实物

LVGL界面使用Gui Guider制作，使用LVGL 8.3；图标库来自iconfont

界面预览

其他功能参考立创和官方例程制作，使用ESP-IDF环境。

天气温度

和风天气作为服务端，配置相关端口号，实现WIFI获取。

首先配置WIFI

1 2	CONFIG_EXAMPLE_WIFI_SSID="WIFI名称" CONFIG_EXAMPLE_WIFI_PASSWORD="WIFI密码"

任务创建：连接WiFi任务、获取网络时间任务、获取每日天气信息任务、获取实时天气信息任务、获取实时空气质量任务、主界面任务（从前往后依次执行）

需要创建一个lv_timer定时器，每隔1s判断更新已有数据，比如网络时间是1s更新一次，室外温度和天气图标是30min更新一次，每日温度范围和空气质量是1h更新一次。

WIFI连接任务

WIFI会有AP和STA两种状态，AP是客户，STA是类似基站，还有AP+STA；这里设置为AP模式。

创建了一个任务组，可同时通知几个任务进行更新操作。

#define WIFI_CONNECTED_BIT          BIT0
#define WIFI_GET_SNTP_BIT           BIT1
#define WIFI_GET_DAILYWEATHER_BIT   BIT2
#define WIFI_GET_RTWEATHER_BIT      BIT3
#define WIFI_GET_WEATHER_BIT        BIT4

// WIFI连接 任务函数
static void wifi_connect_task(void *pvParameters)
{
    my_event_group = xEventGroupCreate();
    
    ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
    ESP_ERROR_CHECK(example_connect());
    ESP_LOGI(TAG, "Successfully Connected to AP");

    if(reset_flag == 1) // 如果是刚开机
    {
        lv_label_set_text(label_wifi, "WiFi连接成功");
        lv_label_set_text(label_sntp, "正在获取网络时间");
    }
	// 使得WIFI_CONNECTED_BIT满足
    xEventGroupSetBits(my_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);

    vTaskDelete(NULL);
}

获取网络时间任务

// 获得日期时间 任务函数
static void get_time_task(void *pvParameters)
{
    // 等待满足WIFI_CONNECTED_BIT，才会向下运行
    xEventGroupWaitBits(my_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT, pdFALSE, pdFALSE, portMAX_DELAY);
    
	// 设置网络时间的服务器，并连接服务器获取时间。
    esp_sntp_config_t config = ESP_NETIF_SNTP_DEFAULT_CONFIG("pool.ntp.org");
    esp_netif_sntp_init(&config);
    // wait for time to be set
    int retry = 0;
    const int retry_count = 6;
    while (esp_netif_sntp_sync_wait(2000 / portTICK_PERIOD_MS) == ESP_ERR_TIMEOUT && ++retry < retry_count) {
        ESP_LOGI(TAG, "Waiting for system time to be set... (%d/%d)", retry, retry_count);
    }

    if(retry > 5)
    {
        esp_restart(); // 没有获取到时间的话 重启ESP32
    }

    esp_netif_sntp_deinit();
    // 设置时区（北京）
    setenv("TZ", "CST-8", 1);
    tzset();
    // 获取系统时间
    time(&now);
    localtime_r(&now, &timeinfo);

    if(reset_flag == 1) // 如果是刚开机
    {
        lv_label_set_text(label_sntp, "√ 网络时间获取成功");
        lv_label_set_text(label_weather, "正在获取天气信息");
    }
	// 使得WIFI_GET_SNTP_BIT满足
    xEventGroupSetBits(my_event_group, WIFI_GET_SNTP_BIT);

    vTaskDelete(NULL);
}

获取天气信息任务

获取和风天气相关URL

1
2
3

#define QWEATHER_DAILY_URL   "https://devapi.qweather.com/v7/weather/3d?&location=xxx&key=xxx"
#define QWEATHER_NOW_URL     "https://devapi.qweather.com/v7/weather/now?&location=xxx&key=xxx"
#define QAIR_NOW_URL         "https://devapi.qweather.com/v7/air/now?&location=xxx&key=xxx"

主要参考：第16章桌面天气助手 | 立创开发板技术文档中心

和风天气图标官方链接：https://icons.qweather.com/install/

icon：Temperature Three Quarters Classic Solid Icon | Font Awesome

平衡计

使用QMI8658姿态传感器，通过加速度计算各个角度，并通过LVGL显示数据。

屏幕亮度更改

实质是利用PWM控制LCD的亮度bsp_display_backlight_on()

不能太亮，也不能太暗；通过设置阈值进行控制。

MP3音乐播放

使用DAC es8311实现音频输出，mp3格式，借助SPIFFS文件系统存放（在 SPI Flash里划分作为文件系统）

初始化spiffs

esp_err_t bsp_spiffs_mount(void)
{
    esp_vfs_spiffs_conf_t conf = {
        .base_path = SPIFFS_BASE,
        .partition_label = "storage",
        .max_files = 5,
        .format_if_mount_failed = false,
    };

    esp_err_t ret_val = esp_vfs_spiffs_register(&conf);

    ESP_ERROR_CHECK(ret_val);

    size_t total = 0, used = 0;
    ret_val = esp_spiffs_info(conf.partition_label, &total, &used);
    if (ret_val != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to get SPIFFS partition information (%s)", esp_err_to_name(ret_val));
    } else {
        ESP_LOGI(TAG, "Partition size: total: %d, used: %d", total, used);
    }

    return ret_val;
}

配置es8311

配置采样率、位宽、通道

采样率：1s采集多少个采样点

位宽：每个采样点用多少位二进制表示

#define CODEC_DEFAULT_SAMPLE_RATE          (16000)
#define CODEC_DEFAULT_BIT_WIDTH            (16)
#define CODEC_DEFAULT_CHANNEL              (2)

esp_err_t bsp_codec_init(void)
{
    play_dev_handle = bsp_audio_codec_speaker_init();
    assert((play_dev_handle) && "play_dev_handle not initialized");
	// 设置采样率、位宽和通道数
    bsp_codec_set_fs(CODEC_DEFAULT_SAMPLE_RATE, CODEC_DEFAULT_BIT_WIDTH, CODEC_DEFAULT_CHANNEL);

    return ESP_OK;
}

MP3播放器初始化

void mp3_player_init(void)
{
    // 获取spiffs中的文件
    file_iterator = file_iterator_new(SPIFFS_BASE);
    assert(file_iterator != NULL);

    player_config.mute_fn = _audio_player_mute_fn;
    player_config.write_fn = _audio_player_write_fn;
    player_config.clk_set_fn = _audio_player_std_clock;
    player_config.priority = 1;

    ESP_ERROR_CHECK(audio_player_new(player_config));
    ESP_ERROR_CHECK(audio_player_callback_register(_audio_player_callback, NULL));

    music_ui();
}

【立创·实战派ESP32-S3】文档教程 | 立创开发板技术文档中心

摄像头

GC0308，像素30W，用的是DVP接口

ESP32S3是一款双处理器的XTensa，可以使用xTaskCreatePinnedToCore将摄像头获取的画面和LCD显示分别放在不同的处理器进行处理，提升整体性能。

【立创·实战派ESP32-S3】文档教程 | 立创开发板技术文档中心

个人信息显示

~~简单的展示~~

partitions（分区表）

Name Type SubType Offset Size Flags
nvs data nvs 0x9000 24k
phy_init data phy 0xf000 4k
factory app factory 8M
storage data spiffs 3M

常见分区说明

nvs → Non-Volatile Storage，存储键值对（比如 Wi-Fi 配网信息）。

otadata → OTA 升级信息区（存哪个固件是当前运行的）。

phy_init → PHY 校准数据。

factory → 固件（App）分区，烧录的程序在这里。

ota_0 / ota_1 → OTA 备用分区，用来放升级的固件。

spiffs / littlefs / fatfs → 文件系统分区，存配置、网页、图片资源等。

LVGL

lvgl_port_lock/unlock 是 ESP-IDF 提供的封装，方便多任务安全调用 LVGL。

1. 任务 & 定时

lv_timer_create(cb, period, user_data)
创建定时器，周期性执行回调（GUI 动画/状态刷新常用）。
lv_timer_del(timer) / lv_timer_reset(timer)
删除/复位定时器。
lv_tick_inc(ms)
系统 tick 增加（ESP32S3 通常用 esp_timer 每 1ms 调一次）。
lv_timer_handler()
LVGL 主循环处理（通常在 GUI 任务里 while(1) 调用）。

2. 显示驱动（`lv_disp_drv_t`）

lv_init()
初始化 LVGL 库。
lv_disp_drv_init(&drv)
初始化显示驱动结构体。
lv_disp_draw_buf_init(&buf, buf1, buf2, size)
初始化绘图缓冲。
lv_disp_drv_register(&drv)
注册显示驱动。
lv_disp_flush_ready(drv)
刷新结束回调（DMA 传输完成后必须调用）。

ESP32S3 上一般会自己写 flush_cb，再通过 lv_disp_drv_register 绑定到 LCD（SPI/RGB）驱动。

3. 输入设备驱动（触摸屏）

lv_indev_drv_init(&drv)
初始化输入设备驱动结构体。
lv_indev_drv_register(&drv)
注册输入设备。
lv_indev_drv_update(indev, &new_drv)
更新输入设备驱动参数。
lv_indev_set_group(indev, group)
将输入设备加入某个 group（键盘/焦点管理）。

4. 对象（Widgets）

容器类
- lv_obj_create(parent) → 创建通用容器
- lv_obj_del(obj) → 删除对象
- lv_obj_align(obj, LV_ALIGN_*, x_ofs, y_ofs) → 对齐
- lv_obj_center(obj) → 居中
- lv_obj_set_size(obj, w, h)
- lv_obj_add_style(obj, style, part)
常用组件
- Label: lv_label_create, lv_label_set_text, lv_label_set_text_fmt
- Button: lv_btn_create, lv_obj_add_event_cb
- List: lv_list_create, lv_list_add_btn
- Textarea: lv_textarea_create, lv_textarea_get_text, lv_textarea_set_password_mode
- Keyboard: lv_keyboard_create, lv_keyboard_set_textarea
- Spinner: lv_spinner_create
- Msgbox: lv_msgbox_create, lv_msgbox_close
- Chart: lv_chart_create, lv_chart_add_series, lv_chart_set_next_value

5. 样式（Style）

lv_style_init(&style)
lv_style_reset(&style)
lv_style_set_bg_color(&style, lv_color_make(...))
lv_style_set_text_font(&style, &lv_font_montserrat_20)
lv_style_set_pad_all(&style, n)
lv_obj_add_style(obj, &style, part)

6. 动画

lv_anim_init(&a)
lv_anim_set_var(&a, obj)
lv_anim_set_exec_cb(&a, cb)
lv_anim_set_values(&a, start, end)
lv_anim_set_time(&a, ms)
lv_anim_start(&a)

ESP32-S3 用动画要注意刷新频率（避免卡顿，LCD 带宽有限）。

7. 事件

lv_obj_add_event_cb(obj, cb, LV_EVENT_CLICKED, user_data)
lv_event_get_target(e) → 获取事件目标对象
lv_event_get_code(e) → 获取事件类型
lv_event_get_user_data(e) → 获取用户数据

8. 其他常见工具

lv_group_create() / lv_group_add_obj(group, obj)
焦点组管理（键盘/旋钮/遥控器）。
lv_color_make(r, g, b)
构造颜色（RGB565/888 取决于配置）。
lv_pct(n)
百分比尺寸。

其他

ESP32S3的FreeRTOS是自带的，但是STM32的FreeRTOS是移植的

项目	官方 FreeRTOS	ESP32-S3 的 FreeRTOS（ESP-IDF）
来源	AWS / FreeRTOS 官方	基于 FreeRTOS，Espressif 定制
支持内核数	通常单核	支持多核（SMP）
硬件集成	不集成硬件	集成 Wi-Fi / BLE / 外设等
任务调度	单核调度器	双核调度器（支持亲和性）
功耗管理	需手动实现	支持 Tickless Idle，低功耗优化
API 接口	标准 FreeRTOS API	支持标准 + Espressif 自定义 API
文件系统/网络等	无	ESP-IDF 提供完整网络、文件系统支持
配置方式	`FreeRTOSConfig.h`	`menuconfig` 菜单配置（Kconfig）

基于ESP32S3的智能终端系统

实物

界面预览

天气温度

WIFI连接任务

获取网络时间任务

获取天气信息任务

平衡计

屏幕亮度更改

MP3音乐播放

初始化spiffs

配置es8311

MP3播放器初始化

摄像头

个人信息显示

partitions（分区表）

LVGL

1. 任务 & 定时

2. 显示驱动（`lv_disp_drv_t`）

3. 输入设备驱动（触摸屏）

4. 对象（Widgets）

5. 样式（Style）

6. 动画

7. 事件

8. 其他常见工具

其他

加载中...

基于ESP32S3的智能终端系统

实物

界面预览

天气温度

WIFI连接任务

获取网络时间任务

获取天气信息任务

平衡计

屏幕亮度更改

MP3音乐播放

初始化spiffs

配置es8311

MP3播放器初始化

摄像头

个人信息显示

partitions（分区表）

LVGL

1. 任务 & 定时

2. 显示驱动（lv_disp_drv_t）

3. 输入设备驱动（触摸屏）

4. 对象（Widgets）

5. 样式（Style）

6. 动画

7. 事件

8. 其他常见工具

其他

加载中...

2. 显示驱动（`lv_disp_drv_t`）