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 开发板库支持。

2. 选择开发板和端口

• 连接 ESP32-S3-Touch-LCD-7C 到电脑后，在“工具”菜单中选择对应的串口号。

3. 示例程序包与库

• ESP32-S3-Touch-LCD-7C 的 Arduino 示例程序与所需库文件包含在示例程序包中。
• 解压后，Arduino 示例位于 Arduino/examples 目录，库文件位于 Arduino/libraries 目录，可按照通用 Arduino 教程将库添加到 Arduino IDE 中。

ESP32-S3-Touch-LCD-7C 所需开发板安装说明

板名称	板安装要求	版本号要求
ESP32 by Espressif Systems	“离线”安装/“在线”安装	3.5.5
ESP32-audioI2S-master	“在线”安装	3.4.6
LVGL	“在线”安装	8.4.0

参数配置

示例程序

示例程序	基础例程说明
01_I2C	测试 I2C 接口通信
02_RTC	测试 RTC 实时时钟功能
03_LCD	测试 LCD 显示功能
04_ISOLATION_IO	测试隔离 IO 功能
05_SD	测试 SD 卡读写功能
06_TOUCH	测试触摸屏功能
07_DISPLAY_BMP	显示 BMP 图片
08_BAT_INFO	测试电池信息读取
09_SPEAKER_MICROPHONE	测试扬声器与麦克风
10_LVGL_CODEC	LVGL 编解码器示例

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01_I2C

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

I2C 背光控制代码

void setup() {
  // Initialize the IO EXTENSION device for I2C communication.
  DEV_I2C_Init();
  IO_EXTENSION_Init();
  delay(10);
}

void loop() {
  // Turn on the LCD backlight by setting IO_EXTENSION_IO_2 high.
  IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 1);
  delay(500);  // Wait for 500 milliseconds.

  // Turn off the LCD backlight by setting IO_EXTENSION_IO_2 low.
  IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 0);
  delay(500);  // Wait for 500 milliseconds.
}

代码解释

• DEV_I2C_Init()：初始化 I2C 总线，为 IO 扩展芯片通信做准备。
• IO_EXTENSION_Init()：初始化外部 IO 扩展芯片。
• IO_EXTENSION_Output(IO_EXTENSION_IO_2, 1/0)：控制 IO_2 输出高/低电平，用于打开/关闭 LCD 背光。
• delay(500)：控制背光开关的闪烁节奏，便于观察输出是否正常。

运行效果

• 可看到 LCD 背光闪烁效果。

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02_RTC

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

RTC 时间读取代码

void loop() {
  // Read current time from RTC
  PCF85063A_Read_now(&Now_time);

  // Format current time as a string
  datetime_to_str(datetime_str, Now_time);
  printf("Now_time is %s\r\n", datetime_str);

  // Poll external IO pin for alarm (low level = alarm triggered)
  if (IO_EXTENSION_Rtc_Int_Read() == 0)
  {
      // Re-enable alarm if repeated alarms are required
      PCF85063A_Enable_Alarm();
      printf("The alarm clock goes off.\r\n");
  }
  
  delay(1000);  // Update every second
}

代码解释

• PCF85063A_Read_now(&Now_time)：从 PCF85063A RTC 读取当前时间到 Now_time。
• datetime_to_str(datetime_str, Now_time)：将时间结构体转换为字符串，便于输出与显示。
• printf("Now_time is %s...")：通过串口输出当前时间，便于验证 RTC 是否正常工作。
• IO_EXTENSION_Rtc_Int_Read() == 0：读取 RTC 中断引脚状态，低电平表示闹钟触发。
• PCF85063A_Enable_Alarm()：闹钟触发后重新使能闹钟，便于后续重复触发测试。
• delay(1000)：每秒更新一次时间与闹钟检测。

运行效果

• 串口打印 RTC 时间。

  

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03_LCD

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

LCD 显示测试代码

      Paint_DrawString_EN(1, 70, "AaBbCc123", &Font16, RED, WHITE);
      Paint_DrawNum(1, 100, 9.87654321, &Font20, 7, WHITE, BLACK);
      Paint_DrawString_EN(1, 130, "AaBbCc123", &Font20, 0x000f, 0xfff0);
      Paint_DrawString_EN(1, 160, "AaBbCc123", &Font24, RED, WHITE);
      Paint_DrawString_CN(1, 190, "你好Abc", &Font24CN, WHITE, BLUE);

代码解释

• Paint_DrawString_EN(...)：在指定坐标绘制英文字符串，可指定字体、前景色与背景色。
• Paint_DrawNum(...)：以指定字体与格式参数绘制浮点数字（示例用于验证数字渲染效果）。
• Paint_DrawString_CN(...)：绘制中文字符串，用于验证中文字体与显示效果。

运行效果

• 屏幕显示测试内容。

• 可看到文本、图形和图片显示效果。

  

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04_ISOLATION_IO

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

运行效果

• 烧录成功后，若 IO 均成功互联，屏幕显示绿色，否则显示红色。

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05_SD

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。
• 插入 Micro SD 卡到开发板。

代码分析

• setup()：
  • 初始化 SD 卡。
• loop()：
  • 测试 SD 卡读写功能。

运行效果

• 屏幕显示 SD 卡信息和测试结果。

  

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06_TOUCH

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

• setup()：
  • 初始化触摸屏。
• loop()：
  • 测试多点触控功能。

运行效果

• 触摸屏幕可正常触摸触摸屏。
• 可看到触摸点显示。

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07_DISPLAY_BMP

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。
• 插入包含 BMP 图片的 Micro SD 卡。

代码分析

• setup()：
  • 初始化 SD 卡和 LCD。
• loop()：
  • 读取并显示 BMP 图片。

运行效果

• 屏幕显示 BMP 图片。

  

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08_BAT_INFO

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。
• 连接锂电池到开发板。

代码分析

电池信息读取代码

#define BATTERY_CAPACITY_MAH 1500

void setup()
{
    BatteryStatus bat_sta;

    Serial.begin(115200);
    DEV_I2C_Init();
    delay(100);

    bat_sta = battery_init(BATTERY_CAPACITY_MAH);

    IO_EXTENSION_Init();
    display_init();

    if (bat_sta == BATTERY_NOT_CONNECT) {
        display_show_not_connect();
    } else if (bat_sta != BATTERY_OK) {
        display_show_error(battery_status_to_string(bat_sta));
    }
}

void loop()
{
    BatteryInfo bat_info;
    BatteryStatus bat_sta;

    bat_sta = battery_get_info(&bat_info);
    if (bat_sta == BATTERY_OK) {
        display_show_info(&bat_info);
    } else if (bat_sta == BATTERY_NOT_CONNECT) {
        display_show_not_connect();
    } else {
        display_show_error(battery_status_to_string(bat_sta));
    }
    delay(1000);
}

代码解释

• BATTERY_CAPACITY_MAH：配置电池标称容量，供电量估算与显示使用。
• Serial.begin(115200)：初始化串口输出，便于调试。
• DEV_I2C_Init()：初始化 I2C 总线，为电量计与 IO 扩展芯片通信做准备。
• battery_init(BATTERY_CAPACITY_MAH)：初始化电池/电量计模块，返回当前电池状态。
• IO_EXTENSION_Init() / display_init()：初始化 IO 扩展与显示模块，为后续界面显示做准备。
• battery_get_info(&bat_info)：周期读取电池信息并写入 bat_info。
• display_show_info(...) / display_show_not_connect() / display_show_error(...)：根据读取状态在屏幕上显示信息、未连接提示或错误提示。
• delay(1000)：每秒刷新一次电池信息显示。

运行效果

• 屏幕显示电池信息。

  

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09_SPEAKER_MICROPHONE

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。
• 连接扬声器和麦克风。

代码分析

• setup()：
  • 初始化音频编解码器。
• loop()：
  • 测试音频输入输出功能。

运行效果

• 可通过麦克风录音并通过扬声器播放录音。

  

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10_LVGL_CODEC

硬件连接

• 使用 USB 线将开发板接入电脑。

代码分析

• setup()：
  • 初始化 LVGL 图形库。
• loop()：
  • 测试 LVGL 编解码器功能。

运行效果

• 屏幕显示 LVGL 界面，并且可以正常播放音乐（需要提前插入 SD 卡）。

  

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