使用 LovyanGFX 构建一个带触摸屏的 RFID 扫描器，通过 ESP32-S3-BOX-3 实现内置显示屏上即时显示 RFID 卡的 UIDs

ESP32-S3-BOX-3 是目前功能最齐全的 ESP32 开发板之一，集高分辨率电容式触摸屏、Wi-Fi、蓝牙、音频支持以及强大的双核 ESP32-S3 处理器于一体，形成一个紧凑的开发平台。

虽然许多示例展示了其显示或人工智能功能，但很少有项目展示如何将外部SPI外设(如MFRC522 RFID读卡器)与内置显示屏集成在一起。

由于显示屏和RFID读卡器都依赖SPI通信，许多初学者认为它们无法同时使用。但实际上，只要正确进行SPI初始化并处理芯片选择，这两个设备就可以在同一个ESP32-S3上无缝协同工作。

在这个项目中，我们将构建一个简单的RFID扫描器，用于读取任何RFID卡的UID，并通过LovyanGFX图形库立即在ESP32-S3-BOX-3触摸屏上显示。

为什么选择这个项目?

•ESP32-S3-BOX-3正迅速成为嵌入式图形用户界面应用中最受欢迎的开发板之一。

•然而，许多开发者面临的一个挑战是，在不影响内置显示屏的情况下集成额外的SPI外设。

•本项目展示了一种清洁可靠的连接MFRC522 RFID读卡器的方法，同时仍可正常使用BOX-3显示屏。

同样的方法随后可以扩展到以下项目中：

•RFID考勤系统

•智能门锁

•NFC登录终端

•图书馆管理

•智能库存追踪

•工业门禁控制

电路连接

•MFRC522 ESP32-S3-BOX-3

•SDA GPIO10

•SCK GPIO12

•MOSI GPIO11

•MISO GPIO13

•RST GPIO9

•VCC 3.3V

•GND GND

工作原理

•当RFID卡靠近MFRC522模块时，读取器会捕获该卡的唯一标识符(UID)。

•ESP32-S3 通过 SPI 读取此 UID，并立即在触摸屏上显示，同时将其打印到串口监视器中。

•尽管显示屏和RFID读写器都使用SPI通信，但由于每个设备都使用自己的片选线，因此可以共存且互不冲突。

•这使得在继续使用外部SPI外设的同时，能够开发出更大规模的触摸屏应用程序。

编程

该项目使用Arduino IDE编写。

以下库被使用：

•LovyanGFX

•MFRC522v2

•SPI

LovyanGFX 负责处理车载显示屏，同时 MFRC522v2 库与 RFID 读写器进行通信。

在初始化两个设备后，程序会持续等待新的RFID卡。每当检测到卡片时，其UID会被转换为十六进制字符串并显示在屏幕上。

为您的项目增添专业质感

制作一个可运行的原型通常只是硬件项目的第一步。无论你是在开发Arduino项目、基于ESP32的物联网设备、机器人系统、嵌入式应用，还是定制PCB，最终总会有那么一个时刻，你希望最终成品看起来整洁、有序且专业。

虽然在开发过程中使用面包板和裸露的线路非常方便，但定制外壳能有效保护电子元件免受意外损坏，改善线缆管理，便于运输，并让项目外观更加整洁美观。对于工程展览、黑客松、客户演示、YouTube视频或商业原型项目而言，专业制造的外壳在耐用性和展示效果方面都能带来显著提升。

过去几个月里，我为不同的电子项目向JUSTWAY订购了多个定制的3D打印零件，整体体验一直非常满意。这些打印零件包装完好，尺寸精度高，表面质量好，在组装前几乎无需进行任何后处理。

上传您的CAD设计

订购流程非常简单，令人耳目一新。

无需反复发送多个邮件获取报价，您只需通过在线报价系统直接上传您的CAD模型即可。

该平台支持多种常用的工程格式，包括：

•STL

•步骤 / STP

•OBJ

使其与Fusion 360、SolidWorks、Autodesk Inventor、Creo、FreeCAD和Onshape等主流CAD软件兼容。

上传后，模型将自动准备报价，您可立即继续配置制造参数。

对于包含多个组件的项目，可以将多个文件一起上传，便于制造完整的装配体，而无需单独制作各个部件。

配置制造参数

上传模型后，平台会提供一个详细的配置面板，在下单前几乎可以对所有制造参数进行自定义设置。

材料选择

根据制造工艺的不同，可提供多种材料。

FDM 3D打印常用的材料包括：

•PLA

•ABS

•PETG

•尼龙

•TPU

•聚碳酸酯(PC)

•ASA

•碳纤维增强材料

•工程级热塑性塑料

对于CNC加工，用户可选择以下材料：

•铝合金6061

•304不锈钢

•黄铜

•铜

•钛

•工程塑料

每种材料根据优先考虑强度、耐热性、柔韧性、表面光洁度或尺寸精度的不同，具有不同的特性。

SLA树脂打印选项

对于需要极高精度细节或呈现品质模型的项目，JUSTWAY 还提供多种专用材料的 SLA 热熔树脂打印服务。

可用的树脂选项包括：

•标准白色树脂

•标准黑色树脂

•透明树脂(UTR-8100)

•透明树脂

•高温树脂

•柔性树脂

•工程树脂

•坚固树脂

•防静电树脂

•牙科及专业树脂

这些材料适用于多种用途，包括显示模型、透明盖板、工程验证、电子夹具、医疗原型以及功能机械部件。

例如：

•透明树脂非常适合用于展示橱窗、LED灯罩和视觉原型。

•工程树脂为功能部件提供了更高的强度和尺寸稳定性。

•柔性树脂适用于橡胶类部件。

•高温树脂在暴露于高温环境的应用中表现更佳。

•ESD树脂在制造用于处理敏感电子组件的夹具时非常有用。

•能够使用不同的树脂配方，使得在外观、强度和功能之间找到合适的平衡变得容易得多。

颜色与表面处理选项

该平台还允许用户自定义打印部件的外观。

根据所选材料，可提供多种颜色和表面处理方式，包括标准色、丝绒质感、哑光效果、半透明选项以及特殊表面处理。

这在制造演示模型、教育套件、展览原型或面向消费者的產品时尤为有用，因为美观与功能同样重要。

结果

RFID扫描器可成功检测多张RFID卡，并几乎无明显延迟地将它们的唯一标识符即时显示在ESP32-S3-BOX-3显示屏上。

同时，UID会被打印到串行监视器上，使调试以及与大型项目集成变得更加容易。

这个简单的项目为涉及身份认证、考勤、库存管理和物联网的更高级嵌入式系统奠定了坚实的基础。

结论

将MFRC522 RFID读卡器与ESP32-S3-BOX-3连接起来，比看起来要简单得多。通过正确配置SPI接口，并使用LovyanGFX实现内置显示屏，这两个外设可以同时运行而不会发生冲突。

尽管该项目设计得极为简洁，但它为任何希望使用ESP32-S3平台构建更复杂RFID嵌入式系统的用户提供了可靠的起点。

本文编译自hackster.io