NE101 Arduino Dev Guide

本文档将指导您如何使用 Arduino IDE 开发适配 NE101 摄像头的应用程序，以 CameraWebServer 示例为例。

0. 为什么选择 Arduino？

使用 Arduino 平台开发 NE101 主要有以下优势：

极速原型开发 (Rapid Prototyping)：Arduino 极大地简化了底层硬件配置，让开发者可以在几分钟内点亮屏幕、驱动摄像头或连接 WiFi，非常适合快速验证产品创意。
丰富的开源生态 (Rich Ecosystem)：拥有海量的驱动库（Library），无论是连接传感器、显示屏还是接入各种物联网云平台（如 AWS, MQTT, Home Assistant），通常都能找到现成的库一键调用，无需重复造轮子。
低门槛易上手 (Ease of Use)：相比于专业的 ESP-IDF，Arduino 屏蔽了复杂的构建系统和操作系统细节，语法简单直观，不仅适合初学者，也能大幅提升专业开发者的开发效率。
跨平台兼容：同样的代码通常只需微调即可在不同硬件间移植，方便利用现有的 ESP32 社区资源。

1. 环境准备

1.1 安装 Arduino IDE

如果尚未安装，请前往 Arduino 官网下载并安装版本的 Arduino IDE。

注意：我们团队验证通过的版本是 Arduino IDE 2.3.6。

1.2 安装 ESP32 开发板支持包

打开 Arduino IDE，进入 文件 -> 首选项。

在 附加开发板管理器网址 中添加以下链接：

https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json

点击确定，然后进入 工具 -> 开发板 -> 开发板管理器。
搜索 esp32，安装由 Espressif Systems 发布的 esp32 包。

注意：我们团队验证通过的版本是 3.2.1。

2. 硬件配置 (关键步骤)

NE101 基于 ESP32-S3 芯片，拥有 8MB Octal PSRAM 和 16MB Flash。在 Arduino IDE 中必须正确配置以下选项，否则无法启动或识别摄像头。

在 工具 菜单中选择：

开发板: ESP32S3 Dev Module
USB CDC On Boot: Enabled (这样可以通过 USB 查看串口打印)
CPU Frequency: 240MHz (WiFi)
Core Debug Level: Info (或者 Verbose，便于调试)
Erase All Flash Before Sketch Upload: Disabled (初次建议 Enabled，之后 Disabled)
Flash Mode: QIO 80MHz
Flash Size: 16MB (128Mb)
Partition Scheme: Huge APP (3MB No OTA/1MB SPIFFS) (CameraWebServer 较大，标准分区可能不够)
PSRAM: OPI PSRAM (非常重要！选错会导致 PSRAM 初始化失败，摄像头无法工作)

2.1 SD 卡配置说明

NE101 的 SD 卡槽具有独立的电源控制引脚，使用前必须拉高 GPIO 42。

电源控制 (TF_PWR): GPIO 42 (高电平有效)
通信模式: 必须使用 1-bit Mode (MMC Mode)，不支持 SPI 模式。
引脚定义:
- CLK: GPIO 39
- CMD: GPIO 38
- D0: GPIO 40
- CD (检测): GPIO 41

注意：

引脚冲突：GPIO 42 同时连接了状态指示灯 (Status LED)。给 SD 卡上电时，状态灯会常亮，这是正常现象。

模块冲突：SD 卡引脚与 Cat.1 / WiFi HaLow 模块存在复用冲突，不可同时使用。

上电时序：务必在初始化 SD 卡对象（SD_MMC.begin）之前先拉高 GPIO 42 并延时，否则会初始化失败。

在初始化 SD 卡之前，请务必在 setup() 中添加：

pinMode(42, OUTPUT);
digitalWrite(42, HIGH); // 上电
delay(100); // 等待电源稳定

2.2 摄像头配置说明

NE101 的摄像头电源由 GPIO 3 独立控制。在使用摄像头之前（即调用 esp_camera_init 之前），必须先拉高该引脚，否则摄像头无法初始化。

摄像头电源 (CAM_PWR): GPIO 3 (高电平有效)

3. 代码适配

以我们提供的示例 CameraWebServer 为例进行修改。

3.1 打开示例

在 Arduino IDE 中，点击 文件 -> 示例 -> ESP32 -> Camera -> CameraWebServer。

3.2 修改引脚定义

NE101 的摄像头引脚定义如下，请将示例代码中的 camera_pins.h 或主程序中的引脚配置部分替换为以下内容：

// NE101 Camera Pins
#define PWDN_GPIO_NUM    -1
#define RESET_GPIO_NUM   -1
#define XCLK_GPIO_NUM    15
#define SIOD_GPIO_NUM    4
#define SIOC_GPIO_NUM    5

#define Y9_GPIO_NUM      11  // D0
#define Y8_GPIO_NUM      9   // D1
#define Y7_GPIO_NUM      8   // D2
#define Y6_GPIO_NUM      10  // D3
#define Y5_GPIO_NUM      12  // D4
#define Y4_GPIO_NUM      18  // D5
#define Y3_GPIO_NUM      17  // D6
#define Y2_GPIO_NUM      16  // D7

#define VSYNC_GPIO_NUM   6
#define HREF_GPIO_NUM    7
#define PCLK_GPIO_NUM    13

3.3 修改主程序 `CameraWebServer.ino`

找到包含 camera_pins.h 的地方。
在宏定义选择部分，注释掉其他模型，添加 NE101：

#include "esp_camera.h"
#include <WiFi.h>

// ===================
// Select camera model
// ===================
//#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_ESP_EYE // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_ESP32S3_EYE // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_V2_PSRAM // M5Camera version B Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM // No PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_UNITCAM // No PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_TTGO_T_JOURNAL // No PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_XIAO_ESP32S3 // Has PSRAM
// **** 添加这一行 ****
#define CAMERA_MODEL_NE101 

#include "camera_pins.h"

您还需要在 camera_pins.h 文件末尾添加 NE101 的定义块，或者直接将上述引脚定义复制到 .ino 文件中并注释掉 #include "camera_pins.h"。

推荐做法：直接在 .ino 文件头部定义引脚（删繁就简）：

#include "esp_camera.h"
#include <WiFi.h>

// ===========================
// NE101 Pin Definition
// ===========================
#define PWDN_GPIO_NUM    -1
#define RESET_GPIO_NUM   -1
#define XCLK_GPIO_NUM    15
#define SIOD_GPIO_NUM    4
#define SIOC_GPIO_NUM    5

#define Y9_GPIO_NUM      11
#define Y8_GPIO_NUM      9
#define Y7_GPIO_NUM      8
#define Y6_GPIO_NUM      10
#define Y5_GPIO_NUM      12
#define Y4_GPIO_NUM      18
#define Y3_GPIO_NUM      17
#define Y2_GPIO_NUM      16

#define VSYNC_GPIO_NUM   6
#define HREF_GPIO_NUM    7
#define PCLK_GPIO_NUM    13

// ===========================
// WIFI Credentials
// ===========================
const char *ssid = "YOUR_WIFI_SSID";
const char *password = "YOUR_WIFI_PASSWORD";

void startCameraServer();

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setDebugOutput(true);  
  Serial.println();

  // 1. 开启摄像头电源 (非常重要！)
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(3, HIGH);
  delay(100);

  // 2. (可选) 开启 SD 卡电源
  // pinMode(42, OUTPUT);
  // digitalWrite(42, HIGH);
  // delay(100);

  camera_config_t config;
  config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
  config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
  config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM; // 注意：esp32-camera 库的命名习惯有时与原理图不同，这里只需对应 D0-D7 即可
  config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
  config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
  config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
  config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
  config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
  config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
  config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
  config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
  config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
  config.pin_sccb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
  config.pin_sccb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
  config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
  config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
  config.xclk_freq_hz = 10000000; // NE101 建议 10MHz 或 20MHz，如果画面有条纹可尝试降低
  config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG; 
  config.grab_mode = CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY;
  config.fb_location = CAMERA_FB_IN_PSRAM;
  config.jpeg_quality = 12;
  config.fb_count = 1;

  // ... (后续代码保持不变)

注意：在 main/camera.c 原代码中：

#define CAMERA_PIN_D0 11     // D0
#define CAMERA_PIN_D1 9      // D1
#define CAMERA_PIN_D2 8      // D2
...

而在 Arduino 示例中通常使用 Y2-Y9 的命名。对应关系如下：

D0 -> Y2
D1 -> Y3
...
D7 -> Y9

请务必注意这种对应关系。上面给出的代码块中已经做了映射，但在赋值时我使用了直观的 config.pin_d0 = 11 方式（即直接使用 GPIO 编号），这是最稳妥的。

修正后的推荐配置代码：

  config.pin_d0 = 11;
  config.pin_d1 = 9;
  config.pin_d2 = 8;
  config.pin_d3 = 10;
  config.pin_d4 = 12;
  config.pin_d5 = 18;
  config.pin_d6 = 17;
  config.pin_d7 = 16;
  config.pin_xclk = 15;
  config.pin_pclk = 13;
  config.pin_vsync = 6;
  config.pin_href = 7;
  config.pin_sccb_sda = 4;
  config.pin_sccb_scl = 5;
  config.pin_pwdn = -1;
  config.pin_reset = -1;

4. 烧录

使用 USB 线连接 NE101 到电脑。
在 工具 -> 端口 中选择对应的 COM 口。
点击 Arduino IDE 左上角的 上传 按钮（右向箭头）。
等待编译完成并烧录。

5. 验证

烧录完成后，打开 工具 -> 串口监视器。
设置波特率为 115200。
按一下设备上的复位键（如有）或重新插拔 USB。
观察串口输出，应该能看到 WiFi 连接信息和摄像头启动信息：
```
WiFi connected
Camera Ready! Use 'http://192.168.x.x' to connect
```
在浏览器中访问显示的 IP 地址，即可看到摄像头控制界面。

6. 资源

FAQ

串口无输出: 检查 USB CDC On Boot 是否已设置为 Enabled。
PSRAM 初始化失败: 检查 PSRAM 选项是否选为 OPI PSRAM。
摄像头初始化失败: 检查引脚定义是否正确，或尝试降低 xclk_freq_hz。

0. 为什么选择 Arduino？​

1. 环境准备​

1.1 安装 Arduino IDE​

1.2 安装 ESP32 开发板支持包​

2. 硬件配置 (关键步骤)​

2.1 SD 卡配置说明​

2.2 摄像头配置说明​

3. 代码适配​

3.1 打开示例​

3.2 修改引脚定义​

3.3 修改主程序 CameraWebServer.ino​

4. 烧录​

5. 验证​

6. 资源​

FAQ​