新建工程

• 运行Arduino IDE，选择 File -> New Sketch
  
  
• 输入代码：

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  Serial.println("Hello, World!");
  delay(2000);
}

• 保存代码工程，选择 File -> Save As...；在弹出的菜单选择保存工程路径，并输入工程名，如 Hello_World，点击保存
  
  

编译和烧录程序

• 选择对应的开发板，以ESP32S3主板为例： Tools -> Board -> esp32 -> ESP32S3 Dev Module
  
  
• 选择对应的端口，另外若ESP32S3主板只有USB口，须打开（Enable）USB CDC，如下图所示：
  
  
• 编译并上传程序：
  
  
• 打开串口监视窗口，程序每隔2秒会打印“Hello World!”，运行情况如下所示：
  
  

• 该程序演示了如何使用ESP32-S3-ETH模块的多个GPIO引脚作为输出控制端口。程序会按顺序将每个GPIO引脚依次设置为高电平（打开）和低电平（关闭），每次状态变化间隔300毫秒。通过这种方式，可以观察到GPIO引脚的依次开关操作。

【硬件连接】

ESP32-S3-ETH GPIO引脚定义图

• 使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

1.GPIO 引脚设置：程序首先定义了 25 个 GPIO 引脚，并在 setup() 函数中将它们初始化为输出模式。所有引脚在开始时都被设置为低电平（关闭状态）。

#define NUM_GPIO 25

// Define GPIO pins
const int gpio_pin[NUM_GPIO] = {21, 17, 16, 18, 15, 3, 2, 1, 0, 44, 43, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 45, 46, 47, 48};

2. GPIO 控制循环：

• 在 loop() 函数中，程序会依次将每个 GPIO 引脚打开（设置为高电平），延时300毫秒，然后再关断引脚（设置为低电平）。
• 这个过程会不断重复。

3. 打印输出：程序通过 USB 口输出每个 GPIO 引脚的状态信息，提示该引脚是处于高电平（开启）还是低电平（关闭）状态。

void loop() {
  // Turn on each GPIO one by one
  for (current_gpio = 0; current_gpio < NUM_GPIO; current_gpio++) {
      digitalWrite(gpio_pin[current_gpio], HIGH); // Set GPIO pin to HIGH (turn on)
      printf("GPIO %d set to HIGH.\n", gpio_pin[current_gpio]); // Print GPIO state
      delay(300); // Delay for 300ms
  }

  // Turn off each GPIO one by one
  for (current_gpio = 0; current_gpio < NUM_GPIO; current_gpio++) {
      digitalWrite(gpio_pin[current_gpio], LOW); // Set GPIO pin to LOW (turn off)
      printf("GPIO %d set to LOW.\n", gpio_pin[current_gpio]); // Print GPIO state
      delay(300); // Delay for 300ms
  }

【运行效果】

程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

• ESP32-S3-ETH 将依次控制 25 个 GPIO 引脚。程序会在每个 GPIO 引脚上切换高电平（HIGH）和低电平（LOW）状态，并将状态变化通过 USB 输出至监视窗口。
  输出的低电平为 0V，高电平为当前板子的工作电压。由于 ESP32-S3 的工作电压为 3.3V，因此高电平为 3.3V。
• 打开 Arduino IDE 的串口监视窗口，可以观察到各个 GPIO 引脚的状态切换，如下图所示：
  

  GPIO流水灯实验参考例图
  
  
  

该程序使用GPIO21引脚控制一颗 WS2812 RGB LED，展示多种灯光效果，包括单色填充（Color Wipe）、彩虹渐变（Rainbow）和剧院追逐效果（Theater Chase）。

【硬件连接】

使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

1.GPIO 引脚设置：程序首先定义了 RGB LED控制引脚为 GPIO 引脚，并在 **`setup` 函数**中，

• 初始化 NeoPixel RGB LED：
  • 使用 `strip.begin()` 开启 LED 控制功能。
  • 设置 LED 亮度为 50%，通过 `strip.setBrightness(50)` 实现。
  • 调用 `strip.show()` 将 LED 初始化为熄灭状态。
  • 设置额外指示灯（LED1）的输出模式，并通过 `digitalWrite(LED1, HIGH)` 点亮指示灯

#define PIN 21           // Pin connected to WS2812 RGB LED
#define LED1 -1          // GPIO for an additional LED (optional)

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  #if defined (__AVR_ATtiny85__)
    if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
  #endif

  strip.begin();
  strip.setBrightness(50);
  strip.show();

  pinMode(LED1, OUTPUT);
  digitalWrite(LED1, HIGH);  // Turn on the additional LED
}

【运行效果】

• 单色填充：RGB LED 依次显示红、绿、蓝三种颜色，每种颜色持续一段时间
• 剧院追逐：白色、红色和蓝色的动态追逐效果，LED 以周期性闪烁的方式显示颜色

• 该程序演示了如何在ESP32-S3-ETH模块上操作SD卡，包括初始化SD卡、创建和写入文件、列出目录中的文件以及读取文件内容。程序将创建一个名为`waveshare.txt`的文件，写入"Hello world from Waveshare"这段文字，并列出SD卡根目录中的所有文件信息，最后读取`waveshare.txt`文件内容并打印到串口监视器上。

• 板子装上SD卡（推荐用16GB以下的闪迪SD卡），使用USB线把板子接入电脑

【代码分析】

1. setup()

• 初始化串口通信和SD卡。
• 通过 SPI.begin() 初始化ESP32的SPI总线，指定用于SD卡通信的引脚。
• 调用 SD.begin() 尝试挂载SD卡，成功时输出卡的大小。
• 调用三个核心功能：
  • writeFileToSD()：创建并写入文件。
  • listFilesOnSD()：扫描并打印SD卡根目录下的所有文件。
  • readFileFromSD()：打开并读取 waveshare.txt 文件的内容。

2. writeFileToSD()

• 主要功能是创建或打开 waveshare.txt 文件，并写入文本 "Hello world from Waveshare"。
• 在完成文件写入后，文件被关闭以确保写入操作正确完成。

3. listFilesOnSD()

• 扫描SD卡根目录中的所有文件，并将文件名通过串口输出。
• 使用 openNextFile() 函数依次打开目录中的每个文件并打印它们的名称，最后关闭根目录文件。

4. readFileFromSD(const char *filePath)

• 打开并读取指定路径的文件，这里是 waveshare.txt。
• 如果文件存在，使用 file.read() 逐字节读取内容，并通过串口输出文件的内容，最后关闭文件。

【运行效果】

程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

• 首先挂载SD卡，然后创建和写入文件，再扫描并列出SD卡的根目录文件，最后打开并读取一个特定文件的内容。
  
  

• 该程序将ESP32-S3-ETH配置为WiFi接入点（AP模式），允许其他设备连接到该WiFi网络。连接设备的MAC地址和分配的IP地址将会在串口监视器上打印出来。通过此程序可以了解如何使用ESP32作为接入点并动态监控连接到接入点的设备信息。

【硬件连接】

• 使用 USB 线将板子连接到电脑。

【代码分析】

1. setup()

• 初始化串口通信并配置 ESP32 为 WiFi 接入点（AP）。
• 使用 WiFi.softAP() 设置 AP，指定网络名称（SSID）为"ESP32-S3-ETH"，密码为"88888888"。
• 使用 WiFi.onEvent() 注册 WiFi 事件处理程序，用于处理客户端连接和断开连接。
• 在串口上打印确认信息，指示 AP 初始化成功。

2. formatMacAddress()

• 将 MAC 地址从字节数组格式转换为可读的字符串格式（如 XX:XX:XX:XX:XX:XX）。
• 用于在串口上显示连接设备的 MAC 地址。

3. WiFiEvent()

• 处理 WiFi 事件，例如客户端连接和断开连接。
• 当设备连接时：
  • 打印该设备的 MAC 地址。
  • 添加短暂延迟（500 毫秒）以确保 DHCP 有时间分配 IP 地址。
  • 调用 printDeviceIP() 获取并显示分配的 IP 地址。
• 当设备断开连接时，打印断开连接信息。

4. printDeviceIP(const uint8_t* mac)

• 根据 MAC 地址检索并打印已连接设备的 IP 地址。
• 使用 ESP-IDF 函数 esp_wifi_ap_get_sta_list() 和 tcpip_adapter_get_sta_list() 获取连接设备列表。
• 遍历设备列表，比较 MAC 地址以识别目标设备。
• 如果 IP 地址有效（非 0.0.0.0），则打印 IP 地址。否则，表示 DHCP 尚未分配 IP 地址。

5. loop()

• 包含一个小延迟以保持 CPU 空闲，防止不必要的负载。
• 主循环中没有其他操作。

【运行效果】

程序烧录完成后，设备的运行效果如下：

ESP32-S3-ETH WiFi热点

1. ESP32-S3-ETH模块会启动一个WiFi接入点，网络名称为 "ESP32-S3-ETH"。
2. 设备连接到该接入点后，其MAC地址和分配的IP地址会被打印到串口监视器上。
3. 当设备断开连接时，也会在串口上输出断开消息。
   
   

• 该程序将ESP32-S3模块配置为WiFi工作站（STA模式）并搭建一个Web服务器，通过Web页面控制连接到GPIO18的LED。用户可以在网页上查看当前LED状态（LED ON 或 LED OFF）并切换LED的开关状态。每次LED状态变化时，状态信息会在网页和串口监视器上显示。

【硬件连接】

WIFI控制GPIO18输出高低电平

• 使用 USB 线将板子连接到电脑。

【代码分析】

1. setup()

• 功能: 初始化系统设置，包括串口通信、GPIO配置、WiFi连接和Web服务器启动。
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 设置GPIO18为输出，并确保LED初始状态为关闭。
  • 连接到WiFi网络并在串口监视器上打印IP地址。
  • 启动Web服务器，等待客户端连接。

2. loop()

• 功能: 处理客户端连接和HTTP请求，根据请求内容切换LED状态，并生成HTML页面显示当前LED状态。
• 主要步骤:
  • 检查是否有新客户端连接，读取HTTP请求内容。
  • 根据请求路径 "/H" 或 "/L" 来控制GPIO18的高低电平，切换LED状态。
  • 生成包含当前LED状态和切换链接的HTML页面，返回给客户端。
  • 关闭与客户端的连接，等待下一个连接请求。

【运行效果】

程序烧录完成，设备的运行效果如下：

1. 模块连接上网络后，监视窗口会打印出模块的IP地址
   
   
2. 打开网页浏览器，输入对应的IP，可以实时控制GPIO18引脚的高低电平状态，且对应的串口监视窗口也会实时打印出H 或 L的返回状态值。
3. 
   

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用WIFI连接，DHCP分配IP地址。

【代码分析】

1. WIFI网络配置：须把代码中的WIFI和密码对应改成自己环境中的WIFI路由器中的名称和密码。如果没有的话，可以手机创建一个同名的热点，供模块连接测试。

const char *ssid = "Waveshare";
const char *password = "88888888";

2. setup()

• 功能: 初始化系统设置
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 打印WIFI连接状态，根据网络配置，连接到WIFI网络。
  • 连接WIFI成功后，打印连接成功信息以及IP地址

【运行效果】

启动后，串口打印连接WIFI的状态以及分配的IP。 

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用WIFI连接，静态分配IP地址。

【代码分析】

1. WIFI网络配置：须把代码中的WIFI和密码对应改成自己环境中的WIFI路由器中的名称和密码。如果没有的话，可以手机创建一个同名的热点，供模块连接测试。

const char *ssid = "Waveshare";
const char *password = "88888888";

2. 固定IP配置

IPAddress local_ip(192, 168, 1, 100);       // 固定 IP 地址
IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);          // 网关地址
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);         // 子网掩码
IPAddress dns(192, 168, 1, 1);              // DNS 服务器地址

3. setup()

• 功能: 初始化系统设置
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 设置为局域网模式，并配置静态IP地址
  • 根据网络配置，连接到WIFI网络。
  • 打印连接成功信息以及IP地址

【运行效果】

启动后，串口打印连接WIFI的状态以及分配的IP。

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用WIFI连接，并结合摄像头模块实现图像采集和流式传输。程序将配置摄像头引脚并启动摄像头服务器，使用户可以通过WIFI局域网实时访问摄像头的拍摄内容。初始化过程中，程序会设置摄像头的各种参数，包括分辨率、像素格式等。

【硬件连接】

• 参考下图连接好硬件，摄像头采用DVP接口连接，引脚定义详见右图。

【代码分析】
1. WIFI网络配置：须把代码中的WIFI和密码对应改成自己环境中的WIFI路由器中的名称和密码。如果没有的话，可以手机创建一个同名的热点，供模块连接测试。

const char *ssid = "Waveshare";
const char *password = "88888888";

2. startCameraServer()

• 用于启动基于 Web 的摄像头视频流服务器。这个函数会创建一个 HTTP 服务器，接收客户端请求并返回摄像头捕获的图像或视频流，使用户能通过网络访问摄像头数据。

【运行效果】

1. 启动后，ESP32-S3会初始化WIFI并输出连接状态。
2. 摄像头成功初始化后，服务器将开始提供实时图像传输服务，用户可以通过WIFI连接到摄像头服务器，查看实时视频。
3. 若连接断开或摄像头初始化失败，程序会在串口监视器上输出相关错误信息。

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用以太网连接，DHCP分配IP地址。

【硬件连接】

• 参考下图连接好硬件，如下图所示

【代码分析】

1. setup()

• 功能: 初始化系统设置
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 初始化SPI总线，配置以太网通信模块引脚。
  • 初始化以太网模块，使用DHCP获取IP地址，如果失败就停止程序，成功则继续。
  • 打印获取到的IP地址。

【运行效果】

启动后，ESP32-S3会初始化以太网，打印DHCP分配的IP地址。

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用以太网连接，静态分配IP地址。

【硬件连接】

• 参考下图连接好硬件，如下图所示

【代码分析】

1. setup()

• 功能: 初始化系统设置
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 初始化SPI总线，配置以太网通信模块引脚。
  • 初始化以太网模块，进行静态IP配置，如果IP地址配置失败就停止程序，成功则继续。
  • 打印获取到的IP地址。

【运行效果】

启动后，ESP32-S3会初始化以太网，打印静态分配的IP地址。 

该程序通过ESP32-S3-ETH模块通过 DHCP 自动获取 IP 地址；若 DHCP 获取失败，则回退使用一个预设的 静态 IP 地址。随后，将最终分配到的 IP 地址打印到串口控制台，方便调试与联网验证。

【硬件连接】

• 参考下图连接好硬件，如下图所示

【代码分析】

1. setup()

• 功能: 初始化系统设置
• 主要步骤:
  • 初始化串口通信（用于调试输出）。
  • 初始化SPI总线，配置以太网通信模块引脚。
  • 初始化以太网模块，首先尝试通过 DHCP 获取 IP 地址；如果失败，使用用户预设的静态 IP 地址（如 192.168.1.177）进行初始化。
  • 打印获取到的IP地址。

【运行效果】

启动后，ESP32-S3会初始化以太网，打印静态分配的IP地址。

该程序通过ESP32-S3-ETH模块使用以太网连接，并结合摄像头模块实现图像采集和流式传输。程序将配置摄像头引脚并启动摄像头服务器，使用户可以通过以太网实时访问摄像头的拍摄内容。初始化过程中，程序会设置摄像头的各种参数，包括分辨率、像素格式等，并通过网络事件监控以太网连接的状态。

【硬件连接】

• 参考下图连接好硬件，（如果不需要PoE供电，则无须接PoE模块）

【代码分析】
1. setup()

• 功能: 配置串口调试并初始化以太网连接，设置摄像头控制引脚。
• 通过条件编译，根据不同的ESP32配置方式启动以太网：
  • SPI方式: 在非ESP32设备上，使用 `ETH.beginSPI()` 启动以太网。
• 等待以太网连接成功后，配置摄像头参数，并启动摄像头服务器以供外部访问。

• 摄像头配置: 通过 `camera_config_t` 结构体配置摄像头的各种参数，包括：
  • 图像分辨率、格式（JPEG或RGB565）、XCLK频率、帧缓冲等。
  • 如果检测到PSRAM，将使用较高的JPEG质量和帧缓存设置，以提升图像质量。

2. startCameraServer()

• 启动摄像头服务器，使用户可以通过网络访问摄像头的拍摄内容。

3. 事件处理函数 WiFiEvent(WiFiEvent_t event)

• 功能: 用于监控以太网连接状态并在事件发生时输出调试信息。
  • 连接事件: 当以太网启动、连接或断开时，会输出状态信息。
  • 获得IP地址事件: 当成功获得IP地址时，打印设备的MAC地址、IPv4地址、全双工状态、链路速度和网关IP地址。

【运行效果】

1. 启动后，ESP32-S3会初始化以太网并输出连接状态。
2. 摄像头成功初始化后，服务器将开始提供实时图像传输服务，用户可以通过以太网连接到摄像头服务器，查看实时视频。
3. 若连接断开或摄像头初始化失败，程序会在串口监视器上输出相关错误信息。