ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8

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功能简介
特性 无特性,不解释
主控 ESP32-S3 & ESP32
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
接口 TypeC USB

产品介绍

产品简介

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8是一款由微雪 (Waveshare) 设计的高性能、高集成的微控制器开发板,具备ESP32-S3和ESP32双MCU控制,集成大容量Flash和PSRAM,板载1.8英寸LCD屏,高度集成的音频解码芯片、旋钮编码器等外设,可快速开发智能语音AI应用。

产品特性

  • 搭载双MCU(ESP32-S3 与 ESP32),内核数高达4核,主频高达240 MHz
  • 支持2.4 GHz Wi-Fi(802.11 b/g/n)、Bluetooth 5(BLE) 和 Classic Bluetooth,板载天线
  • 内置512KB SRAM、384KB ROM、16MB Flash、8MB PSRAM
  • 通过I2C接口控制触摸屏,支持中断输出
  • 板载音频解码芯片、麦克风(MIC)、旋转编码器、震动马达、Micro SD卡槽及电池充电管理模块
  • CNC精密加工外壳,结构美观、坚固耐用、便于携带

资源简介

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-12.jpg

1、ESP32-S3R8
    Wi-Fi和蓝牙Soc,240MHz运行频率,叠封8MB PSRAM
2、ESP32-U4WDH
    Wi-Fi和经典蓝牙,240MHz运行频率,叠封4MB Flash
3、PCM5100A
    高性能立体声DAC,采用I2S接口
4、USB To UART
5、16MB Flash
    外扩16MB Flash
6、双编码器
    分别作用于ESP32S3和ESP32

7、Micro SD卡槽
8、DRV2605
    震动马达驱动器,使用I2C接口
9、CH445P
    四刀双掷 3.3V 低阻模拟开关芯片
10、数字MIC
11、陶瓷天线
12、PH1.27 10P贴片排母

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-13.jpg

1、震动马达
2、PH1.27 10P 贴片排针
3、PH1.25锂电池接口

4、3.5mm耳机接口
5、电源开关
    震动马达驱动器,使用I2C接口
6、Type-C 接口
    正反接可切换ESP32-S3/ESP32
7、ESP32-S3R8 BOOT按钮
    按住按钮,重新上电可进入下载模式

产品尺寸

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-14.jpg

开发工具简要

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 目前提供 Arduino IDEESP-IDF 两种开发工具和框架,或者使用bin文件直接烧录的方式,你可以根据项目需求和个人习惯选择适合的开发工具。

工具介绍

Arduino-IDE-logo.jpg

Arduino IDE

Arduino IDE是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。不需要太多基础,简单学习后,你也可以快速地进行开发。同时,Arduino 拥有庞大的全球用户社区,提供了海量的开源代码、项目示例和教程,还有丰富的库资源,封装了复杂功能,让开发者能快速实现各种功能。

ESP-IDF-logo.jpg

ESP-IDF

ESP-IDF,全称Espressif IDE,是乐鑫科技为 ESP系列芯片推出的专业开发框架。它使用C语言开发,包括编译器、调试器、烧录工具等,可在命令行下或使用集成开发环境(如 Visual Studio Code 配合 Espressif IDF 插件)进行开发,插件提供代码导航、项目管理、调试等功能。


这两种开发工具各有优势,开发者可以根据自身的需求进行选择,对于初学者,我们也提供bin文件烧录,让开发变得更简单。

器件准备

  • ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-EN x1
  • USB线 type A公口 转 Type C公口 x1
  • 下面的操作以ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-EN为参考
在操作前,建议先浏览目录,快速了解文档结构。为顺利操作,请仔细阅读FAQ,提前了解可能的问题。文档中所有资料均提供超链接,方便下载。

综合示例使用说明

  • 产品默认已经烧录综合示例,如果不小心擦除综合示例可以参考BIN文件烧录进行恢复

操作简要

1.从底部往上滑动跳出控制选择界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-5.png

1.图1需要注意Type C方向,然后从底部往上滑动跳出控制选择界面
2.图2点击红框位置可以关闭控制选择界面

功能说明

AIDA64 电脑副屏使用

1.进入AIDA64官网下载对应系统的软件,进入解压之后的目录双击打开exe文件(以windows为例),如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-28.png
2.点击文件->设置选项->LCD,然后选择RemoteSensor,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-29.png
3.点击LCD项目,选择导入提前下载的AIDA64配置文件,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-30.png

1.点击导入配置文件
2.一共有8个参数,每个人的电脑配置都不一样,这个需要根据实际情况配置,双击可以编辑
3.双击编辑之后,Show label不能修改,Show unit必须填写"^",不然系统识别不到

4.设置完成之后,把AIDA64最小化或者设置开机自启动,接下来配置屏幕参数,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-6.png

1.如果没有显示IP地址,可以使用手机连接WIFI:My-Ap 密码:12345678
2.连接成功之后,进入浏览器输入192.168.4.1进行手机配网
3.配网成功之后,如图4将显示IP地址
4.需要注意得是,该AP必须和电脑处于同一个局域网

5.在浏览器输入屏幕新获取的IP地址,下滑到PC Monitor输入运行AIDA64的IP地址,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-31.png

1.如果电脑的80端口已经被占用,需要外加上端口号
2.点击保存

6.然后回到副屏界面,就可以看到电脑的一些参数已经显示到屏幕上了,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-33.png

如果显示失败,需要注意下是不是电脑防火墙限制了,如果是防火墙限制,最简单的方式就是先关闭防火墙测试

音乐播放器使用

1.进入音乐播放器界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-9.png

1.先左旋转旋钮,然后即可播放音乐,在播放音乐的过程中,可以左右旋转旋钮进行音量调节
2.需要外接3.5mm耳机接口的音响或者耳机
3.左右滑动可以切换歌曲

2.如果用户需要播放自己的歌曲,可以把MP3文件放到sd卡music目录下

MJPEG播放器

1.使用MJPEG播放器,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-35.png

1.可以通过FFmpeg工具将视频转成360x360,FPS是25,视频质量7的MJPEG文件,然后放到sd卡mjpeg目录下
2.左右滑动可以切换视频

图片相册

1.使用图片相册功能,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-36.png

1.可以将分辨率360x360 JPEG格式的文件放入sd卡的pic目录
2.左右滑动可以切换图片

主题时钟

1.进入主题时钟界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-37.png

1.旋转旋钮可以进行定时,点击屏幕开始计时,结束震动提示

2.进入系统设置,可以设置时区,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-38.png

1.点击offset设置时区,通过转动旋钮设置,比如在中国设置+08:00
2.成功连接上网络之后,时间会自动校准

拾取频谱器

1.进入拾取频谱器界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-8.png

1.可以获取周围的声音,通过频谱的方式显示到屏幕上

蓝牙音乐播放器

1.进入蓝牙音乐播放器界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-10.png

1.使用手机连接TAIJI_KNOB_AUDIO蓝牙设备,如果手机扫描不到或者连接不成功,可以通过图3清除记录设备,然后重新连接
2.配对成功之后,可以使用任何音乐播放器软件进行播放歌曲
3.界面可以显示歌曲封面和歌词,可以通过音乐播放器软件设置
4.需要外接3.5mm的耳机接口的音响或者耳机

文本阅读器

1.进入文本阅读器界面,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-39.png

1.在记事本中打开txt文件,检查右下角的文件编码,如果不是UTF-8编码,需要修改成UTF-8编码然后再放入sd卡txt目录
2.处于图3界面的时候,可以通过旋钮进行切换文本

HID音量控制

1.在电脑或者手机上打开蓝牙,点击与TAIJI_KNOB_HID进匹配,成功匹配之后,可以通过旋转旋钮控制电脑或者手机的音量
2.如果匹配失败或者扫描不到HID蓝牙,可以参考蓝牙音乐播放器里面的第一点说明

Arduino开发

本章介绍 Arduino 环境搭建,包括 Arduino IDE、ESP32板管理、相关库的安装,程序编译下载及示例程序测试,帮助用户掌握开发板,便于二次开发。 Arduino-flow-04.png

环境搭建

下载和安装 Arduino IDE

  • 点击访问Arduino官网,选择对应的系统和系统位数下载。
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-software-01.png
  • 运行安装程序,全部默认安装即可。
环境设置是在 Windows 10 系统下进行,Linux和Mac用户可访问Arduino-esp32环境搭建参考

安装 ESP32 开发板

  • ESP32相关主板在Arduino IDE使用,须先安装“esp32 by Espressif Systems”开发板的软件包
  • 根据板安装要求进行安装,一般推荐“在线安装”, 若在线安装失败,则使用“离线安装
  • 安装教程,详见:Arduino 板管理教程
  • ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 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 ≥3.2.0

安装库

  • 在安装 Arduino 库时,通常有两种方式可供选择:在线安装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。
  • 库安装教程,详见:Arduino 库管理教程
  • ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 库文件路径:
    ..\ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-Demo\Arduino\libraries
  • ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 库文件安装说明
库名称 说明 版本 库安装要求
SensorLib 传感器控制库 v0.3.1 “离线/在线”安装
lvgl GUI图形库 v8.4.0 “离线”安装

运行第一个 Arduino 程序

如果你刚入门学习ESP32和Arduino,还不知道如何创建、编译、烧录和运行Arduino ESP32程序,那么请展开看看,希望可以帮助到你!

新建工程

  • 运行Arduino IDE,选择 File -> New Sketch
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-01.png
  • 输入代码:
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  Serial.println("Hello, World!");
  delay(2000);
}
  • 保存代码工程,选择 File -> Save As...;在弹出的菜单选择保存工程路径,并输入工程名,如 Hello_World,点击保存

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-02.png

编译和烧录程序

  • 选择对应的开发板,以ESP32S3主板为例:

①. 点击选择下拉框选项“Select Other Board and Port”;
②. 搜索需要的开发板型号“esp32s3 dev module”并选择;
③. 选择COM口
④. 保存选择。
ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-03.png

  • 若ESP32S3主板只有USB口,须打开(Enable)USB CDC,如下图所示:

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-04.png

  • 编译并上传程序:

①. 编译程序;②. 编译并下载程序;③. 下载成功。
ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-05.png

  • 打开串口监视窗口,程序每隔2秒会打印“Hello World!”,运行情况如下所示:

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-06.png

示例程序

Demo-flow-01.png

  • ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8 示例程序
示例程序 基础例程说明 依赖库
01_ADC_Test 获取系统电压 -
02_SD_Card 测试FatFs格式的SD卡 -
03_DRV2605_Test I2C驱动DRV2605 SensorLib
04_Encoder_Test 测试编码器 -
05_WIFI_AP ESP32S3作为AP -
06_WIFI_STA ESP32S3作为STA -
07_Audio_Test 测试音频编解码 -
08_LVGL_Test 测试屏幕显示 lvgl

Arduino 工程参数设置

ESP32-S3-LCD-1.3-1013.png

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系统电压,打印到终端。

【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 0。
  • adc_get_value(float *value,int *data) :读取 ADC1 通道 0 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:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-52.png

02_SD_Card

【程序说明】

  • 通过宏定义选择SPI或者SDMMC方式驱动SD卡,成功挂载SD卡之后把SD卡信息打印到终端。

【硬件连接】


  • 板子装上FatFs格式的SD卡(默认已经装好)。

【代码分析】


  • sd_card_Init(void) :使用1线SDMMC方式初始化SD卡。
  • loop():测试SD卡读写功能,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,practical_size是SD卡的实际容量,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-53.png

想了解更多关于Arduino ESP32库关于SD卡相关的使用?可访问:Arduino ESP32 库 SD 使用

03_DRV2605_Test

【程序说明】

  • 通过I2C总线控制DRV2605驱动震动马达。

【代码分析】


  • setup() :初始化I2C、Serial以及DRV2605。
  • loop() :依次播放DRV2605芯片内建的触觉反馈效果(波形),并将每个效果的名称打印到串口监视器中

【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波形名称,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-54.png

04_Encoder_Test

【程序说明】

  • 驱动编码器,可以实现编码器计数。

【代码分析】


  • setup() :初始化Serial和编码器。
  • user_encoder_loop_task() :测试编码器任务,通过不同方向旋转旋钮,可以进行编码器自增或者自减。

【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编码器计数,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-55.png

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。

【代码分析】


  • 05_WIFI_AP.ino文件找到ssidpassword,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,如果设备连接成功热点之后,会输出该设备的MAC地址,如图: ESP32-S3-LCD-1.3-1006.png

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。

【代码分析】


  • 05_WIFI_STA.ino文件找到ssidpassword,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: ESP32-S3-LCD-1.3-1007.png

07_Audio_Test

【程序说明】

  • 使用I2S驱动音频解码芯片,播放MIC收到的声音。

【代码分析】

  • i2s_example_init_std_simplex() :初始化I2S_TX通道。
  • i2s_example_init_pdm_rx():初始化I2S_RX通道。
  • user_audio_loop_task() :测试音频功能的任务,可以播放从MIC获取的声音。
  • user_encoder_loop_task():实现旋转编码器控制播放声音大小。

【运行效果】


ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-58.png

1.程序烧录完成之后,打开串口监视器,输出"audio start"表示正常运行,"audio fail"表示初始化音频失败
2.需要外接3.5mm的耳机或者音响,回环模式下耳机的效果最佳
3.可以通过编码器调节声音大小

08_LVGL_Test

【程序说明】

  • 通过移植LVGL,在屏幕上实现一些多功能的GUI界面。

【代码分析】

  • 如果需要旋转90度显示,可以在lcd_config.h文件找到EXAMPLE_Rotate_90宏定义,取消注释即可。
  • 如果需要进行背光测试,可以在lcd_config.h文件找到Backlight_Testing宏定义,取消注释即可。
//#define Backlight_Testing
//#define EXAMPLE_Rotate_90

【运行效果】


  • 程序烧录完成后,设备的运行效果如下:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-42.png

LVGL更多学习及使用可参考LVGL官方文档

ESP-IDF开发

本章介绍 ESP-IDF 环境搭建,包括 Visual Studio、Espressif IDF插件的安装,程序编译下载及示例程序测试,帮助用户掌握开发板,便于二次开发。 ESP-IDF-flow-01.png

环境搭建

下载和安装 Visual Studio

  • 打开VScode官网的下载页面,选择对应系统和系统位数进行下载
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-VScode-01.png
  • 运行安装包后,其余均可以默认安装,但这里为了后续的体验建议,建议在此处勾选框中的1、2、3项
    ESP32-S3-AMOLED-1.91-VScode-02.png
    • 第一二项开启后,可以直接通过鼠标右键文件或者目录打开VSCode,可以提高后续的使用体验.
    • 第三项开启后,选择打开方式时,可以直接选择VSCode
环境设置是在 Windows 10 系统下进行,Linux和Mac用户可访问ESP-IDF环境搭建参考

安装Espressif IDF插件

  • 一般推荐“在线安装”, 若因网络因素无法在线安装,则使用“离线安装”。
  • 安装Espressif IDF插件教程,详见:安装Espressif IDF插件教程

运行第一个 ESP-IDF 程序

如果你刚入门学习ESP32和ESP-IDF,还不知道如何创建、编译、烧录和运行ESP-IDF程序,那么请展开看看,希望可以帮助到你!

新建项目

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-01.png

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-02.png

创建例程

  • 使用快捷键 F1 ,输入esp-idf:show examples projects

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-03.png

  • 选择你当前的IDF版本

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-04.png

  • 以Hello world例程为例

①选择对应例程
②其readme会说明该例程适用于什么芯片(下文有介绍例程怎么使用与文件结构,这里略)
③点击创建例程
ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-05.png

  • 选择放置例程的路径,要求无例程同名文件夹

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-06.png

修改COM口

  • 此处显示使用对应的COM口,点击可以修改对应COM口
  • 请根据设备对应COM口进行选择(可通过设备管理器查看)
  • 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上或进入下载模式,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-07.png

修改驱动对象

  • 选择我们需要驱动的对象,也就是我们的主芯片为ESP32S3

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-08.png

  • 选择openocd的路径,这里对我们没有影响,所以我们随便选择一个即可

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-09.png


其余状态栏简介

①.ESP-IDF开发环境版本管理器,当我们的工程需要区分开发环境版本时,可以通过安装不同版本的ESP-IDF来分别管理,当工程使用特定版本时,可以通过使用它来切换
②.设备烧录COM口,选择以将编译好的程序烧录进芯片上
③.set-target 芯片型号选择,选择对应的芯片型号,如:ESP32-P4-Nano需要选择 esp32p4 为目标芯片
④.menuconfig,点击修改sdkconfig配置文件内容,项目配置详细资料
⑤.fullclean 清理按钮,当工程编译报错或其他操作污染编译内容时,通过点击清理全部编译内容
⑥. Build 构建工程,当一个工程满足构建时,通过此按钮进行编译
⑦.当前下载方式,默认为UART
⑧.flash烧录按钮,当一个工程Build构建通过时,选择对应开发板COM口,点击此按钮可以将编译好的固件烧录至芯片
⑨.monitor开启烧录口监控,当一个工程Build-->flash后,可通过点击此按钮查看烧录、调试口输出的l0g,以便观察应用程序是否正常工作
⑩.Debug调试
⑪.Build Flash Monitor 一键按钮,用于连续执行Build-->Flash-->Monitor,常被称作小火苗

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-10.png

编译、烧录、串口监视

  • 点击我们之前介绍的 编译,烧录,打开串口监视器按键

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-11.png

  • 编译可能需要较长时间才能完成,尤其是在第一次编译时

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-12.png

  • 在此过程中,ESP-IDF可能会占用大量CPU资源,因此可能会导致系统卡顿
  • 若是新工程首次烧录程序,将需要选择下载方式,选择 UART

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-13.png

  • 后续也可在 下载方式 处进行修改(点击即可弹出选项)

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-14.png

  • 因为板载自动下载电路,无需手动操作即可自动下载
  • 下载成功后,自动进入串口监视器,可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-15.png


使用IDF 示例程序

下文以使用“ESP32-S3-LCD-1.47-Demo”为例介绍工程的两种打开方式及使用的一般步骤、ESP-IDF工程项目详解,若使用其他工程,操作步骤类推。

软件内部打开

  • 打开 VScode 软件,选择文件夹打开示例

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-16.png

  • 选择提供的 ESP-IDF 下的示例,点击选择文件(位于 示例程序/Demo/ESP-IDF 路径下)

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-17.png


软件外部打开

  • 正确选择工程目录,打开工程,否则会影响后续程序编译烧录

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-18.png

  • 连接设备后,选择好COM口和型号,点击下方编译并烧录即可实现程序控制

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-19.png

ESP-IDF工程项目详解

  • 组件(Component):ESP-IDF中的组件是构建应用的基本模块,每个组件通常是相对独立的代码库或库,能实现特定的功能或服务,可以被应用程序或是其他组件重复使用,类似于Python开发中的库的定义。
    • 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过CMakeLists.txt进行配置和定义的。
    • CmakeLists.txt的作用:ESP-IDF编译时编译工具CMake会首先通过读取工程目录的顶层CMakeLists.txt的内容来读取构建规则,识别需要编译的内容。当在CMakeLists.txt中引入了需要的组件、程序后,编译工具CMake会根据索引导入每个所需要编译的内容。编译过程如:

ESP32-P4 VSCode ESP-IDF GettingStart 240906 02.png

修改COM口

  • 此处显示使用对应的COM口,点击可以修改对应COM口
  • 请根据设备对应COM口进行选择(可通过设备管理器查看)
  • 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上或进入下载模式,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-07.png

修改驱动对象

  • 选择我们需要驱动的对象,下图以主芯片为ESP32S3 以例(用户根据手头实物板子的主控芯片对应设置)

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-08.png

  • 选择openocd的路径,这里对我们没有影响,所以我们随便选择一个即可

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-09.png

其余状态栏简介

①.ESP-IDF开发环境版本管理器,当我们的工程需要区分开发环境版本时,可以通过安装不同版本的ESP-IDF来分别管理,当工程使用特定版本时,可以通过使用它来切换
②.设备烧录COM口,选择以将编译好的程序烧录进芯片上
③.set-target 芯片型号选择,选择对应的芯片型号,如:ESP32-P4-Nano需要选择 esp32p4 为目标芯片
④.menuconfig,点击修改sdkconfig配置文件内容,项目配置详细资料
⑤.fullclean 清理按钮,当工程编译报错或其他操作污染编译内容时,通过点击清理全部编译内容
⑥. Build 构建工程,当一个工程满足构建时,通过此按钮进行编译
⑦.当前下载方式,默认为UART
⑧.flash烧录按钮,当一个工程Build构建通过时,选择对应开发板COM口,点击此按钮可以将编译好的固件烧录至芯片
⑨.monitor开启烧录口监控,当一个工程Build-->flash后,可通过点击此按钮查看烧录、调试口输出的l0g,以便观察应用程序是否正常工作
⑩.Debug调试
⑪.Build Flash Monitor 一键按钮,用于连续执行Build-->Flash-->Monitor,常被称作小火苗

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编译、烧录、串口监视

  • 点击我们之前介绍的 编译,烧录,打开串口监视器按键

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-11.png

  • 编译可能需要较长时间才能完成,尤其是在第一次编译时

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  • 在此过程中,ESP-IDF可能会占用大量CPU资源,因此可能会导致系统卡顿
  • 若是新工程首次烧录程序,将需要选择下载方式,选择 UART

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  • 后续也可在 下载方式 处进行修改(点击即可弹出选项)

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  • 因为板载自动下载电路,无需手动操作即可自动下载
  • 下载成功后,自动进入串口监视器,可以看到芯片输出对应的信息并提示10S后重启

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-15.png


使用IDF 示例程序

下文以使用“ESP32-S3-LCD-1.47-Demo”为例介绍工程的两种打开方式及使用的一般步骤、ESP-IDF工程项目详解,若使用其他工程,操作步骤类推。

软件内部打开

  • 打开 VScode 软件,选择文件夹打开示例

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-16.png

  • 选择提供的 ESP-IDF 下的示例,点击选择文件(位于 示例程序/Demo/ESP-IDF 路径下)

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-17.png


软件外部打开

  • 正确选择工程目录,打开工程,否则会影响后续程序编译烧录

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-18.png

  • 连接设备后,选择好COM口和型号,点击下方编译并烧录即可实现程序控制

ESP32-S3-AMOLED-1.91-study-19.png

ESP-IDF工程项目详解

  • 组件(Component):ESP-IDF中的组件是构建应用的基本模块,每个组件通常是相对独立的代码库或库,能实现特定的功能或服务,可以被应用程序或是其他组件重复使用,类似于Python开发中的库的定义。
    • 组件的引用:Python开发环境中引入库只需要“import 库名或路径”即可,而ESP-IDF基于C语言基础,引入库是通过CMakeLists.txt进行配置和定义的。
    • CmakeLists.txt的作用:ESP-IDF编译时编译工具CMake会首先通过读取工程目录的顶层CMakeLists.txt的内容来读取构建规则,识别需要编译的内容。当在CMakeLists.txt中引入了需要的组件、程序后,编译工具CMake会根据索引导入每个所需要编译的内容。编译过程如:

ESP32-P4 VSCode ESP-IDF GettingStart 240906 02.png

示例程序

Demo-flow-01.png

  • ESP32-S3-LCD-3.16 示例程序
示例程序 基础例程说明 依赖库
01_ADC_Test 获取系统电压 -
02_SD_Card 测试FatFs格式的SD卡 -
03_DRV2605_Test I2C驱动DRV2605 SensorLib
04_Encoder_Test 测试编码器 -
05_WIFI_AP ESP32S3作为AP -
06_WIFI_STA ESP32S3作为STA -
07_Audio_Test 测试音频编解码 -
08_LVGL_Test 测试屏幕显示 LVGL


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系统电压,打印到终端。

【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 0。
  • adc_get_value(float *value,int *data) :读取 ADC1 通道 0 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:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-51.png

02_SD_Card

【程序说明】

  • 通过宏定义选择SPI或者SDMMC方式驱动SD卡,成功挂载SD卡之后把SD卡信息打印到终端。

【硬件连接】


  • 板子装上FatFs格式的SD卡(默认已经装好)。

【代码分析】


  • _sdcard_init(void) :使用4线SDMMC方式初始化SD卡。
  • sdcard_loop_task(void *arg):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,practical_size是SD卡的实际容量,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-46.png

想了解更多关于Arduino ESP32库关于SD卡相关的使用?可访问:Arduino ESP32 库 SD 使用

03_DRV2605_Test

【程序说明】

  • 通过I2C总线控制DRV2605驱动震动马达。

【代码分析】


  • i2c_drv2605_setup(void) :初始化DRV2605。
  • i2c_drv2605_loop_task(void *arg) :依次播放DRV2605芯片内建的触觉反馈效果(波形),并将每个效果的名称打印到串口监视器中

【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波形名称,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-47.png

04_Encoder_Test

【程序说明】

  • 驱动编码器,可以实现编码器计数。

【代码分析】


  • setup() :初始化Serial和编码器。
  • user_encoder_loop_task() :测试编码器任务,通过不同方向旋转旋钮,可以进行编码器自增或者自减。

【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编码器计数,如下图所示:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-48.png

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。

【代码分析】


  • softap_example_main.c文件找到SSIDPASSWORD,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。
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID      "waveshare_esp32"
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASSWORD      "wav123456"

【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,会输出该设备的MAC地址和IP地址,如图: ESP32-S3-LCD-1.3-1008.png

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。

【代码分析】


  • esp_wifi_bsp.c文件找到ssidpassword,然后将其修改为当前环境中可用路由器的SSID 和 Password。
wifi_config_t wifi_config = {
      .sta = {
        .ssid = "PDCN",
        .password = "1234567890",
      },
  };

【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: ESP32-S3-LCD-1.3-1009.png

07_Audio_Test

【程序说明】

  • 使用I2S驱动音频解码芯片,可以播放音乐和获取MIC声音。

【代码分析】

  • audio_bsp_init :初始化音频编解码器。
  • user_encoder_loop_task(void *arg) :通过编码器调节播放音乐声音的大小。
  • 在'user_config.h文件找到#define AudioMode宏定义,通过该宏定义可以实现回环模式或者播放音乐模式。
/*
LoopbackMode: A loopback mode that can play back the sound received by the microphone.
PlaybackMusicMode: A music playback mode that can directly play PCM-format audio.
The rotary encoder adjusts the audio playback volume.
*/
#define LoopbackMode         0
#define PlaybackMusicmode    1

#define AudioMode  PlaybackMusicmode

【运行效果】


ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-57.png

1.程序烧录完成之后,打开串口监视器,输出"audio start"表示初始化音频编解码成功
2.需要外接3.5mm的耳机或者音响,才可以实现播放
3.可以通过编码器调节声音大小
4.使用回环模式的时候,使用耳机的效果最佳

08_LVGL_Test

【程序说明】

  • 通过移植LVGL,在屏幕上实现一些多功能的GUI界面。

【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 EXAMPLE_Rotate_90宏定义,取消注释即可。
  • 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,取消注释即可。
//#define Backlight_Testing
//#define EXAMPLE_Rotate_90

【运行效果】


  • 程序烧录完成后,设备的运行效果如下:

ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-42.png

LVGL更多学习及使用可参考LVGL官方文档

BIN文件烧录

  • 提前下载我们提供的BIN文件,下面将以Windows系统为例,其他系统类似

1.解压下载的BIN文件压缩包,按住WIN+R->输入CMD回车进入命令行,然后检测系统是否具备python和pip(大部分电脑会具备),如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-22.png

可以看到python版本是3.11.9和pip版本是24.0
如果没有对应的版本,可以自行访问python官网先安装python,安装成功之后使用命令行安装pip
curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py

2.安装esptool工具,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-23.png

输入上面的命令即可安装esptool
可以看到系统已经有esptool版本是24.0

3.查看esptool工具的路径,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-24.png

输入上面的命令即可查看esptool原路径

4.把路径添加到用户环境变量,然后重新打开命令行,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-25.png
5.板载有两个MCU,分别是ESP32和ESP32S3,我们先识别连接电脑的COMx是哪个板子,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-50.png

1.输入命令:esptool.exe --port COMx --baud 115200 chip_id
2.COMx是指设备连接上电脑之后的COM,可以通过设备管理器查看
3.确认是ESP32或者ESP32S3可以查看chip type

6.板载有两个MCU,分别是ESP32和ESP32S3,先给ESP32烧录bin文件,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-26.png

1.--chip esp32:表示芯片类型,如esp32、esp32s3、esp32c6等
2.--port:表示串口端口,可以打开设备管理器->端口查看对应的COMx
3.--baud:波特率
4.write_flash:烧录命令
5.-z:启用压缩
6.0x0:烧录地址
7..bin:表示固件路径,也就是你解压之后的固件路径
如果烧录失败,看是否是芯片类型和COMx不对,重新确认然后执行烧录指令

7.接下来烧录ESP32S3的bin文件,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-27.png

1.注意需要改成esp32s3
2.COM也需要修改成对应的
3.BIN文件注意不要选错
如果烧录失败,看是否是芯片类型和COMx不对,重新确认然后执行烧录指令

8.烧录完成之后,拨动下开关进行开关机重启,如图:
ESP32-S3-Knob-Touch-LCD-1.8-21.png

资料

原理图

示例程序

BIN文件

AIDA64配置文件

数据手册

ESP32-S3

ESP32

其他器件

软件工具

Arduino

VScode

固件烧录工具

FFmpeg

其他资料链接

FAQ

  • Type C不同方向接入试下
  • 通过Type C不同方向的接入从而切换ESP32或ESP32S3



  • 优先考虑网络问题,试着切换别得网络


  • 检查Arduino IDE -> Tools有没有正确配置
  • Arduino里面的ESP32版本是否和示例要求的一致


  • 首次编译很慢属于正常情况,耐心等待即可


  • 若开发板有复位键则按下复位键;若没有复位键,请重新上电


  • 部分AppData文件夹是默认隐藏的,可以设置为显示。
  • 英文系统:资源管理器->View->勾选“Hidden items”
  • 中文系统:文件资源管理器->查看->显示->勾选“隐藏的项目”


  • Windows系统:

①通过设备管理器查看: 按下Windows + R键打开“运行”对话框; 输入devmgmt.msc并按回车键打开设备管理器; 展开“端口(COM和LPT)”部分,这里会列出所有的COM端口及其当前状态。
②使用命令提示符查看: 打开命令提示符(CMD); 输入mode命令,这将显示所有COM端口的状态信息。
③查看硬件连接: 如果你已经连接了外部设备到COM口,通常设备会占用一个端口号,可以通过查看连接的硬件来确定使用的是哪个端口。

  • Linux系统:

①使用dmesg命令查看: 打开终端。
②使用ls命令查看: 输入ls /dev/ttyS*或ls /dev/ttyUSB*来列出所有的串口设备。
③使用setserial命令查看: 输入setserial -g /dev/ttyS*来查看所有串口设备的配置信息。



  • 正常的3.7V-4.2V锂电池,开发板外露PH1.25电池座



技术支持

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