Rust嵌入式开发库esp32s3的使用：ESP32-S3芯片支持与物联网应用开发

esp32s3是一个用于Espressif ESP32-S3芯片的外设访问库(PAC)。它基于svd2rust生成，提供了对ESP32-S3芯片寄存器的安全访问接口。

特性

• 提供ESP32-S3芯片的完整外设访问支持
• 符合Rust嵌入式开发规范
• 支持no_std环境
• 开源许可证(MIT或Apache-2.0)

安装

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
esp32s3 = "0.33.0"

或者使用cargo命令安装：

cargo add esp32s3

示例代码

以下是使用esp32s3库控制GPIO的完整示例：

#![no_std]
#![no_main]

use esp32s3_hal::{
    clock::ClockControl, 
    peripherals::Peripherals,
    prelude::*,
    timer::TimerGroup,
    Delay,
    Rtc,
    IO,
};
use esp_backtrace as _;
use xtensa_lx_rt::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外设
    let peripherals = Peripherals::take();
    let system = peripherals.SYSTEM.split();
    
    // 初始化时钟
    let clocks = ClockControl::boot_defaults(system.clock_control).freeze();
    
    // 初始化RTC
    let mut rtc = Rtc::new(peripherals.RTC_CNTL);
    
    // 禁用RTC看门狗定时器
    rtc.rwdt.disable();
    
    // 初始化IO
    let io = IO::new(peripherals.GPIO, peripherals.IO_MUX);
    
    // 设置GPIO4为输出
    let mut led = io.pins.gpio4.into_push_pull_output();
    
    // 初始化延时
    let mut delay = Delay::new(&clocks);
    
    loop {
        // 切换LED状态
        led.toggle().unwrap();
        
        // 延时1秒
        delay.delay_ms(1000u32);
    }
}

物联网应用开发示例

以下是一个简单的物联网应用示例，使用WiFi和MQTT：

#![no_std]
#![no_main]

use esp32s3_hal::{
    clock::ClockControl,
    peripherals::Peripherals,
    prelude::*,
    timer::TimerGroup,
    Rtc,
    IO,
    Delay,
    Uart,
};
use esp_backtrace as _;
use esp_println::println;
use xtensa_lx_rt::entry;

// WiFi和MQTT相关
use embedded_svc::wifi::{AuthMethod, ClientConfiguration, Configuration};
use esp_wifi::wifi::Wifi;
use mqtt_client::{Client, Config, QoS};

#[entry]
fn main() -> ! {
    let peripherals = Peripherals::take();
    let system = peripherals.SYSTEM.split();
    let clocks = ClockControl::boot_defaults(system.clock_control).freeze();
    
    // 初始化串口用于调试
    let mut uart0 = Uart::new(peripherals.UART0, &clocks);
    
    // 初始化WiFi
    let mut wifi = Wifi::new(peripherals.WIFI);
    
    // 配置WiFi
    let wifi_config = Configuration::Client(ClientConfiguration {
        ssid: "your_wifi_ssid".into(),
        bssid: None,
        auth_method: AuthMethod::WPA2Personal,
        password: "your_wifi_password".into(),
        channel: None,
    });
    
    wifi.set_configuration(&wifi_config).unwrap();
    wifi.start().unwrap();
    wifi.connect().unwrap();
    
    // 等待WiFi连接
    while !wifi.is_connected().unwrap() {
        // 检查连接状态
    }
    
    println!("WiFi connected!");
    
    // 初始化MQTT客户端
    let mqtt_config = Config::new("mqtt://broker.example.com")
        .set_client_id("esp32s3_client")
        .set_keep_alive(30);
    
    let mut mqtt_client = Client::new(mqtt_config).unwrap();
    
    // 连接MQTT代理
    mqtt_client.connect().unwrap();
    
    // 订阅主题
    mqtt_client.subscribe("topic/status", QoS::AtLeastOnce).unwrap();
    
    // 主循环
    loop {
        // 发布消息
        mqtt_client.publish(
            "topic/data", 
            "Hello from ESP32-S3!", 
            QoS::AtLeastOnce, 
            false
        ).unwrap();
        
        // 延时5秒
        Delay::new(&clocks).delay_ms(5000u32);
    }
}

完整示例：基于esp32s3的温湿度传感器物联网应用

以下是一个更完整的物联网应用示例，使用DHT11温湿度传感器并通过WiFi上报数据：

#![no_std]
#![no_main]

use esp32s3_hal::{
    clock::ClockControl,
    peripherals::Peripherals,
    prelude::*,
    timer::TimerGroup,
    Rtc,
    IO,
    Delay,
    gpio::GpioPin,
    gpio::Output,
};
use esp_backtrace as _;
use esp_println::println;
use xtensa_lx_rt::entry;

// 传感器和网络相关
use dht_sensor::*;
use embedded_svc::wifi::{AuthMethod, ClientConfiguration, Configuration};
use esp_wifi::wifi::Wifi;
use mqtt_client::{Client, Config, QoS};

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 初始化外设
    let peripherals = Peripherals::take();
    let system = peripherals.SYSTEM.split();
    let clocks = ClockControl::boot_defaults(system.clock_control).freeze();
    
    // 初始化RTC
    let mut rtc = Rtc::new(peripherals.RTC_CNTL);
    rtc.rwdt.disable();
    
    // 初始化IO
    let io = IO::new(peripherals.GPIO, peripherals.IO_MUX);
    
    // 配置DHT11传感器引脚 (GPIO5)
    let mut dht_pin = io.pins.gpio5.into_open_drain_output();
    let mut delay = Delay::new(&clocks);
    
    // 初始化WiFi
    let mut wifi = Wifi::new(peripherals.WIFI);
    let wifi_config = Configuration::Client(ClientConfiguration {
        ssid: "your_wifi_ssid".into(),
        bssid: None,
        auth_method: AuthMethod::WPA2Personal,
        password: "your_wifi_password".into(),
        channel: None,
    });
    
    wifi.set_configuration(&wifi_config).unwrap();
    wifi.start().unwrap();
    wifi.connect().unwrap();
    
    // 等待WiFi连接
    while !wifi.is_connected().unwrap() {
        delay.delay_ms(500u32);
    }
    println!("WiFi connected!");
    
    // 初始化MQTT客户端
    let mqtt_config = Config::new("mqtt://broker.example.com")
        .set_client_id("esp32s3_sensor")
        .set_keep_alive(30);
    
    let mut mqtt_client = Client::new(mqtt_config).unwrap();
    mqtt_client.connect().unwrap();
    
    // 主循环
    loop {
        // 读取传感器数据
        match dht11::Reading::read(&mut delay, &mut dht_pin) {
            Ok(data) => {
                let temp = data.temperature;
                let humi = data.humidity;
                
                // 构建JSON格式的消息
                let message = format!(
                    r#"{{"temperature": {}, "humidity": {}}}"#,
                    temp, humi
                );
                
                // 发布到MQTT
                mqtt_client.publish(
                    "sensors/weather", 
                    &message, 
                    QoS::AtLeastOnce, 
                    false
                ).unwrap();
                
                println!("Published: {}", message);
            }
            Err(e) => println!("Sensor error: {:?}", e),
        }
        
        // 每30秒上报一次
        delay.delay_ms(30000u32);
    }
}

许可证

本项目采用双重许可证：

• MIT许可证
• Apache许可证2.0

您可以根据需要选择其中一种许可证。

贡献

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