ESP32-S3-Touch-LCD-1.46

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ESP32-S3-Touch-LCD-1.46
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功能简介
特性 无特性,不解释
显示尺寸 1.46 英寸
分辨率 412×412
' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
接口 I2C QSPI

产品介绍

产品简介

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 是一款支持 2.4GHz Wi-Fi 和蓝牙 BLE 5 的微控制器开发板。集成大容量 Flash 和 PSRAM,板载 1.46 英寸触控 LCD 屏,可流畅运行 LVGL 等 GUI 界面程序,结合多种外设接口,可快速开发 ESP32-S3 的 HMI 等应用。

产品特性

  • 搭载 ESP32-S3R8 高性能 Xtensa 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240MHz
  • 支持 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth 5 (LE),板载天线
  • 内置 512 KB SRAM 和 384 KB ROM,叠封 8 MB PSRAM 和板载 16 MB Flash (支持接入扩展设备)
  • 采用 Type-C 接口,提高用户便捷性和设备兼容性
  • 板载 1.46 英寸 LCD 屏,分辨率 412 × 412,16.7M 彩色
  • 支持 I2C 接口控制触摸,支持中断
  • 引出 UART、I2C 以及部分 IO 接口
  • 板载 QMI8658 六轴惯性测量单元 (3 轴加速度、3 轴陀螺仪),可检测运动姿态、计步等功能
  • 板载 PCF85063 RTC 芯片,可通过外接电池实现不间断供电,确保更换主电池时 RTC 功能持续工作
  • 板载 PWR、BOOT 两个可自定义功能的侧边按钮,可使用按钮进行自定义功能开发
  • 板载 3.7V MX1.25 锂电池充放电接口
  • 板载 Micro SD 卡槽,用于扩展存储和快速数据传输,具备灵活性,适用于数据记录和媒体播放,简化了电路设计
  • 支持灵活时钟、多种电源模式等准确控制,实现多场景低功耗模式
  • 引出多个 GPIO 排针,可映射为多种功能接口,方便客户自定义开发

资源简介

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-introduction-01.jpg

1、ESP32-S3R8
   双核处理器,高达 240MHz 的运行频率

2、QST 姿态传感器
   QMI8658(六轴陀螺加速度计)

3、16MB Flash

4、喇叭

5、电池充电管理芯片

6、MP1605GTF-Z
   电源模块,支持 2A (MAX) 输出

7、麦克风

8、TCA9554PWR
   GPIO 扩展芯片

9、功放芯片

10、PCM5101音频解码芯片

11、RTC 时钟芯片
   PCF85063 RTC 时钟

12、多功能排针
   引出多个 GPIO 可供使用


13、Micro SD 卡座
   允许连接大容量 SD 卡

14、IPEX 1 代座子
   可通过拆焊电阻切换为使用外部天线

15、贴片陶瓷天线

16、系统电池接口
   MX1.25 2PIN 连接器,可用于接入 3.7V 锂电池,支持充放电

17、电池供电控制按键
   在程序支持下使用

18、BOOT 按键

19、音量调节旋钮

20、充电指示灯
   在连接系统电池时,充电为常亮,充满熄灭
   (未连接系统电池时,状态不定)

21、Type-C 接口

22、电源指示灯

23、RTC 电池接口
   接入可充电的 RTC 电池


接口介绍

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-introduction-02.jpg

  • I2C 接口
引脚丝印 功能 说明
GND GND 电源地
3V3 3V3 对外输出3.3V
SCL SCL(GPIO10) I2C 时钟线,不可用作普通GPIO
SDA SDA(GPIO11) I2C 数据线,不可用作普通GPIO
  • UART 接口
引脚丝印 功能 说明
GND GND 电源地
3V3 3V3 对外输出3.3V
TXD TXD(GPIO43) UART 数据发送或用作普通GPIO
RXD RXD(GPIO44) UART 数据接收或用作普通GPIO
  • USB 接口
引脚丝印 功能 说明
5V 5V 对外输出5V
GND GND 电源地
DN DN(GPIO19) 用于 USB 通信或用作普通 GPIO,用作普通 IO
则每次烧录程序前都需进入下载模式
DP DP(GPIO20) 用于 USB 通信或用作普通 GPIO,用作普通 IO
则每次烧录程序前都需进入下载模式

产品尺寸

  • 无盖板版本

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-introduction-03.jpg

  • 带盖板版本

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-introduction-04.jpg

产品参数

参数名称 参数
接口 USB Type-C
主控芯片 ESP32-S3
屏幕类型 TFT
屏幕控制芯片 Display :SPD2010
Touch :SPD2010
板载设备 姿态传感器 :QMI8658
RTC时钟 :PCF85063
PCM音频解码 :PCM5101
MIC
Micro SD
喇叭
电池充电管理模块

内部硬件连接

  • LCD
LCD引脚 ESP32S3
LCD_SDA0 GPIO46
LCD_SDA1 GPIO45
LCD_SDA2 GPIO42
LCD_SDA3 GPIO41
LCD_SCK GPIO40
LCD_CS GPIO21
LCD_TE GPIO18
LCD_RST EXIO2
LCD_BL GPIO5
TP_SDA GPIO11
TP_SCL GPIO10
TP_INT GPIO4
TP_RST EXIO1
  • SD Card
SD Card ESP32S3
SD_D0 / MISO GPIO16
SD_CMD / MOSI GPIO17
SD_SCK / SCLK GPIO14
SD_D3 / CS EXIO3
SD_D1 NC
SD_D2 NC
  • QMI
QMI8658 ESP32S3
IMU_SCL GPIO10
IMU_SDA GPIO11
IMU_INT1 EXIO5
IMU_INT2 EXIO4
  • RTC
PCF85063ATL ESP32S3
RTC_SCL GPIO10
RTC_SDA GPIO11
RTC_INT GPIO9
  • MIC
Buzzer ESP32S3
MIC_WS GPIO2
MIC_SCK GPIO15
MIC_SD GPIO39
  • SPEAKER
PCM5101 ESP32S3
Speak_DIN GPIO47
Speak_LRCK GPIO38
Speak_BCK GPIO48

使用说明

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 目前提供 Arduino IDEESP-IDF 两种开发工具和框架,提供了灵活的开发选择,你可以根据项目需求和个人习惯选择适合的开发工具。

开发工具介绍

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。


这两种开发方式各有其优势,开发者可以根据自身需求和技能水平进行选择。Arduino 适合初学者和非专业人士,因其简单易学、上手快。而对于有专业背景或对性能要求较高的开发者,ESP-IDF 是更好的选择,它提供了更高级的开发工具和更强的控制能力,适用于复杂项目的开发。

器件准备

  • ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 x1
  • 含MP3文件的SD卡 x1
  • USB线 type A公口 转 Type C公口 x1

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-usenotes-01.png

注意事项

  • 请注意,电脑用户名必须是英文,用户名为中文会导致编译出错
  • 在通过提供的示例启用所有板载设备时,若想继续使用板载蓝牙设备,建议使用其他内存占用较小的音频库文件(否则会导致SRAM占用过大)
  • 开发板使用USB下载程序,如果出现无法识别到端口,请进入boot模式(摁住boot按键后,再连接电脑,然后松开boot按键),下载程序后,按 RESET 按键运行程序
  • Arduino 上的 ESP32 3.0.2 基于 ESP-IDF v5.1开发,与此前基于 ESP-IDF V4.X 有较大差异,在进行以下操作后,原先可以正常运行的程序可能需要进行一些调整才可使用
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。

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。(Mac下使用 需要安装MAC 驱动程序

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 by Espressif Systems”开发板离线软件包,点击此处下载:esp32_package_3.0.2_arduino离线包
  • ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 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 3.0.2以上

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-Touch-LCD-1.46 库文件存放于示例程序中,点击此处跳转:ESP32-S3-Touch-LCD-1.46示例程序
  • ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 库文件安装说明
库名称 说明 版本 库安装要求
LVGL 图形库 v8.3.10 “离线”安装
ESP32-audioI2S-master 音频解码库 v2.0.0 “离线”安装
LVGL更多学习及使用可参考LVGL官方文档

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

  • 部分开发板在指定版本号支持直接选择型号,以“waveshare esp32-s3-lcd-1.69”为例

ESP32-S3-AMOLED-1.91-Ar-study-07.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-Touch-LCD-1.46 示例程序
示例程序 基础例程说明 依赖库
LVGL_Arduino 测试板载设备功能 LVGL,ESP32-audioI2S-master
  • esp32版本号为3.1.0以上时,ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 支持直接选择型号,直接选择型号后,部分参数默认不用修改

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-demo-01.png

Arduino 工程参数设置

  • 使用waveshare提供的示例程序,需进行参数的设置

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 Demo 2.png

  • 当使用非waveshare提供的示例程序,请注意,若程序中未使用语音识别功能,请将Tools->Partition Scheme修改为“16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)”

LVGL_Arduino

【程序说明】


  • 本示例演示了板载各个设备的功能,页面一显示SD Card,Flash Size,Battery Voltage等参数,页面二为音乐播放界面;另外,此示例增加语音识别功能

【硬件连接】


  • 将SD卡插入开发板中
  • 将开发板接入电脑

【代码分析】


  • setup():硬件初始化,配置外设等
    • 硬件初始化:setup() 内部主要执行多个初始化函数,用来配置和初始化与Arduino连接的硬件组件,如RTC、陀螺仪、LCD显示、SD卡、音频模块、麦克风等。通过这些初始化,确保硬件能够正常工作
    • 图形界面初始化:调用 Lvgl_Init() 来初始化LVGL(Light and Versatile Graphics Library),一个广泛用于嵌入式系统的图形库。Lvgl_Example1() 则是一个示例程序,用来展示如何在显示屏上渲染图形界面
    • 任务调度:Driver_Loop() 函数创建了一个任务(DriverTask),用于管理和循环执行一些外设的操作
  • loop():主要用于图形界面的更新和任务调度
    • LVGL任务循环:Lvgl_Loop() 是一个LVGL库的循环函数,用于处理图形界面的更新、事件响应和其他与UI相关的操作。在嵌入式系统中,图形库通常需要在主循环中频繁调用,以保持界面的刷新和交互的实时性
    • 任务调度控制:vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5)) 用于让任务暂停5毫秒。vTaskDelay 是FreeRTOS中的延时函数,目的是降低CPU的使用率,避免占用过多的时间片,确保系统的其他任务(如外设处理)也能够按时执行

【运行效果】


  • LCD屏幕显示参数说明
参数 功能 说明
SD Card 显示 SD 卡的大小 连接SD卡,若识别失败请将SD卡格式化为FAT32格式(首次识别失败请等待一会后复位下再查看)
Flash Size 显示 Flash 大小 当前板载 16MB Flash
Battery Voltage 电池电压 连接电池时可检测到电池电压
Angular deflection 显示板子角度偏移 显示三个方向的偏移
RTC Time 显示 RTC 时间 显示当前 RTC 时间
RTC 时间与当前时间不一致,是因为掉电状态下并不能留存数据,如需要保持 RTC 时间正常,则需连接 RTC 电池并更新 RTC 时间
Wireless scan 显示扫描到的WIFI个数 扫描结束会在末尾显示 Scan Finish
Backlight brightness 亮度滑动条 调节屏幕亮度
  • 页面 2 为播放 SD 卡根目录下的 mp3 音频的 UI 页面
  • 本程序默认启用语音识别,唤醒词为 “hi esp”,唤醒后,背光变暗后即可说出指令(背光未变暗则表示未被唤醒,识别要求较为严格,发音需要标准,语速放缓)
  • 以下提供几种格式的MIC测试音频(请注意,每次hi esp唤醒失败的话请重新将音频调至该次唤醒词播放处重新播放)
  • 请不要在使用喇叭播放音频时进行语音识别
  • 测试音频中之所以播放两次唤醒词,是由于当前固件版本首次唤醒需要聚焦设备(比喻),并且当前固件并不允许关闭该功能
// 指令
Turn on the backlight
Turn off the backlight
Backlight is brightest
Backlight is darkest

切换为中/英文识别模型

环境初始状态默认为英文识别环境,按照以下步骤可切换为中文识别模型或还原为英文识别模型

【切换为中文识别模型】


中文识别环境搭建

  • 下载提供的程序文件 使用中文模型的程序
  • 进入路径 C:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\3.0.2\libraries\ESP_SR\src (其中 Waveshare 为电脑用户名)
  • 使用下载的文件替换该路径下的 esp32-hal-sr.c
  • 下载中文模型 中文模型-唤醒词hi 乐鑫
  • 进入路径 C:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\tools\esp32-arduino-libs\idf-release_v5.1-bd2b9390ef\esp32s3\esp_sr (其中 Waveshare 为电脑用户名)
  • 使用下载的文件替换该路径下的 srmodels.bin
  • 将程序中的识别指令修改为中文指令(拼音)

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85 Program parsing 2.png

【切换为英文识别模型】


   英文识别环境搭建

  • 环境初始状态默认为英文识别环境,若未转为中文,则不进行以下修改
  • 若此前有将其修改为中文识别则,下载提供的程序文件 使用英文模型的程序
  • 进入路径 C:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\3.0.2\libraries\ESP_SR\src (其中 Waveshare 为电脑用户名)
  • 使用下载的文件替换该路径下的 esp32-hal-sr.c
  • 下载英文模型 英文模型-唤醒词hi esp
  • 进入路径 C:\Users\Waveshare\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\tools\esp32-arduino-libs\idf-release_v5.1-bd2b9390ef\esp32s3\esp_sr (其中 Waveshare 为电脑用户名)
  • 使用下载的文件替换该路径下的 srmodels.bin
  • 将程序中的识别指令修改为英文指令(音素)

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85 Program parsing 1.png

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

  • 国内部分区域安装,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
  • ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 所需Espressif IDF版本说明
插件名称 插件安装要求 版本号要求
Espressif IDF “离线”安装/“在线”安装 ≥5.3.1

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

示例程序

Demo-flow-01.png

  • ESP32-S3-Touch-LCD-1.46 示例程序
示例程序 基础例程说明
ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-Test 测试板载设备功能

ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-Test

【程序说明】


  • 本示例演示了板载各个设备的功能,页面一显示SD Card,Flash Size,Battery Voltage等参数,页面二为音乐播放界面;另外,此示例增加语音识别功能。

【硬件连接】


  • 将SD卡插入开发板中
  • 将开发板接入电脑

【代码分析】


  • Driver_Init():初始化硬件、驱动和系统所需的资源,并创建一个任务来循环执行硬件驱动
    • 硬件初始化:Driver_Init()负责初始化多个硬件模块,如电源管理、时钟、I2C总线、外部I/O、传感器等
    • 任务创建:xTaskCreatePinnedToCore()创建了一个 FreeRTOS 任务 Driver_Loop,并将其绑定到核心0。这意味着 Driver_Loop 函数将不断循环执行,处理硬件的相关操作。此任务将与其他任务并发运行,有助于硬件驱动的实时性
    • 模块化设计:初始化函数将各硬件初始化分散到不同的模块,易于维护和扩展。如果有新硬件需要支持,只需在这里添加初始化代码即可
  • Driver_Loop():这个函数在 FreeRTOS 任务中循环运行,定期执行各硬件驱动的工作。它是大部分硬件驱动操作的核心部分
    • 循环执行硬件驱动:Driver_Loop()中定期调用多个硬件驱动的循环函数,如 QMI8658_Loop()PCF85063_Loop()BAT_Get_Volts() PWR_Loop(),这些都是实时执行的硬件操作
      • QMI8658_Loop():处理与QMI8658传感器的交互,读取传感器数据
      • PCF85063_Loop():处理PCF85063时钟模块,更新时间
      • BAT_Get_Volts():获取当前电池电压,以确保设备电池电量满足要求
      • PWR_Loop():执行电源管理任务,监控电源状态、控制电源的开启或关闭
    • 定时任务:通过 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100))Driver_Loop()函数每100毫秒延时一次,这有助于确保任务不会占用过多CPU资源,也避免对硬件进行过于频繁的操作
    • 删除任务:vTaskDelete(NULL) 是用来删除当前任务的,但由于 while(1) 是一个死循环,实际上这行代码永远不会执行

【运行效果】


  • LCD屏幕显示参数说明
参数 功能 说明
SD Card 显示 SD 卡的大小 连接SD卡,若识别失败请将SD卡格式化为FAT32格式(首次识别失败请等待一会后复位下再查看)
Flash Size 显示 Flash 大小 当前板载 16MB Flash
Battery Voltage 电池电压 连接电池时可检测到电池电压
Angular deflection 显示板子角度偏移 显示三个方向的偏移
RTC Time 显示 RTC 时间 显示当前 RTC 时间
RTC 时间与当前时间不一致,是因为掉电状态下并不能留存数据,如需要保持 RTC 时间正常,则需连接 RTC 电池并更新 RTC 时间
Wireless scan 显示扫描到的WIFI个数 扫描结束会在末尾显示 Scan Finish
Backlight brightness 亮度滑动条 调节屏幕亮度
  • 页面 2 为播放 SD 卡根目录下的 mp3 音频的 UI 页面
  • 本程序默认启用语音识别,唤醒词为 “hi esp”,唤醒后,背光变暗后即可说出指令(背光未变暗则表示未被唤醒,识别要求较为严格,发音需要标准,语速放缓)
  • 以下提供几种格式的MIC测试音频(请注意,每次hi esp唤醒失败的话请重新将音频调至该次唤醒词播放处重新播放)
  • 请不要在使用喇叭播放音频时进行语音识别
  • 测试音频中之所以播放两次唤醒词,是由于当前固件版本首次唤醒需要聚焦设备(比喻),并且当前固件并不允许关闭该功能
// 指令
Turn on the backlight
Turn off the backlight
Backlight is brightest
Backlight is darkest

切换为中/英文识别模型

环境初始状态默认为英文识别环境,按照以下步骤可切换为中文识别模型或英文识别模型

【切换为中/英文识别模型】


  • 若工程中存在以下两个文件,则删除这两个文件

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-04.png

  • 进入文件sdkconfig.defaults,找到此处。
    • 使用 "#" 注释处则切换为英文识别模型
    • 使用 "#" 注释处则切换为中文识别模型

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-05.png

生成语音控制指令


环境准备

  • 检查电脑是否有Python环境
  • 打开命令行:win+r ->输入cmd

①.输入 python --version 出现python版本号,则表示已安装
②.输入 where python 查看python安装位置
Python-install-04.png
C盘下的Python环境为安装VS Code时自动安装的Python环境;
E盘下是以下步骤用到的python环境

若没有安装环境请查看python环境安装教程,已安装请继续
  • 命令行输入 pip install g2p_en 安装 g2p_en 包
  • 安装资源包放在对应用户的 C:\Users\用户名\AppData\Roaming 路径下,双击解压文件
  • 命令行输入 pip install pypinyin 安装pypinyin库

生成中文拼音

  • 下载 中文指令生成文件
  • 命令行切换路径至中文指令生成文件夹下(路径因人而异,以下仅参考)
cd /d E:\download\Generate_Chinese_command
  • 命令行执行 multinet_pinyin.py 生成中文拼音
python multinet_pinyin.py "要转为拼音的中文"
例:python multinet_pinyin.py "你好微雪电子"

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-02.png

生成英文音素

  • 下载 英文指令生成文件
  • 命令行切换路径至英文指令生成文件夹下(路径因人而异,以下仅参考)
cd /d E:\download\Generate_English_command
  • 命令行执行 gen_sr_commands.py 生成音素指令
python gen_sr_commands.py "要转为音素的英文"
例:python gen_sr_commands.py "hello waveshare"

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-03.png

指令修改

Arduino下

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-06.png

ESP-IDF下

  • 中文指令

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-10.png

  • 英文指令

ESP32-S3-Touch-LCD-1.85-demo-09.png

Flash固件的烧录与擦除


  • 当前示例程序有提供测试固件,可通过直接烧录测试固件来测试板载设备功能正常与否
  • bin文件路径:
    ..\ESP32-S3-Touch-LCD-1.46-Demo\Firmware

资料

原理图

示例程序

数据手册

ESP32-S3

其他器件

软件工具

Arduino

VScode

固件烧录工具

其他资料链接

FAQ

  • 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
  • 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。
  • 按住BOOT按键,重新连接USB线,USB线连好后再松开 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。


这种情况可能是由于 Flash 空白导致 USB 口不稳定,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烧录固件(程序)即可解决该情况。


  • 首次编译很慢属于正常情况,耐心等待即可


  • 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。


  • 此情况为没有安装SD卡或SD卡无法被识别,若出现该情况,请等待一段时间后复位设备,仍不可解决请将SD卡格式化为FAT32格式,若依旧失败请更换其他SD卡



与运行的示例相关,不同程序刷新帧率不同。



可以同时使用,不过由于音频占用内存较大,在使用音频功能时不能同时开启


MX1.25接口 3.7V锂电池


使用我们对应接口和输出电压的就可以,容量看客户需求


  • 查看原理图,针对不同开发板的Type-C接口,对应代码处理输出不同:
    • USB直出的开发板,支持printf函数打印输出,若想支持Serial函数打印输出则需要使能USB CDC On Boot功能或者HWCDC声明
    • UART转USB的开发板,支持printf函数和Serial函数打印输出,无需使能USB CDC On Boot


技术支持

联系人:常工
EMAIL:2355861364@qq.com
QQ:2355861364
微信:扫下方二维码添加
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说明:进行售后服务前,请准备好客户信息(定货单位、定货人等),以供验证