一、Wokwi仿真

       Wokwi是一个在线的电子电路仿真器，你可以使用它来仿真Arduino、ESP32和许多其他流行的电路板、元器件以及传感器，欲探索更多Wokwi相关，请见：欢迎使用Wokwi! | Wokwi Docs。

1. 在VS Code中下载Wokwi插件

        我使用的开发环境是VS Code，可以直接在VS Code下载插件使用Wokwi，插件名为Wokwi Simulator。在VS Code中安装完Wokwi Simulator插件以后，按 F1 并选择“Wokwi: Request a new License”。 VS Code 会要求您确认在浏览器中打开 Wokwi 网站。单击“Open”进行确认。然后单击“GET YOUR LICENSE”按钮并登录Wokwi 帐户。如果没有帐户，可以免费创建一个。登录成功后浏览器将许可证发送到 VS Code，在 VS Code 中可以看到一条消息，上面写着“License activated for [你的名字]”。

单击“GET YOUR LICENSE”按钮后并登录Wokwi 帐户，可能会出现如下错误：Sign in failed: auth/internal-error. Please go to https://wokwi.com/status and contact support@wokwi.com with the results.

这是网络问题导致的,在国内访问 GitHub或者google 等国外网站时时，可能会遇到网页打不开或访问速度慢的问题，此时挂VPN（梯子，飞机，魔法）就可以解决。

2. Wokwi配置

        在VS Code中如果想要使用使用Wokwi仿真ESP32项目，你需要在项目的根目录中创建两个文件：

1) wokwi.toml - 告诉 Wokwi 如何运行你的项目的配置文件。如何配置wokwi.toml的内容？详情可见Wokwi官网：Configuring Your Project (wokwi.toml) | Wokwi Docs

1) diagram.json - 用于描述电路的diagram file文件。如何配置diagram.json的内容？详情可见Wokwi官网：Configuring Your Project (wokwi.toml) | Wokwi Docs（如果是esp32项目，最简单的方式就是在Wokwi网页打开一个空的esp32项目，在控件放置页里面添加需要的元器件并正确连接，然后将生成的diagram.json内容复制到项目的diagram.json中）

二、WS2812多彩灯

1. WS2812简介与特性

WS2812是一种集成了控制单元和RGB灯珠的高集成度器件，广泛应用于智能家居、装饰灯等领域。其主要特性包括：

• 单总线通信：通过一根GPIO线即可实现数据传输。
• 高精度控制：每个灯珠可以独立控制任意颜色。
• 串接扩展：多个WS2812可以串联，通过单个GPIO控制多个灯珠。

以下是WS2812的引脚定义：

引脚	功能	电压范围
VDD	电源	3.3V-5.3V
DIN	数据输入	-
DOUT	数据输出	-

注意：虽然手册推荐3.5V-5.3V，但实际测试中3.3V也可以正常工作。

2. WS2812驱动时序详解

WS2812的驱动时序通过高低电平的比例来区分零码和一码。器件的具体的时序要求最好是查找datasheet，下图是时序示例：

• 零码：高电平0.35μs±150ns，低电平0.9μs±150ns。
• 一码：高电平0.9μs±150ns，低电平0.35μs±150ns。

​

3. 红外控制与RMT外设

由于WS2812的时序要求较高，直接使用GPIO模拟难以满足精度需求。ESP32的RMT（Remote Control Module）外设为高精度时序控制提供了理想解决方案。

红外编码原理：红外编码通过高低电平的组合来表示数据。以下是NEC红外编码的时序示例：

• 逻辑0：560μs有效脉冲 + 560μs空闲间隔，总时长为1.12ms。
• 逻辑1：560μs有效脉冲 + 1680μs空闲间隔，总时长为2.25ms。

​

虽然WS2812的驱动时序与红外编码不同，但RMT外设可以灵活配置时序，满足WS2812的需求。

三、代码实现

使用以下命令的前提是，已经按照如下教程搭建好了ubuntu编译+esp-idf的开发环境：ESP32入门——开发环境搭建_esp32开发环境搭建-CSDN博客

1. 在mobaxterm中新建ESP32工程

使用mobaxterm连接ubuntu, 在mobaxterm中输入以下命令创建工程wokwi_dht22：

cd ~
 
cd ./esp32
 
idf.py create-project wokwi_dht22

cd ./wokwi_dht22
 
idf.py build

2.在VS Code中开发

1）使用Remote - SSH插件登录到ubuntu，打开ws2812目录

2）将esp-idf的源码路径加入到工程，可以搜索函数、跳转函数、查看函数源码等。实现方式：按下ctrl+shift+P，选择ESP-IDF: Add vscode Configuration Folder

3）编写代码

实现dht22驱动：

cd ./esp32/wokwi_dht22

idf.py add-dependency "zorxx/dht"

idf.py build

esp具有组件库，当需要用到某器件驱动时，可以先在组件库搜索该器件，查看是否存在该器件相关驱动。若搜索到相关驱动，可在项目根目录运行idf.py add-dependency XXX将组件添加到项目中（XXX需要替换成组件名）,在运行idf.py build后组件会被自动加载到项目路径managed_components文件夹下

组件库:ESP Component Registry

实现wokwi_dht22.c: 

（具体代码见github: https://github.com/nolasun/ESP32/tree/main/esp32_example/wokwi_dht22）

4）修改main文件夹下的CMakeLists.txt的内容如下：

idf_component_register(SRCS "wokwi_dht22.c" 
                    INCLUDE_DIRS ".")

3.在mobaxterm中编译

cd ./esp32/wokwi_dht22

idf.py build

4.在VS Code中使用wokwi仿真

1）在项目根目录新建一个diagram.json文件

在Wokwi网页打开一个空的esp32项目，在控件放置页里面添加dht22并正确连接，然后将生成的diagram.json内容复制到项目的diagram.json中。diagram.json文件内容如下：

{

  "version": 1,

  "author": "nola",

  "editor": "wokwi",

  "parts": [

    { "type": "board-esp32-devkit-c-v4", "id": "esp", "top": 57.6, "left": -23.96, "attrs": {} },

    { "type": "wokwi-dht22", "id": "dht1", "top": -47.7, "left": -168.6, "attrs": {} }

  ],

  "connections": [

    [ "esp:TX", "$serialMonitor:RX", "", [] ],

    [ "esp:RX", "$serialMonitor:TX", "", [] ],

    [ "dht1:VCC", "esp:3V3", "red", [ "v0" ] ],

    [ "dht1:GND", "esp:GND.1", "black", [ "v144", "h96" ] ],

    [ "dht1:SDA", "esp:14", "green", [ "v0" ] ]

  ],

  "dependencies": {}

}

2）在项目根目录新建一个wokwi.toml文件

wokwi.toml文件的内容如下：

[wokwi]
version = 1
firmware = 'build/flasher_args.json'
elf = 'build/wokwi_dht22.elf'

3）使用wokwi进行仿真

点击F1按键，搜索Wokwi: Start simulation，选中该项开始仿真。

仿真现象：改变温湿度值，看到串口打印了数值