ESP32-C6-Pico 教程

资料

软件

编程软件

串口

Flash 烧录

蓝牙调试

原理图

ESP32-C6-Pico原理图

数据手册

ESP32-C6

TCA9554PWR

官方文档

ESP32官方文档

【产品简介】

[] ESP32-C6-Pico 是一款体积小巧,搭载多种数字接口的微控制器开发板。

[] 在硬件上,采用 ESP32-C6-MINI-1 模组,其搭载有 RISC-V 32 位单核处理器,支持高达 160 MHz 的时钟频率,内置 320KB ROM、512KB HP SRAM、16KB LP SRAM 和 4 MB flash;引脚接口兼容 Raspberry Pi Pico 开发板,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 Arduino IED来进行开发,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-C6-MINI-1 模组,搭载 RISC-V 32 位单核处理器,支持高达 160 MHz 的时钟频率

[] 集成 320KB ROM、512KB HP SRAM、16KB LP SRAM 以及 4MB Flash 存储器

[] 集成 2.4GHz Wi-Fi 6 和低功耗蓝牙 (Bluetooth LE) 双模无线通信,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,引脚接口兼容 Raspberry Pi Pico 开发板,兼容性和扩展性强

[] 邮票孔设计,可直接焊接集成到用户自主设计的底板上

[] 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,为保证设备功能完整性,请务必调用提供的 WS_TCA9554PWR 文件将 GPIO22(SDA)和 GPIO23(SCL)设定为 I2C 功能进行GPIO扩展

[] 请注意, GPIO22(SDA)和 GPIO23(SCL)已用于 TCA9554PWR,当下仅可连接 I2C 从设备在该引脚,不允许再将这两个引脚用于其他功能


【功能框图】


【资源接口】


【引脚分布】

【产品尺寸】


【TCA9554PWR 函数说明】

[] 请注意,要使用 EXIO1 ~ EXIO7 时必须引用相应的库文件( VScode 下添加 TCA9554PWR 库 、 Arduino IDE 下添加 TCA9554PWR 库 )

函数功能函数名称函数参数功能
初始化 TCA9554PWRTCA9554PWR_Inituint8_t PinState将 TCA9554PWR 所有引脚以 PinState 进行初始化模式
操作寄存器Read_REGuint8_t REG读取 TCA9554PWR 的 REG 寄存器中的值
Write_REGuint8_t REG,uint8_t Data向 TCA9554PWR 的 REG 寄存器写入数据Data
初始化 EXIO 模式Mode_EXIOuint8_t Pin,uint8_t State设置 TCA9554PWR 的 Pin 脚的模式
Mode_EXIOSuint8_t PinState设置 TCA9554PWR 所有引脚的模式
读取 EXIO 电平状态Read_EXIOuint8_t Pin读取 TCA9554PWR 的 Pin 脚的输入电平
Read_EXIOSvoid读取 TCA9554PWR 所有引脚的输入电平
设置 EXIO 输出电平Set_EXIOuint8_t Pin,uint8_t State设置 TCA9554PWR 的 Pin 脚的输出电平
Set_EXIOSint8_t PinState设置 TCA9554PWR 所有引脚的输出电平
翻转 EXIO 电平状态Set_Toggleuint8_t Pin翻转 TCA9554PWR 的 Pin 脚的输出电平


【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

【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(注意ESP-IDF从V5.1版本后才开始支持ESP32-C6)

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】

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】

[] 选择对应例程

[] 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)

[] 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

[] 若出现下载失败的情况请点击复位按键1秒以上,等待 PC 端重新识别到设备后再次下载

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ESP32C6


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


VScode 下添加 EXIO 控制程序

[] 使用官方示例 blink 进行修改步骤演示

[] 官方示例路径:get-started -> blink

[] 根据上方教程创建官方示例 blink

[] 进入项目 main 文件夹目录


下载 EXIO控制程序

将 EXIO 控制程序 拷贝至 main 文件夹下

引用 TCA9554PWR 文件

#include "TCA9554PWR.h"

当前即初始化TCA9554PWR后控制程序

如下,添加以下程序实现 EXIO1~EXIO7 依次输出高电平

uint8_t count = 0;
TCA9554PWR_Init(0x00);
Set_EXIOS(0x01<<count);                           // Set 7 EXIO loops to output high levels
count++;          
if(count == 7)
    count = 0;          
uint8_t State = Read_EXIO(TCA9554_EXIO3);         // Read EXIO3's input level                  
printf("EXIO3: %d\r\n",State); 

选择好 COM 口及驱动对象即可烧录程序

效果如下


【示例演示】

Hello Word

[] 官方示例路径:get-started -> hello_world

[] 示例效果:在 TERMINAL 窗口以10秒间隔输出 Hello world!

软件操作

[] 根据上方教程创建官方示例 hello_world 

[] 程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

[] 修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序


GPIO

[] 官方示例路径:peripherals -> gpio -> generic_gpio

[] 示例效果:LED以1秒间隔进行闪烁

硬件连接

ESP32-C6LED
GPIO18(或GPIO19)LED+
GNDLED-

软件操作

[] 根据上方教程创建官方示例 generic_gpio ( 创建示例 )

[] 程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

[] 修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

进入程序宏定义位置,查看实际处理的GPIO

右键,进入GPIO定义位置

实际处理的GPIO为GPIO18、GPIO19

RGB

[] 官方示例路径:get-started -> blink

[] 示例效果:板载RGB灯珠以1秒间隔进行闪烁

软件操作

[] 根据上方教程创建官方示例 blink 

[] 程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

[] 修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序



UART

[] 官方示例路径:peripherals -> uart-> uart_async_rxtxtasks

[] 示例效果:短接GPIO4与GPIO5情况下进行 UART 的数据自收发

硬件连接

ESP32-C6ESP32-C6(同一块)
GPIO4GPIO5

软件操作

[] 根据上方教程创建官方示例 uart_async_rxtxtasks

[] 程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

[] 修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

根据使用的GPIO进行硬件连接

可转到定义文件中查看实际使用的GPIO(选中 GPIO_NUM_4 -> 右键 -> Go to Definition)


I2C

[] 官方示例路径:peripherals -> lcd-> i2c_oled

[] 示例效果:点亮0.96inch OLED (A),显示一段字符

硬件连接

0.96inch OLED (A)ESP32-C6
VCC3V3
GNDGND
DINGPIO3
CLKGPIO4
CSGND
D/CGND
RESGPIO9

软件操作

[] 根据上方教程创建官方示例 i2c_oled

[] 修改程序使之兼容0.96inch OLED (A)

适配0.96inch OLED (A),定义 RES 引脚为 GPIO9

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

效果如下


可查看实际使用的GPIO


SPI

官方示例路径:peripherals -> spi_master-> lcd

示例效果:在2.4inch LCD Module上动态显示图片

硬件连接

2.4inch LCD ModuleESP32-C6
VCC3V3
GNDGND
DINGPIO7
CLKGPIO6
CSGPIO0
D/CGPIO1
RESGPIO4
BLGPIO5

软件操作

右键VScode图标,以管理员身份运行VScode

根据上方教程创建官方示例 lcd

修改程序使之兼容2.4inch LCD Module

跳转到定义位置

当前使用的为ESP32-C6,屏蔽其他芯片定义

并宏定义 ESP32-C6 , CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C6

//#define CONFIG_IDF_TARGET_ESP32 1
#define CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C6 1

修改 D/C 使用IO

  • 进入 spi_master_example_main.c的第60行

修改 D/C 使用IO,选择现有IO(原使用 GPIO10 与 GPIO9 改为 GPIO0 与 GPIO1)

修改背光

改为 gpio_set_level(PIN_NUM_BCKL, 1);

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

效果如下


Bluetooth

[] 官方示例路径:bluetooth -> bluedroid -> ble -> gatt_server

[] 示例效果:ESP32-C6与手机端蓝牙调试助手进行数据传输

软件操作

在手机端安装蓝牙调试助手

根据上方教程创建官方示例 gatt_server

程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

蓝牙名称以及UUID,蓝牙名称为 ESP_GATTS_DEMO

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

在手机端连接 ESP_GATTS_DEMO蓝牙设备

连接成功效果如下

根据程序中UUID的值可知为下方两个服务器,选择其中一个进行上行发送


ESP32-C6接收到数据


WIFI

[] 官方示例路径:wifi-> getting_started-> station

[] 示例效果:ESP32-C6连接WIFI

软件操作

根据上方教程创建官方示例 station

修改程序内容,使其连接上所需WiFi

进入 Kconfig.projbuild 文件

将原本的 WiFi SSIDWiFi Password 修改为要连接的WiFi信息

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序

可查看 CONFIG_ESP_WIFI_SSID的值

进入 station_ example_ main.c文件

右键转到定义

可看到为此前设置的值


Zigbee

[] 官方示例1路径:Zigbee-> light_sample-> HA_on_off_switch

[] 官方示例2路径:Zigbee-> light_sample-> HA_on_off_light

[] 示例效果:两块ESP32-C6,使用其中一块(烧录 HA_on_off_switch 程序)的 BOOT 按键控制另一块的RGB灯珠的亮灭

注:请先往一块烧录 HA_on_off_switch 程序,再往另一块烧录 HA_on_off_light 程序

软件操作1

根据上方教程创建官方示例 HA_on_off_switch

程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序


软件操作2

根据上方教程创建官方示例 HA_on_off_light

程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

修改好COM口及驱动对象,点击编译并烧录即可运行程序(需要等待片刻,让两块芯片建立连接)

若一直处于以下未连接的情况,则可能是由于这个设备有残留的其他网络信息,可以擦除设备信息,再重新组网。


JTAG 调试

     软件操作

[] 创建需要调试的示例,本示例使用官方示例 hello_world

[] 修改 launch.json 文件


输入以下内容

{
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
   {
     "name": "GDB",
     "type": "cppdbg",
     "request": "launch",
     "MIMode": "gdb",
     "miDebuggerPath": "${command:espIdf.getXtensaGdb}",
     "program": "${workspaceFolder}/build/${command:espIdf.getProjectName}.elf",
     "windows": {
       "program": "${workspaceFolder}\\build\\${command:espIdf.getProjectName}.elf"
     },
     "cwd": "${workspaceFolder}",
     "environment": [{ "name": "PATH", "value": "${config:idf.customExtraPaths}" }],
     "setupCommands": [
       { "text": "target remote :3333" },
       { "text": "set remote hardware-watchpoint-limit 2"},
       { "text": "mon reset halt" },
       { "text": "thb app_main" },
       { "text": "flushregs" }
     ],
     "externalConsole": false,
     "logging": {
       "engineLogging": true
     }
   }
 ]

}

程序兼容ESP32-C6,无需修改程序内容即可使用

修改好COM口及驱动对象(请使用 USB 接口,UART 接口并不支持JTAG调试,对应的COM口可通过设备管理器查看),点击编译并烧录即可运行程序

点击快捷键 F1,输入

ESP-IDF:Device configuration

选择 OpenOcd Config Files

输入 board/esp32c6-builtin.cfg (若默认是这个,就直接回车就可以)

board/esp32c6-builtin.cfg

拉伸窗口宽度,直至下方显示 [OpenOCD Server]

点击 [OpenOCD Server],选择 Start OpenOCD

开启成功如下

进入调试功能,点击调试

成功进入调试界面


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-C6及UART

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】

请注意,Arduino 3.0.0-alpha 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,原先程序可能需要进行一些调整才可使用 

电脑用户名为中文会导致编译出错

【搭建环境】

安装 Arduino IDE

安装完成后打开 Arduino IDE

进入首选项

添加 JSON 链接

https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_dev_index.json

将项目文件夹修改为 C:\Users\Spotpear\AppData\Local\Arduino15\packages(其中 Spotpear 为计算机用户名)

进入开发板管理器,搜索 esp32 ,在下方的 esp32 by Espressif Systems 中选择 3.0.0-alpha3 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 3.0.0-alpha3 版本失败

下载资源文件

链接: https://pan.baidu.com/s/1u99HFx8lAyNLZzj7ja13lA
提取码: 0755

从资源管理器按路径 “c:\Users\Spotpear\AppData\Local\Arduino15\packages” 进入(其中 Spotpear 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



创建示例

[] 上方将项目文件夹更改为 c:\Users\Spotpear\AppData\Local\Arduino15\packages(其中Spotpear为计算机用户名) 后

[] 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 -> 3.0.0-alpha3 -> libraries -> ESP32 -> examples -> GPIO 下的 BlinkRGB )

选择开发板和端口

搜索 esp32c6 ,选择 ESP32C6 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


Arduino IDE 下添加 EXIO 控制程序

[] 使用官方示例 BlinkRGB 进行修改步骤演示

[] 根据上方教程创建官方示例 BlinkRGB

[] 为操作方便,将其另存到其他路径

下载 EXIO控制程序

进入刚另存的目录,将 EXIO控制程序 拷贝至 BlinkRGB 的项目文件夹下

在 BlinkRGB.ino 中引用 TCA9554PWR 文件

当前即可通过 EXIO 控制函数操作 EXIO1 ~ EXIO7

如下,在 setup() 与 loop() 中添加以下代码即可实现 EXIO1 到 EXIO7 依次输出高电平,并实时打印 EXIO3 的电平状态

TCA9554PWR_Init(0x00);
uint8_t count = 0;
while(1)
{
  Set_EXIOS(0x01<<count);                           // Set 7 EXIO loops to output high levels
  count++;          
  if(count == 7)
    count = 0;       
  delay(1000);                        
  uint8_t State = Read_EXIO(TCA9554_EXIO3);         // Read EXIO3's input level                  
  printf("EXIO3: %d\r\n",State);                     
}   

运行效果如下