基于 ESP32-WROVER设计的人机界面.zip（毕设/课设/竞赛/实训/项目开发）

# ESP-HMI ###### 【Designed by SoTWild】[]({linkUrl})     ###### [[Engilsh](README-EN)|简体中文] <img src="https://s3.bmp.ovh/imgs/2022/10/28/daf94f94fd847e51.png" style="zoom: 67%;" /> <center>成品图</center> ------ ## 目录： - #### [概述](#概述) - ##### [FAQ](#FAQ) - #### [更新日志](#Change Log) - #### [硬件组成](#ESP-HMI 硬件) - #### [软件组成](#ESP-HMI 软件) - ##### [应用](#应用) - #### [注意事项](#ESP-HMI 注意事项) - ###### [硬件](#- 硬件) - ###### [软件](#- 软件) - #### [搭建方法](#搭建方法) - #### [其他](#其他) - ###### [特别感谢](#Special Thanks) - ###### [结语](#结语) ------ ## 概述： ESP-HMI 是 Link 设备链中的一个，是整个项目最**难**开发的部分，主要提供**远程直接开关设备、数据汇总（设备监控）**。 我还开发了一些针对**不同人群**的功能：**文本阅读、编辑、图片查看、播放MJPEG视频、运行小程序**等。如果你是**开发者**，你也可以对它进行**二次开发**。（普通人可以把它看做一个功能**极其简单**的小电脑） 为了高效率运行程序，我移植了 **FreeRTOS** 操作系统，使得主控芯片可以 “同时” 运行多个程序。 本文档很长，见谅。 #### 项目开发人员： [$SoTWild$](https://github.com/SoTWild) <img src="https://s3.bmp.ovh/imgs/2022/10/29/ffaaa19ca3283bd3.jpg" style="zoom:7%; float:left" /> ------ ### FAQ： #### 1）整个设备的造价大约是多少？ $$< 100 ￥$$ #### 2）复刻的难度如何？ 硬件上有一两个元件最小封装为**0201**，软件已经**开源**，综合来看很容易复刻。 #### 3）续航时间？ 充电芯片采用**TP4056**，可以通过配置**PROG**引脚控制**充电电流**，我这里使用了**500mA**充电电流，电池为**4000mAh聚合物锂电池**，理论上可以供电超过**26小时**，充电时间约为**8小时**。（运行电流约为**150mA**） #### 4）成品的体积？ 全面屏，**3.5吋**TFT屏幕，**长$$8.5cm$$，宽$$5.5cm$$，厚$$12mm$$**（不加电池）。 #### 5）支持的SD卡容量？ 目前测试最大为**$$32G$$**，再大应该不行。 #### 6）主控芯片是什么？ **ESP32-D0WD-V3** 双核，模组为**ESP32-WROVER**。 #### 7）开发环境？ Visual Studio Code + Platform IO ------ ## Change Log： 2021.09.05：开始构思 2021.10.22：成功播放 Mjpeg 视频 2021.10.23：在 Mjpeg 基础上，添加了 pcm 背景音乐 2021.12.19：成功驱动 XPT2046 触摸芯片并运行了 LVGL demo 2021.12.21：优化 Mjpeg 240*320 像素，帧率最高 8.9FPS 2021.12.25：解码 jpg 文件；完成 ESP-IED Ver 1 PCB 的绘制 2021.12.26：编写画图程序 2021.12.30：编写 MP3 程序 2022.01.01：ESP-HMI Ver 1 直插板成功搭建 2022.01.02：开始编辑源代码 2022.01.02：添加 Media Player 中 Mjpeg 播放功能 2022.01.03：添加 Media Player 中 Jpeg 播放功能|添加 Media Player 中 MP3 播放功能 2022.01.09：添加 Media Player 中 PCM 播放功能 2022.01.09：添加 Media Player 中 TXT 播放功能 2022.01.12：添加 Draw 功能 2022.01.12：添加 THMini 功能 2022.03.28：添加 Album 功能 2022.03.28：添加 Ebook 功能 2022.03.29 ：代码优化 2022.04.01：蓝牙音频传输（接收） 2022.04.05：开始编写 Sounder 2022.04.10：完成编写 Sounder 2022.04.13：开始编写 Vision 2022.04.14：完成编写 Vision 2022.04.17：完善 Ebook 2022.04.18：开始并完成编写 Settings 2022.04.22：绘制 Ver 1 原理图 2022.05.02：用户登陆系统 2022.07.05：计算器（普通） 2022.07.08：温度计 2022.07.12：文件上传 2022.07.14：WiFi 2022.07.30：Ver 1 PCB完成 2022.08.12：Ver 1 PCB调试完成 2022.08.13：添加Task Manager 2022.08.14：完成Album功能；编写文档 2022.08.15：编写文档 2022.08.16：修改Task Manager|Debug Vision 2022.08.19：完善Album 2022.08.21：开始编写 東方微型行 2022.08.29：修复了用户名长度的问题|添加bat快捷转换器 ------ ## ESP-HMI 硬件 ### 主要硬件组成： #### · ESP32-WROVER [ESP32-WROVER](extension://oikmahiipjniocckomdccmplodldodja/pdf-viewer/web/viewer.html?file=http%3A%2F%2Fstatics3.seeedstudio.com%2Fassets%2Ffile%2Fbazaar%2Fproduct%2Fesp32-wrover_datasheet_cn.pdf) 系列模组基于 **ESP32-D0WD** **双核**芯片设计，其强大的双核性能适用于对内存需求大的应用场景，例如多样的 **AIoT** 应用和**网关**应用。 <img src="https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.HAEQhUWocwVcb56vDvSXiwHaFj?pid=ImgDet&rs=1" style="zoom:33%;" /> <center>ESP32-WROVER 模组</center> #### · 3.5 寸 TFT_LCD > 驱动芯片：ILI9488 > > 通讯接口：SPI > > 触摸芯片：XPT2046 <img src="https://s3.bmp.ovh/imgs/2022/10/28/d460827e10d3bd94.jpg" style="zoom:33%;" /> <center>屏幕模块</center> #### · 存储卡 最大 **32G**，推荐 4 或 8G。 <img src="https://s3.bmp.ovh/imgs/2022/10/28/5821d740d8bbdd5c.jpg" style="zoom:15%;" /> <center>32G TF卡</center> #### · SHT30： SHT30能够提供极高的**可靠性**和出色的长期**稳定性**，具有**功耗低、反应快、抗干扰能力强**等优点。 轻松实现城市环境监控、智能楼宇、工业自动化、智能家居等物联网应用场景的温湿度传感。 > - 主芯片（传感器）：Sensirion SHT30 > - 供电电压(VCC)：3.3V ~ 5.5V > - 通信接口：Gravity Analog （PH2.0-3P，模拟电压输出0.3-2.7V） > - 工作电流：< 0.5 mA > - 产品尺寸：30×22 mm > - 重量：3 g **温度测量性能：** > - 量程：-40 ~ 125 ℃ > - 分辨率：0.01 ℃，14bit > - 精度：±0.2℃@10~55℃（典型值），±1.5℃@-40 ~ 125 ℃（典型值） > - 响应速度：> 2s **湿度测量性能：** > - 量程：0~100 %RH > - 分辨率：0.006 %，14bit > - 精度：±3 %RH@10~90 %RH（典型值），±8 %RH@0~100 %RH（典型值） > - 响应速度：> 8s <img src="https://www.startece.com/startececms/template/website/product/upload/2019/11/04/1324cea8f6a64d76aa382c47696dfd65.jpg" style="zoom:10%;" /> <center>SHT30</center> #### · PCF8563 PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的一款**工业级内含I2C 总线接口功能**的具有**极低功耗**的多功能**时钟/日历芯片**。是一款性价比极高的时钟芯片，它已被广泛用于电表、水表、气表、电话、传真机、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。 <img src="https://image3.pushauction.com/2/0/0/f37477f9-6aaa-4217-9548-c36e3e397539/e593b779-4bc5-40a3-a4b6-8498011dd512.jpg" style="zoom:10%;" /> <center>PCF8563 模块</center> #### · MPU6050： MPU-60X0 是全球首例 **⑨ 轴运动处理传感器**。它集成了3 轴MEMS**陀螺仪**，3 轴MEMS**加速度计**，以及一个可扩展的数字运动处理器**DMP**，可用**I2C**接口连接一个**第三方**的数字传感器，比如磁力计。扩展之后就可以通过其**I2C 或 SPI** 接口输出一个⑨轴的信号（SPI 接口仅在MPU-6000 可用）。 MPU-60X0 对陀螺仪和加速度计分别用了三个**16位的ADC**（0~65535），将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。传感器的测量范围都是用户可控的，陀螺仪可测范围为**±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps）**，加速度计可测范围为**±2，±4，±8，±16g**。 芯片尺寸**4×4×0.9mm**，采用**QFN**封装，可承受最大**10000g**的冲击，并有可编程的**低通滤波器**。 <img src="https://rukminim1.flixcart.com/image/1408/1408/learning-toy/g/h/v/robokits-triple-axis-accelerometer-