【雕爷学编程】Arduino动手做（186）---WeMos ESP32开发板7

news2024/11/23 17:05:38

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试多做实验，不管成功与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 ESP32 WiFi蓝牙4MB4闪存UNO R32开发板模块 UNO D1 R32(ESP32)开发板 兼容Arduino

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知识点：ESP32芯片

(包括：ESP32- d0wd、ESP32- d0wdq6、ESP32- d2wd、ESP32- s0wd)集成了Wi-Fi和双模式蓝牙。根据型号差异,ESP32包含一个或两个低功耗Xtensa®32位LX6微处理器(s)，最大时钟速度240 MHz(通常是160 MHz)和Xtensa RAM / ROM，本地内存和JTAG接口。

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处理器：
主处理器： Tensilica Xtensa 32位LX6微处理器
核心： 2 或 1（取决于变化）除ESP32-S0WD为单核外，ESP32系列所有芯片均为双核。
时钟频率：高达 240 MHz
性能：高达 600 DMIPS
超低功耗协处理器： 允许您在深度睡眠时进行 ADC 转换、计算和电平阈值。
无线连接：
的Wi-Fi： 802.11 B / G / N / E / I（802.11n标准@ 2.4GHz的高达150兆比特/秒）
蓝牙： v4.2 BR/EDR 和蓝牙低功耗 (BLE)
记忆：
内部存储器：
ROM： 448 KiB用于启动和核心功能。
SRAM： 520 KiB用于数据和指令。
RTC 快速 SRAM： 8 KiB用于从深度睡眠模式进行 RTC 启动期间的数据存储和主 CPU。
RTC 慢速 SRAM： 8 KiB用于深度睡眠模式下的协处理器访问。
电子保险丝： 1 Kibit其中 256 位用于系统（MAC 地址和芯片配置），其余 768 位保留用于客户应用，包括 Flash-Encryption 和 Chip-ID。
嵌入式闪存：Flash 通过 ESP32-D2WD 和 ESP32-PICO-D4 上的 IO16、IO17、SD_CMD、SD_CLK、SD_DATA_0 和 SD_DATA_1 内部连接。
0 MiB（ESP32-D0WDQ6、ESP32-D0WD 和 ESP32-S0WD 芯片）
2 MiB（ESP32-D2WD 芯片）
4 MiB（ESP32-PICO-D4 SiP 模块）
外部闪存和 SRAM： ESP32 最多支持四个 16 MiB 外部 QSPI闪存和 SRAM，具有基于 AES 的硬件加密，以保护开发人员的程序和数据。ESP32 可以通过高速缓存访​​问外部 QSPI flash 和 SRAM。
高达 16 MiB 的外部闪存被内存映射到 CPU 代码空间，支持 8 位、16 位和 32 位访问。支持代码执行。
多达 8 MiB 的外部闪存/SRAM 存储器映射到 CPU 数据空间，支持 8 位、16 位和 32 位访问。闪存和 SRAM 支持数据读取。SRAM 支持数据写入。
带有嵌入式 flash 的 ESP32 芯片不支持外部 flash 和外设之间的地址映射。
外设输入/输出：带有 DMA 的丰富外设接口，包括电容式触摸、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、I²C（内部集成电路）、UART（通用异步接收器/发送器） )、CAN 2.0（控制器局域网）、SPI（串行外设接口）、I²S（集成 IC 间声音）、RMII（简化的媒体独立接口）、PWM（脉宽调制）等。
安全：
支持 IEEE 802.11 标准安全功能，包括 WFA、WPA/WPA2 和 WAPI
安全启动
闪存加密
1024位OTP，客户最高768位
加密硬件加速：AES、SHA-2、RSA、椭圆曲线加密（ECC）、随机数生成器（RNG）

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目十八： 测试GPIO中断功能

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
  项目十八： 测试GPIO中断功能
  实验接线： 按键1接23，按键2接18
*/

#include <Arduino.h>

struct Button {
    const uint8_t PIN;
    uint32_t numberKeyPresses;
    bool pressed;
};

Button button1 = {23, 0, false};
Button button2 = {18, 0, false};

void IRAM_ATTR isr(void* arg) {
    Button* s = static_cast<Button*>(arg);
    s->numberKeyPresses += 1;
    s->pressed = true;
}

void IRAM_ATTR isr() {
    button2.numberKeyPresses += 1;
    button2.pressed = true;
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    pinMode(button1.PIN, INPUT_PULLUP);
    attachInterruptArg(button1.PIN, isr, &button1, FALLING);
    pinMode(button2.PIN, INPUT_PULLUP);
    attachInterrupt(button2.PIN, isr, FALLING);
}

void loop() {
    if (button1.pressed) {
        Serial.printf("Button 1 has been pressed %u times\n", button1.numberKeyPresses);
        button1.pressed = false;
    }
    if (button2.pressed) {
        Serial.printf("Button 2 has been pressed %u times\n", button2.numberKeyPresses);
        button2.pressed = false;
    }
    static uint32_t lastMillis = 0;
    if (millis() - lastMillis > 10000) {
      lastMillis = millis();
      detachInterrupt(button1.PIN);
    }
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目十八： 测试GPIO中断功能

项目串口返回情况

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目十八： 测试GPIO中断功能

实验场景图

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目十九： 测试功能中断

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
  项目十九： 测试功能中断
  实验接线： 按键1接16，按键2接17
*/

#include <Arduino.h>
#include <FunctionalInterrupt.h>

#define BUTTON1 16
#define BUTTON2 17

class Button{
public:
        Button(uint8_t reqPin) : PIN(reqPin){
                pinMode(PIN, INPUT_PULLUP);
                attachInterrupt(PIN, std::bind(&Button::isr,this), FALLING);
        };
        ~Button() {
                detachInterrupt(PIN);
        }

        void IRAM_ATTR isr() {
                numberKeyPresses += 1;
                pressed = true;
        }

        void checkPressed() {
                if (pressed) {
                        Serial.printf("Button on pin %u has been pressed %u times\n", PIN, numberKeyPresses);
                        pressed = false;
                }
        }

private:
        const uint8_t PIN;
    volatile uint32_t numberKeyPresses;
    volatile bool pressed;
};

Button button1(BUTTON1);
Button button2(BUTTON2);


void setup() {
    Serial.begin(115200);
}

void loop() {
        button1.checkPressed();
        button2.checkPressed();
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目十九： 测试功能中断

实验串口返回情况

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目二十： 重复计时器（定时器可以通过连接到 PIN 0 的按钮停止）

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
  项目二十： 重复计时器（定时器可以通过连接到 PIN 0 的按钮停止）
  实验接线： 按键接0
*/

//停止按钮连接到 PIN 0 (IO0)
#define BTN_STOP_ALARM    0

hw_timer_t * timer = NULL;
volatile SemaphoreHandle_t timerSemaphore;
portMUX_TYPE timerMux = portMUX_INITIALIZER_UNLOCKED;

volatile uint32_t isrCounter = 0;
volatile uint32_t lastIsrAt = 0;

void IRAM_ATTR onTimer() {
  // 增加计数器并设置 ISR 的时间
  portENTER_CRITICAL_ISR(&timerMux);
  isrCounter++;
  lastIsrAt = millis();
  portEXIT_CRITICAL_ISR(&timerMux);
  // 给出一个我们可以在循环中检查的信号量
  xSemaphoreGiveFromISR(timerSemaphore, NULL);
  // 如果要切换输出，在此处使用数字读/写是安全的
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // 将 BTN_STOP_ALARM 设置为输入模式
  pinMode(BTN_STOP_ALARM, INPUT);

  // 创建信号量以在计时器触发时通知我们
  timerSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();

  // 使用 4 的第一个计时器（从零开始计数）。
  // 为预分频器设置 80 分频器（更多信息请参见 ESP32 技术参考手册）信息）。
  timer = timerBegin(0, 80, true);

  // 将计时器功能附加到我们的计时器。
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true);

  // 设置闹钟每秒调用一次 onTimer 函数（值以微秒为单位）。
  // 重复闹钟（第三个参数）
  timerAlarmWrite(timer, 1000000, true);

  // 开始闹钟
  timerAlarmEnable(timer);
}

void loop() {
  //如果计时器已触发
  if (xSemaphoreTake(timerSemaphore, 0) == pdTRUE) {
    uint32_t isrCount = 0, isrTime = 0;
    // 读取中断计数和时间
    portENTER_CRITICAL(&timerMux);
    isrCount = isrCounter;
    isrTime = lastIsrAt;
    portEXIT_CRITICAL(&timerMux);
    //打印出来
    Serial.print("onTimer no. ");
    Serial.print(isrCount);
    Serial.print(" at ");
    Serial.print(isrTime);
    Serial.println(" ms");
  }
  // 如果按钮被按下
  if (digitalRead(BTN_STOP_ALARM) == LOW) {
    // 如果计时器仍在运行
    if (timer) {
      // 停止并释放计时器
      timerEnd(timer);
      timer = NULL;
    }
  }
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目二十： 重复计时器（定时器可以通过连接到 PIN 0 的按钮停止）

实验串口返回情况

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目二十一：看门狗定时器

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
  项目二十一：看门狗定时器
  实验接线： 按键接0
*/

#include "esp_system.h"

const int button = 0;         //用于触发延迟的0接脚
const int wdtTimeout = 1000;  //触发看门狗的时间（以毫秒为单位）
hw_timer_t *timer = NULL;

void IRAM_ATTR resetModule() {
  ets_printf("reboot\n");
  esp_restart();
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.println("running setup");

  pinMode(button, INPUT_PULLUP);                    //初始化控制引脚
  timer = timerBegin(0, 80, true);                  //定时器 0，div 80
  timerAttachInterrupt(timer, &resetModule, true);  //附加回调
  timerAlarmWrite(timer, wdtTimeout * 1000, false); //在我们里面设置时间
  timerAlarmEnable(timer);                          //开启中断
}

void loop() {
  Serial.println("running main loop");

  timerWrite(timer, 0); //重置定时器（饲料看门狗）
  long loopTime = millis();
  //按下按钮时，最多延迟 3 秒触发定时器
  while (!digitalRead(button)) {
    Serial.println("button pressed");
    delay(500);
  }
  delay(1000); //模拟工作
  loopTime = millis() - loopTime;

  Serial.print("loop time is = ");
  Serial.println(loopTime); //应该在 3000 以下
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百七十七：Wemos D1 R32 ESP32开发板
项目二十一：看门狗定时器

实验串口返回情况

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