ESP32-S3入门第八天：往期知识回顾与实战练习

一、前七天核心知识回顾

1. 基础能力模块（Day1-Day2）

天数	核心内容	关键技能	应用场景
Day1	Arduino IDE 使用	开发环境搭建、驱动安装、代码上传	所有 ESP32-S3 基础实验
Day2	GPIO / 延时 / 定时器	输入（按钮）/ 输出（LED）、阻塞 / 非阻塞延时、Ticker 定时器	硬件开关控制、多任务调度

2. 模拟与通信模块（Day3-Day7）

天数	核心内容	关键技能	代表实验
Day3	PWM 脉冲调制	ledc库配置、占空比 / 频率调节	LED 呼吸灯、舵机控制
Day4	ADC 模数转换	分辨率 / 衰减器配置、模拟信号采集	电位器读取、光敏 / 湿度传感
Day5	I2C 通信	设备扫描、多设备总线共享	OLED 显示、BME280 数据采集
Day6	SPI 通信	硬件 SPI 配置、多设备片选控制	TFT 显示、SPI Flash 存储
Day7	UART 通信	多串口配置、指令解析	串口控制硬件、数据上报

3. 知识串联逻辑

二、实验小产品：迷你环境监测站（融合全知识点）

1. 产品功能定义

实现「温湿度 + 光照强度」采集，通过 OLED 本地显示、串口上报数据，LED 指示灯提示湿度状态（干 / 湿），核心融合前七天 80% 知识点，新增基础 Wi-Fi 配网能力。

2. 硬件清单（含往期元件复用）

元件	数量	对应知识点	用途
ESP32-S3 开发板	1	全流程基础	核心控制
DHT11 温湿度传感器	1	ADC/Day4	温湿度采集
光敏电阻 + 10kΩ 电阻	1 组	ADC/Day4	光照检测
0.96 寸 I2C OLED	1	I2C/Day5	数据本地显示
板载 LED + 外接 LED	2	GPIO/PWM/Day2-Day3	状态指示（呼吸灯 + 湿度报警）
杜邦线 + 面包板	若干	全流程	电路搭建

3. 硬件接线图（整合多模块）

元件引脚	ESP32-S3 引脚	对应模块
DHT11 DATA	GPIO2（ADC1_CH2）	ADC 采集
光敏电阻分压点	GPIO36（ADC1_CH0）	ADC 采集
OLED SDA/SCL	GPIO21/GPIO22	I2C 通信
湿度报警 LED	GPIO10（PWM 通道 1）	PWM 亮度提示
UART 上报	GPIO17/GPIO16（UART2）	UART 通信

提示：复用 I2C/SPI/UART 引脚时，需确保不同设备片选 / 地址不冲突（如 OLED 地址 0x3C，无其他 I2C 设备）。

三、产品开发实战

1. 功能模块拆解与代码实现

（1）基础配置（整合 Day1-Day2）

// 引入所需库（覆盖Day4-Day7）
#include "DHT.h"
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Ticker.h>// 引脚定义（Day2 GPIO基础）
#define DHT_PIN 2
#define LDR_PIN 36
#define ALARM_LED_PIN 10
#define UART2_TX 17
#define UART2_RX 16// 模块初始化（Day1-Day7配置逻辑）
DHT dht(DHT_PIN, DHT11);
Adafruit_SSD1306 oled(128, 64, &Wire, -1);
HardwareSerial UART2(2);
Ticker timer;  // Day2 定时器// 全局变量
float temp = 0.0, humi = 0.0;
int light = 0;

（2）传感器数据采集（Day4 ADC 核心）

// ADC采集函数（含滤波优化）
int readADCFiltered(int pin) {long sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {  // 滑动平均滤波sum += analogRead(pin);delay(1);}return sum / 10;
}// 数据更新函数（定时器触发，Day2 非阻塞逻辑）
void updateSensorData() {// DHT11数据（Day4 模拟传感器）humi = dht.readHumidity();temp = dht.readTemperature();// 光敏电阻数据（Day4 ADC转换）int ldrVal = readADCFiltered(LDR_PIN);light = map(ldrVal, 0, 4095, 100, 0);  // 光照越强值越大
}

（3）OLED 本地显示（Day5 I2C 实战）

void initOLED() {if (!oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {while (1);  // 初始化失败卡死}oled.clearDisplay();oled.setTextColor(SSD1306_WHITE);oled.setTextSize(1);
}void displayData() {oled.clearDisplay();// 显示温湿度（Day5 文本显示）oled.setCursor(0, 0);oled.print("Temp: ");oled.print(temp, 1);oled.println(" C");oled.setCursor(0, 16);oled.print("Humi: ");oled.print(humi, 0);oled.println(" %");// 显示光照（Day5 图形辅助）oled.setCursor(0, 32);oled.print("Light: ");oled.print(light);oled.println(" %");// 湿度状态提示oled.setCursor(0, 48);if (humi < 30) oled.println("Status: Dry");else if (humi < 60) oled.println("Status: Normal");else oled.println("Status: Wet");oled.display();
}

（4）PWM 报警与 UART 上报（Day3+Day7）

void initPWM() {// Day3 PWM配置：报警LED呼吸灯ledcSetup(1, 1000, 8);ledcAttachPin(ALARM_LED_PIN, 1);
}void checkHumidityAlarm() {// 湿度低于30%时LED呼吸（Day3 占空比变化）if (humi < 30) {static int duty = 0;static bool up = true;duty = up ? duty + 5 : duty - 5;if (duty >= 255) up = false;if (duty <= 0) up = true;ledcWrite(1, duty);} else {ledcWrite(1, 0);  // 正常时熄灭}
}void uartReport() {// Day7 UART2上报数据（格式化）String report = "TEMP:" + String(temp,1) + ",HUMI:" + String(humi,0) + ",LIGHT:" + String(light);UART2.println(report);
}

（5）新增 Wi-Fi 基础配网（衔接物联网）

#include <WiFi.h>const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";void initWiFi() {WiFi.begin(ssid, password);oled.setCursor(0, 56);oled.print("WiFi: Connecting");oled.display();while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);oled.print(".");oled.display();}oled.clearDisplay();oled.setCursor(0, 56);oled.print("WiFi: Connected");oled.display();
}

（6）主函数整合（全流程串联）

void setup() {// 基础初始化（Day1-Day2）Serial.begin(115200);UART2.begin(115200, SERIAL_8N1, UART2_RX, UART2_TX);dht.begin();analogSetPinAttenuation(LDR_PIN, ADC_11db);  // Day4 ADC衰减器// 模块初始化initOLED();initPWM();initWiFi();  // 新增Wi-Fi// 定时器配置（Day2 非阻塞）timer.attach_ms(2000, updateSensorData);  // 2秒更新一次数据
}void loop() {// 数据处理与输出（串联全知识点）displayData();       // I2C OLED显示（Day5）checkHumidityAlarm();// PWM报警（Day3）uartReport();        // UART上报（Day7）// 调试日志（Day1）Serial.print("Temp:");Serial.print(temp,1);Serial.print(" Humi:");Serial.print(humi,0);Serial.print(" Light:");Serial.println(light);delay(1000);
}

4. 实验现象与验收标准

1. OLED 显示：分区域显示温度（保留 1 位小数）、湿度（整数）、光照（百分比）及湿度状态

2. 报警功能：湿度＜30% 时，外接 LED 呈呼吸灯效果（PWM 动态调节）

3. 串口上报：

   • UART0（USB）打印调试日志
   • UART2 输出格式化数据（如 “TEMP:25.3,HUMI:45,LIGHT:60”）

4. Wi-Fi 状态：初始化时 OLED 显示连接过程，成功后提示 “WiFi: Connected”

四、知识拓展与进阶方向

1. 功能升级（基于现有代码）

• ✅ 新增 SPI Flash 存储（Day6）：将历史数据写入 Flash，断电不丢失
• ✅ 加入舵机控制（Day3）：湿度＞70% 时舵机触发 “浇水” 动作
• ✅ 实现 HTTP 请求（Day8+）：通过 Wi-Fi 将数据上传至物联网平台（如 Blinker）

2. 排错指南（整合往期常见问题）

问题现象	关联知识点	解决方法
OLED 不显示	I2C/Day5	检查地址（0x3C/0x3D）、SDA/SCL 接线
传感器数据异常	ADC/Day4	增加滤波、校准阈值、检查接线极性
串口乱码	UART/Day7	统一波特率（115200）、配置 8N1 格式
Wi-Fi 连接失败	新增内容	确认 SSID / 密码、连接 2.4GHz 网络

五、第八天总结与后续规划

1. 今日成果

• ✅ 系统回顾前七天核心知识点，形成 “基础 - 模拟 - 通信” 知识体系
• ✅ 完成首个综合产品，实现多模块协同工作
• ✅ 新增 Wi-Fi 基础能力，衔接物联网进阶内容

2. 后续学习方向

1. 物联网深化：MQTT 协议、OTA 无线更新、云端平台对接

2. 硬件拓展：摄像头（ESP32-S3 NPU 加速）、蓝牙 BLE 通信

3. 项目实战：智能花盆、环境监测仪表盘、低功耗传感器节点

可根据兴趣选择方向，后续教程将聚焦 “物联网数据上传” 或 “硬件拓展”，带你从 “模块实验” 走向 “完整项目”！

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本章节系列教学

ESP32-S3 入门第一天：Arduino IDE使用
ESP32-S3 入门第二天：IO口、延时与定时器核心知识实战
ESP32-S3 入门第三天：PWM 脉冲宽度调制
ESP32-S3 入门第四天：ADC 模数转换
ESP32-S3 入门第五天：I2C通信协议
ESP32-S3入门第六天：SPI通信协议与高速外设控制
ESP32-S3入门第七天：UART串口通信与设备交互
ESP32-S3入门第八天：往期知识回顾与实战练习