ESP32-S3-Matrix
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说明
产品简介
ESP32-S3-Matrix 是一款体积小巧,搭载多种数字接口的微控制器开发板。在极小板型下引出17个GPIO,并且板载 8*8 RGB LED矩阵,可以用于显示炫酷的灯效或者简易的图像
在硬件上,采用 ESP32-S3 芯片,芯片集成了高性能的 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器、超低功耗协处理器、Wi-Fi 基带、蓝牙基带、RF 模块以及外设。可兼容扩展多种外围设备,使用更方便。
在软件上,可选择 ESP-IDF 开发环境或在 Arduino IDE 上进行开发,从而可以轻松快速地入门,并将其应用于产品中。
产品特性
- 采用 ESP32-S3 芯片,芯片集成了高性能的 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240 MHz
- 集成 512 KB SRAM、384 KB ROM、16 KB RTC SRAM 以及 4MB Flash 存储器
- 集成低功耗蓝牙 (Bluetooth LE) 无线通信 和 2.4 GHz Wi-Fi,具有优越的射频性能
- 采用 USB Type-C 接口,无需纠结正反插
- 引出丰富的外设接口,板载 64 个 RGB 灯珠组成 8*8 灯珠阵列,可以用于显示炫酷的灯效或者简易的图像
- 支持多种低功耗工作状态,可调节通信距离、数据率和功耗之间的平衡,满足各种应用场景的功耗需求
- 请注意,灯珠亮度不要调至过大,亮度过高会导致温度急速上升,从而导致板子损坏
资源接口
引脚分布
- RGB矩阵控制引脚为GPIO14
产品尺寸
ESP-IDF下使用
以下开发系统默认为Windows,推荐使用VSCode插件进行开发
目前暂未提供 ESP-IDF 下除官方示例的其他示例程序
使用VSCode插件开发
安装VSCode
- 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
- 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
- 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
安装Espressif IDF插件
- 注:当前插件最新版本为V1.6.4,为体验一致,用户可以选择与我们一样的版本
- 打开VSCode,使用快捷键 Shift+Ctrl+X ,进入插件管理器
- 在搜索栏中,输入 Espressif IDF ,选择对应的插件点击 install即可
- 使用快捷键 F1 ,输入
esp-idf: configure esp-idf extension
- 选择express(此教程针对第一次安装的用户,故只讲述初次的通用安装教程)
- 选择下载服务器,我们推荐国内用户使用Espressif作为你的下载服务器
- 选择想要现在的ESP-IDF版本,我们选择最新的V5.1.1
- 下面两个分别为ESP-IDF容器安装地址和ESP-IDF所需的工具安装地址,
- 注意:如果之前有安装过ESP-IDF,或者失败过的,请务必彻底删除文件或者创建全新的无中文路径
- 配置完成后,点击 install 进行下载
- 进入下载页面,其会自动安装对应工具与环境,稍等片刻即可
- 安装完成后,会进入以下界面,说明安装完成
官方例程使用教程
创建例程( 示例 )
- 使用快捷键 F1 ,输入
esp-idf:show examples projects
- 选择你当前的IDF版本
- 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
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
- 选择使用的工程或者例程
- 然后我们的COM口就修改好了
修改驱动对象
- 此处显示的是使用的驱动对象,点击可以修改对应驱动对象
- 选择使用的工程或者例程
- 点击后需要稍等片刻
- 选择我们需要驱动的对象,也就是我们的主芯片为ESP32S3
- 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
其余状态栏简介
- ①SDK 配置编辑器,ESP-IDF很多功能与配置可以在其内修改
- ②全部清理,清空所有编译文件,
- ③编译
- ④当前下载方式,默认为UART
- ⑤烧录当前固件,请在编译后进行
- ⑥打开串口监视器,用于查看串口信息
- ⑦编译,烧录,打开串口监视器 一体按键(调试时最常用)
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
- 编译可能需要较长时间才能完成,尤其是在第一次编译时。
- 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
- 后续也可在 下载方式 处进行修改(点击即可弹出选项)
- 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
擦除设备Flash
- 解压软件资源包(Flash 调试软件)
- 打开 flash_download_tool_3.9.5.exe软件,选择ESP32-S3及USB
- 选择UART的端口号,点击 START (不选择任何 bin 文件)
- 等待烧录完成,点击擦除
- 等待擦除完成
Arduino下使用
搭建环境
- 安装 Arduino IDE
- 安装完成后打开 Arduino IDE
- 进入开发板管理器,搜索 esp32 ,在下方的 esp32 by Espressif Systems 中选择 当前最新版本并点击安装(若不能正常安装可使用手机热点尝试)
- 安装完成重启 Arduino IDE 即可使用
若安装失败则展开
- 安装 2.0.11 版本失败
- 下载资源文件
链接: https://pan.baidu.com/s/1lGddfYYJUPlqc2Kgznmytw 提取码: 0755
- 从资源管理器按路径 “c:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\staging\packages” 进入(其中 Waveshare 为计算机用户名,需要开启显示隐藏文件)
- 将上方下载的文件解压至 packages 文件夹下
- 重新执行安装操作
- 安装完成重启 Arduino IDE 即可使用
运行示例
创建示例
- 上方将项目文件夹更改为 c:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages(其中 Waveshare 为计算机用户名)
- 重新开启 Arduino IDE
- 可通过文件下的项目文件夹中的示例进行例程创建
- 以下演示创建 RGB 闪烁的示例(处于File -> Sketchbook -> esp32 -> hardware -> esp32 -> 2.0.11 -> libraries -> ESP32 -> examples -> GPIO 下的 BlinkRGB )
- 请将程序替换为以下内容
#define PIN_NEOPIXEL 14 void setup() { // No need to initialize the RGB LED } // the loop function runs over and over again forever void loop() { neopixelWrite(PIN_NEOPIXEL, RGB_BRIGHTNESS, 0, 0); // Red delay(1000); neopixelWrite(PIN_NEOPIXEL, 0, RGB_BRIGHTNESS, 0); // Green delay(1000); neopixelWrite(PIN_NEOPIXEL, 0, 0, RGB_BRIGHTNESS); // Blue delay(1000); neopixelWrite(PIN_NEOPIXEL, 0, 0, 0); // Off / black delay(1000); }
程序烧录
- 请注意,需要将引脚修改为对应的 RGB 引脚才可使用
- 选择开发板和端口
- 搜索 esp32s3 ,选择 ESP32S3 Dev Module 和 下载端口
- 选择完成,点击上传,Arduino IDE 将编译并烧录该程序
- 上传完成,即可在开发板上看到现象
MicroPythn 下使用
目前暂未提供 MicroPython 下示例程序
烧录固件程序
- 下载并解压MicroPython固件:(烧录器与固件)
- 将设备连接电脑
- 打开 flash_download_tool_3.9.4.exe软件,选择ESP32-S3及USB
- 选择对应的COM口,我们已经为你配置好其他信息,点击Start开始下载即可(若识别不到COM 口,请按住 BOOT 按键,并按下 RESET 按键,先松开 RESET 按键)
- 若出现下载卡顿,一直未进行下载,请进入下载模式,按住 BOOT 按键,并按下 RESET 按键,先松开 RESET 按键,再次尝试下载,等待烧录完成
前置操作
Thonny 下使用
- 安装Thonny(Thonny IDE)
- 开启Thonny,点击右下方的“Python x.x.x”,选择“Configure interpreter”
- 在弹出窗口中选择“Interpreter”->解释器选择“MicroPython(ESP32)”
- 保存设置
- 点击暂停,Shell窗口出现以下淡灰色字体,即为连接成功
示例演示
请注意,灯珠亮度不要调至过大,亮度过高会导致温度急速上升,从而导致板子损坏
以下演示在 Arduino IDE 上实现设备控制
库安装
- 安装 Adafruit NeoPixel 库
- 安装 Adafruit NeoMatrix 库
- 选择安装所有
- 安装 Adafruit GFX Library 库
- 选择安装所有
- 安装 FastLED 库
- 安装 SensorLib 库用于 QMI8658
显示字符
请注意,灯珠亮度不要调至过大,亮度过高会导致温度急速上升,从而导致板子损坏
- 可通过修改引号内的字符以在 ESP32-S3-Matrix 上显示相应字符
- 修改后 烧录程序 即可使用
随动游戏
请注意,灯珠亮度不要调至过大,亮度过高会导致温度急速上升,从而导致板子损坏
- 安装相应库文件
- 下载 示例程序,示例中的 Game 文件夹下的示例为一个灯珠随 ESP32-S3-Matrix 倾斜跟随移动的小游戏
- 烧录程序 即可使用
- 成功烧录程序后,将在靠近中心位置点亮一个灯珠
- 亮灯会根据设备当前倾斜角度进行移动
- 可根据需求修改程序以实现更复杂的操作
酷炫颜色
Web 页面控制
请注意,灯珠亮度不要调至过大,亮度过高会导致温度急速上升,从而导致板子损坏
- 安装相应库文件
- 下载 示例程序,示例中的 HTTP 文件夹下的示例为通过 Web 页操作 ESP32-S3-Matrix 进行显示
- 烧录程序 即可使用,程序烧录成功后可按下方操作进行
- 控制设备(手机、电脑等)连接名为 ESP32-S3-Matrix 的WIFI
- 成功连接 WIFI 后,在浏览器中搜索 10.10.10.1 可进入 ESP32-S3-Matrix 控制页面
10.10.10.1
- Web 页面存在两个控制 ESP32-S3-Matrix 全局刷新按钮,以及一个文本框和提交按钮
- 在文本框中输入字符,然后点击 Submit 按钮,文本框中的字符将在 ESP32-S3-Matrix 上流动显示
资料
程序
软件
编程软件
串口
Flash 烧录
蓝牙调试
数据手册
ESP32-S3
- ESP32-S3技术参考手册(中文)
- ESP32-S3系列芯片技术规格书(中文)
- ESP32-S3 Series Datasheet(英文)
- ESP32-S3 Technical Reference Manua(英文)
原理图
官方文档
ESP32官方文档
FAQ
方法1:点击复位按键1秒以上,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载
方法2:可长按BOOT按键,同时按下RESET,然后松开RESET,再松开BOOT按键,此时模块可进入下载模式,可解决大部分无法下载的问题。
在VSCode中点击快捷键 F1,搜索 Espressif IDF,会发现被定为不被信任的扩展,设置为信任即可。
请在切换ESP后重新选择COM口及驱动对象再编译并烧录。
检查USB口的供电电压是否小于5V,一般情况下USB口的供电电压在4.9V以上,模块的两路USB口均可正常使用,若低于4.9V,则有可能出现供电不足,usb口掉线的情况,此种情况须更换足电压的USB口使用。
关闭下方OpenOCD,并重新开启OpenOCD。