esp32课设记录（五）整个项目开源github-EW帮帮网

我把该项目开源到了github：https://github.com/whyovo/ESP32_course_project

以下是readme文档：

ESP32 课设

项目概述

这是一个基于ESP32的课设，实现了多种功能模式的集成，包括信息显示、图片展示、MQTT通信、摩尔斯电码处理以及MPU6050姿态传感。该项目作为电子系统设计课程的实践项目，展示了ESP32在物联网应用中的多种功能实现。

课程设计要求

必做功能（满分80分）

✅ 1个按键输入（GPIO9）
✅ 1个LED输出（GPIO8）
✅ 液晶屏显示自己的照片（预存在开发板）
✅ WLAN连接到MQTT服务器，注册账户并可以收发消息
✅ 液晶屏显示英文字符串（由MQTT服务器下发）
✅ 单一程序运行时具备上述功能，不需要切换程序

选做功能（20分）

✅ 3个人一组，可以通过MQTT互相收发消息（使用统一主题，可通过消息前缀识别发送者）
✅ 支持更多传感器输入和数据上传（集成MPU6050加速度计与陀螺仪）
✅ 按键输入支持摩尔斯电码（短按输入"点"，长按输入"划"）

硬件要求

ESP32开发板
ST7789/ST7735 LCD显示屏 (128x160分辨率)
MPU6050传感器 (加速度计和陀螺仪)

硬件连接

LCD屏幕连接

SCL: GPIO5
SDA: GPIO4
RES: GPIO0
DC: GPIO3
CS: GPIO1
BL: GPIO2

MPU6050连接

SCL: GPIO8
SDA: GPIO10

软件要求

ESP-IDF v5.x 或更高版本
下列必要的ESP-IDF组件:
- WiFi
- MQTT
- I2C
- SPI
- LCD
- FreeRTOS

功能模式

该项目包含以下功能模式，可通过双击按钮切换：

欢迎界面模式：显示个人和课程信息
照片模式：显示预加载的图片，可通过短按控制LED开关
MQTT模式：连接MQTT服务器，发送和接收消息
摩尔斯电码模式：通过按钮输入摩尔斯电码，实时解码并显示
MPU6050模式：显示并发送加速度计和陀螺仪数据到MQTT服务器

操作指南

基本操作

短按按钮：根据当前模式执行不同操作
长按按钮：根据当前模式执行辅助操作
双击按钮：切换到下一个功能模式

各模式操作详情

欢迎界面模式

短按：刷新个人信息
长按：显示设备详情

照片模式

短按：切换LED状态
长按：显示LED状态信息

MQTT模式

短按：发送预设消息
长按：显示MQTT连接详情

摩尔斯电码模式

短按：输入"点"(.)
长按：输入"划"(-)
系统会自动解码输入的摩尔斯电码
输入6个连续点(…) 将通过MQTT发送当前解码结果

MPU6050模式

短按：刷新传感器数据
长按：通过MQTT发送传感器数据
自动每0.5秒发送一次数据到MQTT服务器

详细配置指南

WiFi和MQTT配置

在mqtt.h文件中需要配置以下参数：

// WiFi配置
#define WIFI_SSID "您的WiFi名称"
#define WIFI_PASSWORD "您的WiFi密码"

// MQTT配置
#define MQTT_BROKER_URL "mqtt://您的MQTT服务器地址:端口"
#define MQTT_USERNAME "您的用户名"
#define MQTT_PASSWORD "您的密码"
#define MQTT_CLIENT_ID "ESP32_客户端ID"
#define MQTT_TOPIC "您的订阅主题"
#define MQTT_PUBLISH_TOPIC "您的发布主题"

屏幕显示修改

修改欢迎界面和个人信息

在main.c文件中可以修改欢迎界面显示的个人信息。找到以下代码段并修改为您的信息：

// 显示初始欢迎界面
clear_text_area(lcd_buffer, LCD_H_RES, LCD_V_RES);
draw_string(lcd_buffer, 0, 0, "姓名", 0xFFFF, LCD_H_RES);  // 修改为您的姓名
draw_string(lcd_buffer, 0, CHINESE_FONT_HEIGHT + 2, "班级", 0xFFFF, LCD_H_RES);  // 修改为您的班级
draw_string(lcd_buffer, 0, CHINESE_FONT_HEIGHT * 2 + 4, "学号", 0xFFFF, LCD_H_RES);  // 修改为您的学号
draw_string(lcd_buffer, 0, CHINESE_FONT_HEIGHT * 3 + 6, "电子系统设计2", 0xFFFF, LCD_H_RES);
esp_lcd_panel_draw_bitmap(panel_handle, 0, 0, LCD_H_RES, LCD_V_RES, lcd_buffer);

修改MQTT发送的消息内容

在MQTT模式下默认发送的消息可在以下位置修改：

// MQTT模式下短按发送消息
char message[50];
strcpy(message, "wyh_esp32");  // 修改为您的标识信息

添加汉字库

汉字库在font_chinese.h和font_chinese.c文件中定义。要添加新的汉字，请按照以下步骤操作：

在font_chinese.h文件中添加新汉字的点阵数据：

static const uint8_t char_新汉字名[] = {
    // 这里是16x16点阵数据，每行2个字节，共16行（总共32字节）
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};

在chinese_chars数组中添加新汉字的Unicode编码和点阵数据映射：

static const chinese_char_t chinese_chars[] = {
    // ...现有汉字定义...
    {0x新汉字Unicode, char_新汉字名},  // 新汉字的Unicode和数据
};

替换图片

要替换显示的照片，需要修改wyh_pic.c文件中的图片数据：

准备一张适合LCD分辨率的图片
使用图片转换工具（如LCD Image Converter）将图片转换为适合的RGB565格式
将生成的数据替换到wyh_pic.c文件中的gImage_wyh_pic数组
修改分辨率的宏定义，现在是128x128

// 图片数据示例格式
const unsigned char gImage_wyh_pic[32768] = {
    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, ...  // 这里是图片的16位RGB565格式数据
};

MPU6050传感器配置

如果需要修改MPU6050的连接引脚，可在mpu6050.c文件中修改以下定义：

#define I2C_MASTER_SCL_IO 8        // SCL引脚，默认GPIO8
#define I2C_MASTER_SDA_IO 10       // SDA引脚，默认GPIO10

摩尔斯电码配置

摩尔斯电码模块的超时时间和缓冲区大小可在morse.c文件中调整：

#define MORSE_CHAR_TIMEOUT 2000 // 字符超时时间(毫秒)
#define MORSE_MAX_BUFFER 32     // 最大缓冲区大小

按钮配置

如需调整按钮的长按时间、双击检测时间等参数，可在button.c文件中修改：

#define BUTTON_LONG_PRESS_TIME 750   // 长按阈值(毫秒)
#define BUTTON_DOUBLE_CLICK_TIME 300 // 双击的有效时间窗口(毫秒)
#define BUTTON_DEBOUNCE_TIME 20      // 消抖时间(毫秒)

添加支持的传感器

如需添加新的传感器支持，建议参考MPU6050的实现方式，主要步骤：

创建传感器相关的.h和.c文件
在general.h中包含新传感器的头文件
在main.c中添加传感器初始化与数据读取代码
添加新的显示模式用于展示传感器数据

注意：添加新模式需要修改app_mode_t枚举类型并增加相应的处理逻辑。

项目结构

ESP32_course_project/
├── main/
│   ├── main.c               # 主程序入口
│   ├── general.h            # 通用头文件
│   ├── button.c/h           # 按钮处理
│   ├── led.c/h              # LED控制
│   ├── lcd.c/h              # LCD显示屏控制
│   ├── mqtt.c/h             # MQTT通信
│   ├── morse.c/h            # 摩尔斯电码处理
│   ├── mpu6050.c/h          # MPU6050传感器控制
│   ├── font_chinese.c/h     # 中文字体支持
│   └── wyh_pic.c/h          # 图片数据
├── CMakeLists.txt           # CMake构建配置
└── README.md                # 项目说明文档

编译与烧录

安装ESP-IDF环境
配置项目：idf.py menuconfig
编译项目：idf.py build
连接ESP32，并烧录：idf.py -p [端口] flash
监视输出：idf.py -p [端口] monitor

故障排除

屏幕无显示：检查LCD连接，特别是SPI引脚连接
WiFi无法连接：确认WiFi凭据正确，ESP32在WiFi覆盖范围内
MQTT连接失败：检查MQTT配置和服务器状态
MPU6050没有数据：检查I2C连接，确认地址设置正确

注意事项

首次使用前，请确保正确配置WiFi和MQTT参数
确保MPU6050连接正确，否则可能导致I2C通信错误
修改图片数据需要重新编译整个项目

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