#define sdcard_write_Test宏定义的注释。 
    //#define sdcard_write_Test

【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：

05_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 05_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】

  • 烧录完程序，打开串口终端，如果设备连接热点成功之后，会输出该设备的 MAC 地址，如图：

06_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 06_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：

07_BATT_PWR_Test​

【程序说明】

  • 使用锂电池供电的情况下，演示如何通过 PWR 按键控制系统的电源。

【硬件连接】

  • 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

  • setup_ui(lv_ui *ui)：初始化 UI 界面，使得控制可视化。
  • tca9554_init()：初始化锂电池控制 IO 端口。
  • button_Init()：初始化按键以及各类触发事件。
  • example_button_pwr_task(void* parmeter)：等待按键事件触发的任务。

【运行效果】

  • 程序烧录完成后，断开 USB 供电，接入锂电池，通过长按 PWR 按键进行开机，如图：

    提示
    1. 长按PWR按键，等待屏幕显示"ON"，表示启动成功，松开按键即可
    2. 再次长按PWR按键，等待屏幕显示"OFF"，表示电源关闭成功，松开按键即可

08_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】

  • i2c_master_Init()：初始化 I2C 总线 。
  • tca9554_init()：初始化功放 CTRL 控制 IO 端口 。
  • lvgl_port_init()：初始化 lvgl 接口 。
  • user_audio_bsp_init()：初始化 audio 接口。

【运行效果】

  • 程序烧录完成后，如图：

    提示
    1. 单击 Recording 即可进入录音模式，对着 MIC 说话，3 秒后自动结束
    2. 单击 Play ，播放刚刚录的声音

09_LVGL_V8_Test​

【程序说明】

  • 通过移植LVGL V8，帮助用户快速实现 UI 界面设计。

【硬件连接】

  • 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

  • 如果需要旋转 90 度显示，可以在 user_config.h 文件找到 #define Rotated 宏定义，给值"USER_DISP_ROT_90"即可。
  • 如果需要进行背光测试，可以在 user_config.h 文件找到 #define Backlight_Testing 宏定义，给值 "true" 即可。 
    #define Backlight_Testing 0
    #define USER_DISP_ROT_90    1
    #define USER_DISP_ROT_NONO  0
    #define Rotated USER_DISP_ROT_NONO   //软件实现旋转

【运行效果】

  • 程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

10_LVGL_V9_Test​

【程序说明】

  • 通过移植LVGL V9，帮助用户快速实现 UI 界面设计。

【硬件连接】

  • 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

  • 如果需要旋转 90 度显示，可以在 user_config.h 文件找到 #define Rotated 宏定义，给值"USER_DISP_ROT_90"即可。
  • 如果需要进行背光测试，可以在 user_config.h 文件找到 #define Backlight_Testing 宏定义，给值 "true" 即可。 
    #define Backlight_Testing 0
    #define USER_DISP_ROT_90    1
    #define USER_DISP_ROT_NONO  0
    #define Rotated USER_DISP_ROT_NONO   //软件实现旋转

【运行效果】

  • 程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

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