ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用教程

产品介绍

产品简介

ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 是一款微雪 (Waveshare) 设计的低成本、高性能的微控制器开发板。在较小的板型下,板载了 1.69 英寸电容触摸 LCD 屏、锂电池充电芯片、音频编解码芯片、六轴传感器 (三轴加速度计与三轴陀螺仪) 和 RTC 等外设,方便开发并嵌入应用到产品中。

产品特性

  • 搭载一个高性能 RISC-V 32 位处理器和一个低功耗 RISC-V 32 位处理器,高性能处理器时钟高达 160MHz,低功耗处理器时钟可达 20MHz
  • 集成 Wi-Fi 6、蓝牙 5 和 IEEE 802.15.4 (Zigbee 3.0 和 Thread) 无线通信,具有出色的射频性能
  • 板载 320KB ROM、512KB HP SRAM、16KB LP SRAM 和外接 16MB Flash
  • 采用 Type-C 接口,无需纠结正反插
  • 板载 1.69 英寸电容触摸 LCD 屏,240 × 280 分辨率,262K 彩色,能清晰地显示彩色图片
  • 内置 ST7789V2 驱动芯片和 CST816T 电容触控芯片,分别使用 SPI 和 I2C 接口通信,不占用过多接口引脚资源
  • 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
  • 板载 PCF85063 RTC 芯片,可方便实现 RTC 功能需求
  • 板载 RST、BOOT 和一个可自定义功能的侧边按钮,方便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 ES8311 音频编解码芯片、麦克风和喇叭,轻松畅玩小智 AI
  • 引出 GPIO、I2C、USB 和 UART 焊盘,可供外接设备和调试使用,灵活配置外设功能
  • 支持灵活时钟、模块电源单独设置等精准控制,实现多场景低功耗模式
  • 触摸屏透过率高、响应快、寿命长

硬件说明


1、ESP32-C6

2、W25Q128JVSIQ
   16MB NOR-Flash

3、PCF85063
   RTC 时钟芯片

4、QMI8658
   六轴惯性测量单元 (IMU),包含一个 3 轴陀螺仪和一个 3 轴加速度计

5、ETA6098
   高效锂电池充电芯片

6、MX1.25 锂电池接口
   MX1.25 2P 连接器,可用于接入 3.7V 锂电池,支持充放电

7、Type-C 接口
   ESP32-C6 USB 接口,用于烧录程序和日志打印

8、MX1.25 喇叭接口

9、板载贴片天线

10、上电功能按钮
   支持检测上电功能、单击、双击、多击和 长按操作

11、BOOT 按键

12、RST 复位按键

13、麦克风

14、NS4150B
   3.0W 单声道 D 类音频功率放大器

15、ES8311 (背面)
   低功耗单声道音频编解码器

引脚定义


产品尺寸


使用说明

ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 目前提供 Arduino IDE 和 ESP-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

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

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-C6-Touch-LCD x1
  • USB线 type A公口 转 Type C公口 x1
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。 

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。

  • 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-C6-Touch-LCD-1.69 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 和 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。
  • ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 库文件存放于示例程序中,点击此处跳转:ESP32-C6-Touch-LCD-1.69示例程序
  • 库安装教程,详见:Arduino 库管理教程
ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 库文件说明
库名称说明版本库安装要求
lvglLVGL图形化库v8.4.0 或 v9.2.2“在线”安装
GFX_Library_for_ArduinoGFX图形化库v1.6.0“在线”安装
U8g2图形显示库v2.35.30“在线”安装
SensorLib传感器库v0.3.1“在线”安装
OneButton按键库v2.6.1“在线”安装

运行第一个 Arduino 程序

折叠
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

  • 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

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。

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


  • 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。

  • 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:


示例程序


  • 当使用电池供电时,按下 PWR 按键会启动供电。为保持持续供电,需要将 BAT_EN(GPIO15)配置为高电平。
  • ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 示例程序
示例程序基础例程说明依赖库
01_audio_out通过 I2S 接口播放 PCM 数据音频---
02_button_exampleBOOT和PWR按键单击、双击、长按等OneButton
03_battery_exampleBOOT按键单击、双击、长按等OneButton
04_es8311_example扬声器实时播放麦克风采集的声音---
05_gfx_helloworld屏幕上显示HelloWorldGFX_Library_for_Arduino
06_gfx_pdq_graphicstest进行图形测试,并显示分数GFX_Library_for_Arduino
07_gfx_clock屏幕上显示一个模拟时钟表盘GFX_Library_for_Arduino
08_gfx_u8g2_font通过加载字库,实现各国文字显示GFX_Library_for_Arduino 、U8g2
09_gfx_image屏幕显示图片GFX_Library_for_Arduino
10_esp_wifi_analyzer屏幕显示WiFi频段信号强度GFX_Library_for_Arduino
11_pcf85063_example屏幕显示RTC时间GFX_Library_for_Arduino、SensorLib
12_qmi8658_example屏幕显示IMU数据GFX_Library_for_Arduino、SensorLib
13_lvgl_arduino_v8lvgl v8版本示例程序lvgl(v8.4.0)、GFX_Library_for_Arduino、SensorLib
14_lvgl_arduino_v9lvgl v9版本示例程序lvgl(v9.3.0)、GFX_Library_for_Arduino、SensorLib
15_touch_example在屏幕上实时显示触摸坐标和滑动路径GFX_Library_for_Arduino、SensorLib
  • ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 Arduino 工程参数设置


01_audio_out

折叠

【程序说明】


本示例演示ESP32-C6-Touch-LCD-1.69播放PCM音频数据。

【代码分析】


  • 设置播放的音频数据
i2s.write((uint8_t *)audio_data, AUDIO_SAMPLES * 2);

【运行效果】


  • 播放音频文件,屏幕无现象



02_button_example

折叠

【程序说明】


本示例演示如何使用 OneButton 库读取 BOOT、PWM按键的单击、双击和长按等状态,并通过串口打印。

【代码分析】


  • 绑定回调函数
  button1.attachClick(click1);
  button1.attachDoubleClick(doubleclick1);
  button1.attachLongPressStart(longPressStart1);
  button1.attachLongPressStop(longPressStop1);
  button1.attachDuringLongPress(longPress1);

【运行效果】


  • 屏幕无现象
  • 打开串口监视器





04_es8311_example

折叠

【程序说明】


本示例演示使用ESP32-C6-Touch-LCD-1.69驱动ES8311音频编解码器,实现扬声器实时播放麦克风采集的声音。

【代码分析】


  • 收到开始信号后循环读取音频数据并播放,收到停止信号后结束播放并等待下一次启动。
void es8311_test_task(void *arg)
{
  const int limit_size_max = 1600;
  uint8_t data[limit_size_max];
  while (1)
  {
    if (xSemaphoreTake(es8311_recording_BinarySemaphore, portMAX_DELAY) == pdTRUE)
    {
      while (1)
      {
        i2s.readBytes((char *)data, limit_size_max);
        i2s.write(data, limit_size_max);
        if (xSemaphoreTake(es8311_stop_BinarySemaphore, 0) == pdTRUE)
          break;
      }
    }
  }
}

【运行效果】


  • 屏幕无现象
  • 长按BOOT按键不松手,扬声器实时播放麦克风采集的声音。



05_gfx_helloworld

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用GFX_Library_for_Arduino库驱动屏幕并在屏幕上显示HelloWorld

【代码分析】


  • 配置屏幕接口以及屏幕的分辨率等
Arduino_DataBus *bus = new Arduino_HWSPI(LCD_DC, LCD_CS, LCD_SCK, LCD_DIN);
Arduino_GFX *gfx = new Arduino_ST7789(
  bus, LCD_RST, 0 /* rotation */, true /* IPS */,
  240 /* width */, 280 /* height */,
  0 /* col offset 1 */, 20 /* row offset 1 */,
  0 /* col offset 2 */, 20 /* row offset 2 */);

【运行效果】





06_gfx_pdq_graphicstest

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用GFX_Library_for_Arduino库驱动屏幕进行图形测试,并显示分数

【运行效果】






07_gfx_clock

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用GFX_Library_for_Arduino库显示一个模拟时钟表盘

【运行效果】






08_gfx_u8g2_font

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用GFX_Library_for_Arduino库通过加载字库,实现各国文字显示

【运行效果】






10_esp_wifi_analyzer

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 使用GFX_Library_for_Arduino库显示WiFi频段信号强度

【运行效果】






11_pcf85063_example

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 获取pcf85063的时间和日期并显示到屏幕上。

【运行效果】






12_qmi8658_example

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 获取qmi8658的Accel、Gyro和温度并显示到屏幕上。

【运行效果】






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。 

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

  • 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
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
  • 需要安装 ESP-IDF V5.4.0 或更高版本。

运行第一个 ESP-IDF 程序

折叠
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




创建例程

  • 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

  • 选择放置例程的路径,要求无例程同名文件夹


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


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


  • 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

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


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



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


  • 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)



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


  • 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


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:


示例程序


  • 当使用电池供电时,按下 PWR 按键会启动供电。为保持持续供电,需要将 BAT_EN(GPIO15)配置为高电平。
  • 示例程序下载,点击此处跳转:ESP32-C6-Touch-LCD-1.69示例程序
  • ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 示例程序
示例程序基础例程说明
01_factory综合示例程序
02_lvgl_example_v8lvgl v8版本示例程序
03_lvgl_example_v9lvgl v9版本示例程序
04_qmi8658_example串口打印IMU数据
05_pcf85063_example串口打印RTC数据
06_lvgl_image_v8使用lvgl v8版本显示图片
07_lvgl_image_v9使用lvgl v9版本显示图片

01_factory

折叠

【程序说明】


本示例演示是ESP32-C6-Touch-LCD-1.69的综合示例,也是出厂默认烧录的示例。

【运行效果】


  • 触摸测试,手指滑动屏幕,显示其轨迹,短按BOOT按键,退出触摸测试。


  • 通过左右滑动进行界面切换。





02_lvgl_example_v8

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 运行lvgl v8版本示例。

【运行效果】


  • 可以进行触摸操作。





03_lvgl_example_v9

折叠

【程序说明】


本示例演示 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 运行lvgl v9版本示例。

【运行效果】


  • 可以进行触摸操作。





04_qmi8658_example

折叠

【程序说明】


本实例演示ESP32-C6-Touch-LCD-1.69驱动QMI8658,获取并打印Accel、Gyro和Angle。

【代码分析】


  • 初始化并启动测试程序
    i2c_master_bus_handle_t i2c_bus_handle;
    bsp_pwr_init();
    i2c_bus_handle = bsp_i2c_init(); // I2C初始化
    bsp_qmi8658_init(i2c_bus_handle); // QMI8658初始化
    bsp_qmi8658_test(); // QMI8658测试

【运行效果】


  • 屏幕无现象
  • 打开串口监视器





05_pcf85063_example

折叠

【程序说明】


本实例演示ESP32-C6-Touch-LCD-1.69驱动PCF85063,设置时间、日期以及获取时间。

【代码分析】


  • 初始化并启动测试程序
    i2c_master_bus_handle_t i2c_bus_handle;
    bsp_pwr_init();
    i2c_bus_handle = bsp_i2c_init();  // I2C初始化
    bsp_pcf85063_init(i2c_bus_handle);// PCF85063初始化
    bsp_pcf85063_test();// PCF85063测试

【运行效果】


  • 屏幕无现象
  • 打开串口监视器




06_lvgl_image_v8

折叠

【程序说明】


本示例演示了 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 运行lvgl v8版本显示图片。

【硬件连接】


  • 将板子接入电脑

【准备工作】



  • 将 image_1.c 拷贝到 main 文件夹内
  • main文件夹的 CMakeLists.txt 添加 "image_1.c"
idf_component_register(SRCS "main.cpp" "image_1.c"
                    INCLUDE_DIRS ".")
  • 在main.c 加入以下代码,声明图片
LV_IMG_DECLARE(image_1);
  • 设置要显示的图片
lv_img_set_src(img, &image_1);

【运行效果】





07_lvgl_image_v9

折叠

【程序说明】


本示例演示了 ESP32-C6-Touch-LCD-1.69 运行lvgl v9版本显示图片。

【硬件连接】


  • 将板子接入电脑

【准备工作】



  • 将 image_1.c 拷贝到 main 文件夹内
  • main文件夹的 CMakeLists.txt 添加 "image_1.c"
idf_component_register(SRCS "main.cpp" "image_1.c"
                    INCLUDE_DIRS ".")
  • 在main.c 加入以下代码,声明图片
LV_IMAGE_DECLARE(image_1);
  • 设置要显示的图片
lv_image_set_src(img, &image_1);

【运行效果】





小智AI应用

为顺利操作,请仔细阅读FAQ,提前了解可能的问题。声音问题,可通过对话将声音设置为最大,如:“将声音调至最大”。

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-C6-Touch-LCD-1.69-Demo\Firmware

资料

原理图

示例程序

数据手册

ESP32-C6

其他器件

软件

其他资料链接

技术支持

周一-周五(9:30-6:30)周六(9:30-5:30)

手机:13434470212

邮箱:services04@spotpear.cn

QQ:202004841

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