Arduino環境でESP32-S3搭載 M5STAMP S3を使う

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【ライセンスについて】
Copyright(c) 2022 by tamanegi
Released under the MIT license
'http://tamanegi.digick.jp/about-licence/

【マイコン基板】
M5StampS3

【スケッチの説明】
プルダウンしたピンの状態がHighならLEDを点灯、LowならLEDを消灯させます。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module

【準備】
LEDピン(GPIO1) -> 保護抵抗(約200Ω) -> LED Anode, LED Cathode -> GND
3.3V -> タクトスイッチ -> ボタンピン(GPIO5)

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

pinModeをINPUT_PULLDOWNにしてもGPIO3, GPIO0の読み取り値は1になります。
PULLDOWN回路を作成することで解消できます。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#define LED 1      //LED
#define BUTTON 5    //タクトスイッチ

void setup()
{
  pinMode(LED, OUTPUT);               //ピン出力設定
  pinMode(BUTTON, INPUT_PULLDOWN);    //プルダウンで入力
}

void loop()
{
  int iStat = digitalRead(BUTTON);
  digitalWrite(LED, iStat);           //ボタンの状態をLEDに出力
}

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【マイコン基板】
M5StampS3

【スケッチの説明】
PWM出力でのフェード点灯（ゆっくり点灯）とフェード消灯（ゆっくり消灯）を行います。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module

【準備】
GPIO1 - 保護抵抗(約200Ω) - LED - GND
ワイヤとLEDで動作させる場合の抵抗値は使用するLEDにより適切な抵抗値を求めてください。

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#define PWM 1        //PWM 出力は 46th pin

void setup()
{
  pinMode(PWM , OUTPUT);
}

void loop()
{
  for(int i = 0; i < 256; i ++)
  {
    analogWrite(PWM, i);
    delay(2);
  }

  for(int i = 0; i < 256; i ++)
  {
    analogWrite(PWM, 255 - i);
    delay(2);
  }
}

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【マイコン基板】
M5STAMPS3

【スケッチの説明】
入力された電圧を読み取ります。

【ライブラリ】
 esp32 > ESP32S3 Dev Module

【準備】
M5STAMPS3          <-> LOLIN32 Lite
GPIO1(ADC)         <-> GPIO26(DAC)
GND                <-> GND

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#define ADC 1

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  pinMode(ADC, INPUT);
}

void loop()
{
  int iADC = 0;

  //外部から入力された電圧を読み取り、結果をCOMに出力します。
  iADC = analogRead(ADC);
  Serial.printf("(ADC) = %d\r\n", iADC);
  delay(2);
}

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【マイコン基板】
ESP32-S3-DevkitC-1 で利用できます。

【スケッチの説明】
 UARTの読み取り結果をそのままUARTにオウム返しします。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module

【準備】
M5STAMPS3 <-> FT232RL
 GPIO43(TX) <-> RX
 GPIO44(RX) <-> TX

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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void setup()
{
  Serial.begin(115200);                                   //GPIO 43(TX), 44(RX)に入出力されます
}

void loop()
{
  if(Serial.available() != 0)          //UART1にデータがあれば、読み取った内容をUART0に送信
  {
      Serial.write(Serial.read());
  }
}

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【マイコン基板】
M5STAMPS3

【スケッチの説明】
SSD1306 OLEDの制御をします。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module
Adafruit SSD1306 by Adafruit
Adafruit GFX Library by Adafruit

【準備】
マイコン基板 <-> SSD1306
3V3          <-> VCC
GND          <-> GND
GPIO13(SDA)  <-> SDA
GPIO15(SCL)  <-> SCL
M5STAMPS3 の I2Cでは、 Wire.setPins()により任意の位置にI2CのSDA, SCLを設定することができます。

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128                //解像度 128 x 64 で使用します。
#define SCREEN_HEIGHT 64                //SCREEN_HEIGHTは 32 に設定することができます。

#define OLED_RESET     -1               //使用しないので　-1を設定する。
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C             //I2Cアドレスは 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
                                        //表示制御にはAdafruit製 SSD1306を使用する。

//デフォルトピンから変更する場合
#define PIN_SDA 13
#define PIN_SCL 15                                   
void setup()
{
  Wire.setPins(PIN_SDA, PIN_SCL);

  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
    for(;;);
  }

  display.clearDisplay();               //何か表示されている場合に備えて表示クリア

  display.setTextSize(2);               //フォントサイズは2(番目に小さい)
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);  //色指定はできないが必要
  display.setCursor(20, 0);            //テキストの表示開始位置
  display.print(F("TAMANEGI"));         //表示文字列
  display.setCursor(15, 25);
  display.print(F("OLED 0.96"));
  display.setCursor(25, 45);
  display.print(F("SSD1306"));
  
  display.display();                    //バッファ転送（表示)
}

void loop()
{
}

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【マイコン基板】
M5STAMPS3

【スケッチの説明】
ST7735 LCDの表示制御します。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module
Adafruit ST7735 and ST7789 Library
Adafruit GFX Library

【準備】
マイコン基板 <-> ST7735
3V3            <-> VCC
GND            <-> GND
GPIO1          <-> CS
GPIO3          <-> Reset
GPIO5          <-> AO
GPIO7          <-> SDA
GPIO9          <-> SCK

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#include <Adafruit_GFX.h> 
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

#define TFT_CS    1
#define TFT_RST   3
#define TFT_DC    5
#define TFT_MOSI  7
#define TFT_SCK   9

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

//S/W SPIはこちら。遅いが任意のピンを使用できる。
//Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCK, TFT_RST);

void setup(void) 
{
  SPI.begin(TFT_SCK, -1, TFT_MOSI, TFT_CS);
  tft.initR(INITR_BLACKTAB);                //Init ST7735S初期化
  
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);               //背景の塗りつぶし

  //テキスト表示
  tft.setRotation(3);                         //画面回転
  tft.setTextSize(3);                         //サイズ

  tft.setCursor(0, 10);                       //カーソル位置                      
  tft.setTextColor(ST77XX_GREEN);             //緑
  tft.printf("TAMANEGI\n");

  tft.setCursor(0, 50);                       //カーソル位置                      
  tft.setTextSize(2);                         //サイズ
  tft.setTextColor(ST77XX_RED);               //赤
  tft.printf("1.8inch LCD\n");
  tft.setTextColor(ST77XX_YELLOW);            //黄
  tft.printf("Res=128 x 160\n");
  tft.setTextColor(ST77XX_BLUE);              //青
  tft.printf("ST7735\n");
}

void loop()
{
}

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【マイコン基板】
M5STAMPS3

【スケッチの説明】
基板実装WS2812を点灯させます。
1秒間隔で、赤->緑->黄->青->紫->水->白　の順で点灯させます。

【ライブラリ】
esp32 > ESP32S3 Dev Module
Adafruit NeoPixel by Adafruit 1.10.6

【準備】
配線不要

【補足】
書き込みはリセットボタンを押しながら電源を投入するか、GPIO0とGNDをショートさせた状態で電源を投入し、ダウンロードモードで起動します。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define DIN_PIN 21            // NeoPixel　の出力ピン番号
#define LED_COUNT 1           // LEDの連結数
#define WAIT_MS 1000          // 次の点灯までのウエイト
#define BRIGHTNESS 128        // 輝度
Adafruit_NeoPixel pixels(LED_COUNT, DIN_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup()
{
  pixels.begin();             //NeoPixel制御開始
}

void loop()
{
  pixels.clear();
  
  //pixels.Color(Red, Green, Blue)で、パレット情報を作成する。
  //赤点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, 0, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //緑点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, BRIGHTNESS, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //赤　＋　緑　で　黄点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, BRIGHTNESS, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //青点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, 0, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //赤　＋　青　で　紫点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, 0, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //緑　＋　青　で　水点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, BRIGHTNESS, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  //赤　＋　緑　＋　青　で　白点灯
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, BRIGHTNESS, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);
}

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【マイコン基板】
M5STAMP S3

【スケッチの説明】
BLE UART通信します。

M5STAMP S3にはGPIO443(TX) GPIO43(RX)からUARTを行いFT232RLを中継して通信を行います。

COMから読み取ったデータをBLEクライアントに送信します。
BLEクライアントから読み取ったデータはCOMに送信します。

参考
ファイル > スケッチ例 > ESP32 BLE Arduino > BLE_uart
を送信、受信できるように修正しています。

【ライブラリ】
esp32 > ESPS3 Dev Module

【準備】
M5STAMPS3 <-> FT232RL
 GPIO43(TX) <-> RX
 GPIO44(RX) <-> TX
BLEクライアントアプリが必要です。

【バージョン情報】
2023/2/19 : 新規
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#include <BLEDevice.h>
#include <BLEServer.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLE2902.h>

#define BUFFER 64

BLEServer *pServer = NULL;
BLECharacteristic * pTxCharacteristic;
bool deviceConnected = false;
bool oldDeviceConnected = false;
uint8_t txValue[BUFFER] = "";

// See the following for generating UUIDs:
// https://www.uuidgenerator.net/

#define SERVICE_UUID           "6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E" // UART service UUID
#define CHARACTERISTIC_UUID_RX "6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define CHARACTERISTIC_UUID_TX "6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"


class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks {
    void onConnect(BLEServer* pServer) {
      deviceConnected = true;
    };

    void onDisconnect(BLEServer* pServer) {
      deviceConnected = false;
    }
};

class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
    void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
      std::string rxValue = pCharacteristic->getValue();

      if (rxValue.length() > 0) {
        Serial.println("*********");
        Serial.print("Received Value: ");
        for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++)
          Serial.print(rxValue[i]);

        Serial.println();
        Serial.println("*********");
      }
    }
};


void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // Create the BLE Device
  BLEDevice::init("BLE UART");

  // Create the BLE Server
  pServer = BLEDevice::createServer();
  pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());

  // Create the BLE Service
  BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);

  // Create a BLE Characteristic
  pTxCharacteristic = pService->createCharacteristic(
										CHARACTERISTIC_UUID_TX,
										BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY
									);
                      
  pTxCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());

  BLECharacteristic * pRxCharacteristic = pService->createCharacteristic(
											 CHARACTERISTIC_UUID_RX,
											BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE
										);

  pRxCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks());

  // Start the service
  pService->start();

  // Start advertising
  pServer->getAdvertising()->start();
  Serial.println("Waiting a client connection to notify...");
}

void loop() {

  //以下修正箇所　COMからデータを読み取り、BLEに送信
  if (deviceConnected == true)
  {
    if(Serial.available() != 0)
    {
      size_t bufSize = Serial.read(txValue, Serial.available());
      pTxCharacteristic->setValue(txValue, bufSize);
      pTxCharacteristic->notify();
    }

		delay(10); // bluetooth stack will go into congestion, if too many packets are sent
	}
  //ここまで

    // disconnecting
    if (!deviceConnected && oldDeviceConnected) {
        delay(500); // give the bluetooth stack the chance to get things ready
        pServer->startAdvertising(); // restart advertising
        Serial.println("start advertising");
        oldDeviceConnected = deviceConnected;
    }
    // connecting
    if (deviceConnected && !oldDeviceConnected) {
		// do stuff here on connecting
        oldDeviceConnected = deviceConnected;
    }
}