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本来为了ESP32-C3刷上LVGL，才玩Arduino。但是Arduino确实没MicroPython好玩，而且，我真的需要LVGL吗？这里先记录一下相关操作。

1 刷Arduino固件

使用Arduino IDE操作，最简单。

参考教程：

1.1 设置开发板为ESP32-C3

安装好Arduino IDE（本文所用版本是1.8.19），运行。进入“File” -> “Preferences” -> “Settings”，在“Additional Boards Manager URLs”输入以下网址，并点“OK”。

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_dev_index.json

要注意，如果本机不能访问以上链接，可在“File” -> “Preferences” -> “Network”设置代理。

然后进入“Tools” -> “Board: xxx” -> “Boards Manager…”。在“Boards Manager”弹出框，搜“esp32”，并选择最高版本，点“Install”。

安装完成后，再次进入“Tools” -> “Board: xxx”，选中“ESP32C3 Dev Module”即可。可以看到“Tools”菜单显示“Board: ESP32C3 Dev Module”，并在下面显示硬件相关信息。

1.2 刷入固件

先在“Tools” -> “Flash Mode”要选“DIO”（这个很重要）， 再点“Tools” -> “Burn Bootloader”，等待刷入成功即可。

“Tools”显示的硬件信息参考：

Board: "ESP32C3 Dev Module"
Upload Speed: "921600"
USB CDC on Boot: "Disabled"
CPU Frequency: "160MHz (WiFi)"
Flash Frequency: "80MHz"
Flash Mode: "DIO"
Flash Size: "4MB (32Mb)"
Partition Scheme: "Default 4MB with spiffs (1.2MB APP/1.5MB SPIFFS)"
Core Debug Level: "None"
Erase All Flash before Sketch Upload: "Disabled"
Port: "/dev/ttyACM0"

2 使用I2C OLED屏

这里使用的I2C OLED屏，SSD1315（可用SSD1306的驱动），0.96寸，4针。详细参考如下：

2.1 接线

OLED屏 ESP32-C3
GND<-->25, GND
VCC<-->26, 3.3V
SCL<-->27, GPIO05, I2C_SCL
SDA<-->28, GPIO04, I2C_SDA

2.2 示例代码

以下示例是在屏幕上显示一行文字”Hello, Fox!“。其最麻烦的地方，是找个合适的字体。上传程序前，记得“Tools” -> “Flash Mode”要选“DIO”。

#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>

#ifdef U8X8_HAVE_HW_SPI
#include <SPI.h>
#endif
#ifdef U8X8_HAVE_HW_I2C
#include <Wire.h>
#endif

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE, /* clock=*/ 5, /* data=*/ 4);

void setup(void) {
  u8g2.begin();
}

void loop(void) {
  u8g2.clearBuffer();         // clear the internal memory
  u8g2.setFont(u8g2_font_chargen_92_mf); // choose a suitable font
  u8g2.drawStr(0,14,"Hello, Fox!");  // write something to the internal memory
  u8g2.sendBuffer();          // transfer internal memory to the display
  delay(1000);  
}

今年受疫情影响，几乎所有芯片都涨价了。但是合宙ESP32C3-CORE却奇迹地以9.9RMB包邮，其搭配的Air101-LCD屏幕扩展板（0.96寸）也是9.9RMB包邮。甚是吸引，于是入手了一套，主板+屏幕。

注：以下操作，以基于Debian的Linux发行版为例。

一 概述

合宙ESP32C3-CORE简单总结如下：

  1. 采用乐鑫科技的ESP32-C3芯片，搭载RISC-V 32位单核处理器，支持2.4 GHz Wi-Fi 和Bluetooth 5 (LE)。
  2. 板载4MB闪存。
  3. USB Type-C接口，集成CH343（带TTL串口转USB）。新版好像改为USB直连了。

相关资料：

二 MicroPython

由于合宙的Lua OS采用Lua语言，虽然官方在努力，但本人不熟悉，就选择了更好玩的MicroPython。

相关资料：

三 刷机

MicroPython关于ESP32-C3的固件及刷机教程，参考官方文档：

1. 安装USB串口驱动

Windows，需要安装CH343的驱动。我使用Lubuntu 20.04，自动识别。另外，新版的合宙ESP32C3-CORE应该也不用装。

2. 刷机工具

安装Python 3.8或3.7后，再装刷机工具esptool。使用sudo安装，是方便所有用户都可以用。使用pip3是指定安装Python3的版本。

sudo pip3 install esptool

3. 下载固件

在MicroPython官方网站 https://micropython.org/download/esp32c3/ 底部的Firmware -> Releases，下载最新版本的固件。

4. 清除原固件

--port为端口，要根据实际填写，我电脑上的是/dev/ttyACM0。

sudo esptool.py --chip esp32-c3 --port /dev/ttyACM0 erase_flash

5. 刷入固件

--port为端口，/opt/download/esp32c3-20220618-v1.19.1.bin为MicroPython固件文件。另外，如果刷入不成功，可以多刷几次。

sudo esptool.py --chip esp32-c3 --port /dev/ttyACM0 --baud 460800 write_flash -z 0x0 /opt/download/esp32c3-20220618-v1.19.1.bin

四 开发

推荐使用Thonny作为开发IDE。可以先不上传代码而直接运行，也可以看到开发板上的文件。

相关资料：

先安装python3-tk

sudo apt install python3-tk

再安装thonny

sudo pip3 install thonny

运行

thonny

插上开发板，在Thonny进入 工具 -> 设置 -> 解释器 -> 选择解释器为“MicroPython (ESP32)”，然后就可以开发了。

五 点亮屏幕

Air101-LCD屏幕的使用有几点需要注意的：

  1. 不能使用HSPI（硬件SPI），只能使用软SPI，即SoftSPI。
  2. 该屏颜色不对，因此需要定义函数来生成正确的颜色。
  3. 横屏时，即tft.rotation(1)，x轴不偏移，y轴偏移24像素。相反，竖屏时，即不写tft.rotation(1)，x轴偏移24像素，y轴不偏移。
  4. 屏幕的RKey应该接到ESP32C3-CORE的GPIO13，但不知道为什么不能读取点击事件，于是该为接在GPIO19。

相关资料：

写了个示例代码显示一些信息（如下），保存为main.py，连同ST7735驱动文件ST7735.py、英文字体文件terminalfont.py一起上传上去。

from machine import Pin, SoftSPI, SPI
from ST7735 import TFT
import time
from terminalfont import terminalfont
import network
import ubinascii

# 由于TFT屏的颜色有问题，因此需要重写一个函数修复一下
def TFTColor(r,g,b) :
    return ((b & 0xF8) << 8) | ((g & 0xFC) << 3) | (r >> 3)

spi = SoftSPI(baudrate=1000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(2), mosi=Pin(3), miso=Pin(10))
tft=TFT(spi,6,10,7) #DC, Reset, CS
tft.initr()
tft.rgb(True)
tft.rotation(1) # 横屏显示

# 绘制背景色
tft.fill(TFTColor(0,0,0))

# 绘制方块
#tft.fillrect((0,24),(20,20),TFTColor(0,0,255))

# 显示文字
tft.text((0,24),'mac',tft.WHITE,terminalfont,2)

# 显示MAC
mac = ubinascii.hexlify(network.WLAN().config('mac')).decode()
tft.text((0,40),mac,tft.WHITE,terminalfont,2)

# 显示运行秒数
from machine import Timer
sec = 0
def showTime(t) :
    global sec
    sec += 1
    tft.fillrect((0,56),(160,20),TFTColor(255,255,255))
    tft.text((0,60),f'Run {sec} sec',tft.BLACK,terminalfont,2)

# 运行定时器
tim0 = Timer(0)
tim0.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=showTime)

# 把按键信息显示在屏幕的函数
def showDirect(t) :
    global tft
    tft.fillrect((0,76),(160,16),TFTColor(0,0,0))
    tft.text((0,78),str(t),tft.WHITE,terminalfont,2)

# 设置按键的接口
from machine import Pin
keyL = Pin(9, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
keyU = Pin(8, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
keyC = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
keyD = Pin(5, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
keyR = Pin(19, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)

keyL.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=showDirect)
keyU.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=showDirect)
keyC.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=showDirect)
keyD.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=showDirect)
keyR.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=showDirect)

这是另一个程序，显示一个走动的方块：

from machine import Pin, SoftSPI, SPI
from ST7735 import TFT
import time

# 由于ftf屏的颜色有问题，因此需要重写一个函数修复一下
def TFTColor(r,g,b) :
    return ((b & 0xF8) << 8) | ((g & 0xFC) << 3) | (r >> 3)

spi = SoftSPI(baudrate=1000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(2), mosi=Pin(3), miso=Pin(10))
tft=TFT(spi,6,10,7) #DC, Reset, CS
tft.initr()
tft.rgb(True)
tft.rotation(1) #方向调整

# 绘制背景色
tft.fill(TFTColor(0,0,0))

w = 20
h = 20
max = 160
for i in range(0,max*4-1):
    x = i * 5 % max
    y = i * 5 // max * h + 24
    tft.fillrect((x,y),(w,h),TFTColor(255,255,255))
    ++i
    time.sleep(0.04)
    tft.fillrect((x,y),(w,h),TFTColor(0,0,0))

六 后续

显示优化的问题，仍未解决（如下）。后面应该会试试Arduino for ESP32-C3。

  1. 有个项目解决中文的显示的，但刷固件失败，放弃了。
    支持中文显示的MicroPython固件 https://github.com/wangshujun-tj/mpy-Framebuf-boost
  2. 想使用LVGL显示更好的UI，但是编译失败，也放弃了。
    Micropython + lvgl https://github.com/lvgl/lv_micropython