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。

• 第0节 认识 ESP32
• 第1节 安装和配置 Arduino IDE
• 第2节 Arduino 基础知识
• 第3节 数字输出/输入
• 第4节 模拟输入
• 第5节 脉冲宽度调制 (PWM)
• 第6节 串行通信 (UART)
• 第7节 I2C 通信
• 第8节 SPI 通信
• 第9节 Wi-Fi 基础用法
• 第10节 网页服务器
• 第11节 蓝牙 (Bluetooth)
• 第12节 LVGL 图形界面开发
• 第13节 综合项目

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

要运行示例，需要安装对应的库。

可从 此链接 下载 ESP32-S3-Touch-LCD-4.3B 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
ESP32_Display_Panel	ESP32 微控制器的特定显示面板控制库	v0.1.4 以上	可“在线”或“离线”安装
ESP32_IO_Expander	ESP32 的 I/O 扩展库	v0.0.4 以上	可“在线”或“离线”安装
lvgl	LVGL 图形库	v8.4.0	通过库管理器或手动安装
lv_conf.h	LVGL 配置文件	——	手动安装

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：

1. 解压已下载的 示例程序包。

2. 将其 Arduino\libraries 目录下的所有文件夹复制到 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。

3. 其他安装方式请参考：Arduino 库管理教程。

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_I2C_Test	测试 I2C 座子	-
02_RS485_Test	测试 RS485 座子	-
03_SD_Test	测试 SD 卡座	-
04_RTC_Test	测试 RTC 时钟	-
05_IO_Test	测试 IO 扩展/隔离	-
06_TWAItransmit	测试 CAN 卡座	-
07_TWAIreceive	测试 CAN 卡座	-
08_DrawColorBar	测试 RGB 屏幕	ESP32_Display_Panel
09_lvgl_Porting	测试 LVGL 移植	LVGL，ESP32_Display_Panel

01_I2C_Test

本示例用于测试 I2C 座子是否工作正常：扫描 I2C 总线上的设备地址并输出扫描结果。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup()：

  • 初始化串口（115200）用于输出日志。
  • 初始化 I2C（SDA=8，SCL=9）。

• loop()：

  • 从 0x01 扫描到 0x7E，对每个地址执行 Wire.beginTransmission() + Wire.endTransmission()。
  • error == 0 表示该地址有设备响应，输出地址并计数。
  • 扫描完成后输出本次发现的设备数量，间隔 5 秒后再次扫描。

运行效果

• 屏幕无显示，连接的LED灯会以1Hz的频率亮灭

  

02_RS485_Test

本示例演示如何使用 RS485 进行串口回环测试（发送什么回什么）。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

  

代码分析

• setup()：

  • 使用 Serial1 初始化 RS485 串口，波特率 115200，8N1。
  • 指定 RS485 的 RX/TX 引脚为 GPIO43/GPIO44。

• loop()：

  • 轮询 RS485.available()：收到数据后，读取 1 字节并立即 write() 回去，实现回环测试。

运行效果

• 通过 RS485 接口向开发板发送数据，开发板会原样回传。

  

03_SD_Test

本示例演示如何挂载 SD 卡并进行基础读写与遍历测试。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup() ：
  • 初始化 CH422G IO 扩展器并配置相关控制引脚（触摸复位、LCD 复位、背光、USB_SEL、SD_CS）。
  • 初始化 SPI 并调用 SD.begin() 挂载 SD 卡。
  • 读取并打印 SD 卡类型与容量。
  • 调用 listDir/createDir/removeDir/writeFile/appendFile/readFile/deleteFile/renameFile/testFileIO 做一轮文件系统读写测试。

运行效果

• 串口输出 SD 卡类型、容量与文件系统读写测试日志；未插卡时提示挂载失败。

  

04_RTC_Test

本示例演示如何使用 PCF85063A 实时时钟模块进行时间设置与闹钟功能测试。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup()：

  • 初始化串口（115200）。
  • 调用 PCF85063A_Init() 初始化 RTC，并设置当前时间与闹钟时间。
  • 配置 RTC 中断引脚为上拉输入，并通过 attachInterrupt() 注册中断回调。

• loop()：

  • 周期性读取当前时间并转换为字符串输出到串口。
  • 检测 Alarm_flag，在闹钟触发时打印提示并重新开启闹钟。

运行效果

• 串口周期性输出当前时间，并在闹钟触发时打印提醒信息。

  

05_IO_Test

本示例用于测试 IO 扩展/隔离功能：通过 CH422G 扩展芯片驱动隔离 DO/DI，并进行简单自检。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

  

代码分析

• setup() ：

  • 初始化串口（115200）。
  • 调用 waveshare_io_test() 完成隔离 IO 自检。
  • 调用 waveshare_lcd_init() 初始化 LCD，用于显示测试界面或状态。

• loop() ：

  • 每秒打印一次日志；在启用 EXAMPLE_ENABLE_PRINT_LCD_FPS 时输出 LCD 刷新帧率。

运行效果

• 程序启动后自动完成 IO 测试，并在串口/屏幕上输出相应状态信息。

  

06_TWAItransmit

本示例用于测试 CAN 卡座：初始化 TWAI 驱动并周期性发送 CAN 帧。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup() ：

  • 初始化串口（115200）。
  • 初始化 CH422G IO 扩展器并配置相关控制引脚状态。
  • 调用 waveshare_twai_init() 初始化 TWAI（CAN）驱动，并用 driver_installed 保存初始化结果。

• loop() ：

  • 若驱动初始化失败，延时 1 秒后继续尝试。
  • 若驱动已就绪，调用 waveshare_twai_transmit() 发送 CAN 帧。

运行效果

• 串口输出发送日志；接入 CAN 总线与对端设备后可在对端收到发送的 CAN 数据。

  

  

07_TWAIreceive

本示例用于测试 CAN 卡座：初始化 TWAI 驱动并接收 CAN 帧。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

• 将 CAN 接口（CANH, CANL）连接到 CAN 总线

  

代码分析

• setup() ：

  • 初始化串口（115200）。
  • 初始化 CH422G IO 扩展器并配置相关控制引脚状态。
  • 调用 waveshare_twai_init() 初始化 TWAI（CAN）驱动，并用 driver_installed 保存初始化结果。

• loop() ：

  • 若驱动初始化失败，延时 1 秒后继续。
  • 若驱动已就绪，调用 waveshare_twai_receive() 读取并打印接收到的 CAN 帧。

运行效果

• 串口输出接收到的 CAN 数据；接入 CAN 总线与对端设备后可观察到接收帧。

  

  

  

08_DrawColorBar

本示例用于测试 RGB 屏幕：初始化 LCD 并显示颜色条/测试画面。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup() ：

  • 初始化串口并输出日志。
  • 调用 waveshare_lcd_init() 完成 RGB LCD 初始化并显示测试画面。

• loop() ：

  • 每秒输出一次日志，便于确认程序在运行。

运行效果

• 烧录后 LCD 显示颜色条/测试画面。

  

  

09_lvgl_Porting

本示例用于测试 LVGL 移植：初始化 ESP32_Display_Panel + LVGL，并运行 LVGL Demo。

硬件连接

• 使用 USB 线把板子接入电脑

代码分析

• setup() ：

  • 初始化串口并创建 Board，完成板级外设（LCD/Touch/总线）的初始化。
  • 初始化 LVGL 端口（lvgl_port_init()），并用 lvgl_port_lock()/lvgl_port_unlock() 保护 LVGL API 调用。
  • 创建 3 个 Label 显示基本信息，并调用 lv_demo_widgets() 运行 LVGL 内置 Demo。

• loop() ：

  • 每秒打印一次日志，用于确认主循环在运行（UI 刷新由 LVGL 端口内部任务维护）。

运行效果

• 烧录后显示 LVGL Demo 界面（Widgets Demo）。