Программирование ESP32 в среде PlatformIO IDE и через текстовый редактор Atom

14.11.2019Вольтик.руИнструкции и решения проблем1

В предыдущих проектах и руководствах с микроконтроллером ESP32 рекомендовалось использовать среду разработки Arduino IDE для программирования плат разработчика на ESP32.

Однако для некоторых компьютеров с ОС Windows это несколько замысловато — устанавливать дополнения для ESP32 с помощью системы управления версиями Git с графическим интерфейсом из‑за ошибок распределения прав доступа, версии среды Arduino IDE или нескольких установленных одновременно сред Arduino IDE.

Есть ещё один популярный способ программирования плат разработчика с микроконтроллером ESP32 — с помощью текстового редактора Atom совместно со средой PlatformIO IDE. С этими инструментами вы можете использовать тот же язык программирования, что и со средой Arduino IDE.

Это руководство проверено на ПК с ОС Windows 10 и с ОС Mac OS X.

1. Установка текстового редактора Atom

Первый шаг — загрузка бесплатного тестового редактора с сайта Atom.io.

После этого запустите файл установки. Процесс установки довольно прост. Выполните инструкции на экране для установки редактора Atom.

2а. Установка Python 2.7.X на ПК с ОС Windows

Чтобы использовать среду PlatformIO IDE и программировать платы на микроконтроллере ESP32, необходимо установить на компьютер интерпретатор языка программирования Python 2.7.X.

Скачайте последнюю версию Python 2.7.X для своей операционной системы с официального сайта.

Примечание: в нашем случае мы использовали Python 2.7.15. Другие версии Python 2.7.X также должны работать.

Откройте скачанный файл, чтобы запустить мастер установки интерпретатора Python. В ходе шага 2 выполните следующее:

В окне «Customize Python 2.7.15» (Настройка установки Python 2.7.15) прокрутите список вниз.
Откройте строку «Add python.exe to Path» (Добавка python.exe к пути Path).
Выберите вариант «Will be installed on local hard drive» (Будет установлено на локальном жёстком диске).

Далее нажмите кнопку «Next», чтобы завершить установку. После установки Python 2.7.X необходимо открыть Command Prompt (Командная строка).

Выполните следующую последовательность команд, чтобы проверить версии установленных интерпретатора Python и системы управления пакетами pip.

python --version
Python 2.7.15
pip --version
pip 9.0.3

python --version

Python 2.7.15

pip --version

pip 9.0.3

Обе команды должны вернуть схожие с нашими значения (версия может немого отличаться в вашем случае). После этого проверьте, установлен ли инструмент для создания виртуального окружения virtualenv.

virtualenv --version

1	virtualenv --version

Если установлен, то вы можете перейти к следующему разделу. Иначе вам необходимо установить его посредством этой команды:

pip install virtualenv

1	pip install virtualenv

Затем снова запустите команду для проверки, установлен ли virtualenv должным образом.

virtualenv --version
16.0.0

1 2	virtualenv --version 16.0.0

2б. Установка Python 2.7.X на ПК с ОС Mac OS X

Выполните следующую последовательность команд для установки интерпретатора Python 2.7.X.

Затем проверьте, установлены ли Python, система управления пакетами pip и инструмент для создания виртуального окружения virtualenv.

$ brew install python2

$ python --version
Python 2.7.15

$ pip --version
pip 9.0.3

$ virtualenv --version

$ pip install virtualenv

$ brew install python2

$ python --version

Python 2.7.15

$ pip --version

pip 9.0.3

$ virtualenv --version

$ pip install virtualenv

3. Установка Clang для интеллектуального автодополнения кода

Среда PlatformIO IDE использует транслятор Clang для интеллектуального автодополнения кода. Чтобы проверить, доступен ли Clang в вашей системе, откройте Terminal/Command Prompt (Терминал/Командная строка) и выполните следующее.

clang --version

1	clang --version

Если транслятор Clang не установлен, то установите его, выполнив следующие инструкции для своей операционной системы:

ОС Windows: скачать Clang 3.9.1 для Windows. Выберите вариант «Add LLVM to the system PATH» (Добавить LLVM к системному пути PATH) во время шага установки, как показано на рисунке ниже.
Clang 3.9.1 для Windows (32 бита).
Clang 3.9.1 для Windows (64 бита).

Предупреждение: НЕ УСТАНАВЛИВАЙТЕ CLANG 4.0, В ДАННЫЙ МОМЕНТ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ ТОЛЬКО CLANG 3.9.

ОС Mac OS X: установите последнюю версию среды разработки Xcode вместе с последней версией Command Line Tools (Инструменты командной строки).

Они устанавливаются автоматически, когда вы впервые запускаете интерпретатор Clang в терминале Terminal, или вручную посредством следующей команды.

xcode-select --install

1	xcode-select --install

ОС Linux: с помощью менеджеров пакетов: apt-get install clang или yum install clang.
Другие системы: скачайте последнюю версию интерпретатора Clang для других систем

4. Установка среды PlatformIO IDE в редактор Atom

После установки всех зависимостей для среды разработки PlatformIO IDE откройте текстовый редактор Atom и выберите пункт меню File > Settings (Файл > Настройки):

В меню слева выберите закладку «Install» (Установить):

Введите в поле поиска «platformio» и нажмите клавишу «Enter» или «Return».

Установите вариант «platformio-ide», выделенный на рисунке. После установки перезапустите текстовый редактор Atom, чтобы изменения вступили в силу.

5. Обзор среды PlatformIO IDE

Теперь после запуска текстового редактора Atom должно открыться новое окно с надписью «Welcome to PlatformIO» (Добро пожаловать в PlatformIO).

Нажмите кнопку «New Project» (Новый проект) в меню быстрого доступа «Quick Access».

Запустится новое окно, позволяющее создать новый проект для своей платы; выполните следующее.

Назовите свой проект (например, Blink).
Введите для поиска «ESP32» и выберите свою плату на микроконтроллере ESP32 (например, DOIT ESP32 DEVKIT V1).
Выберите платформу Arduino.
Нажмите кнопку «Finish» (Завершить).

После создания нового проекта вы увидите в левом меню папку проекта, в которой вы можете переключаться между файлами и папками.

Откройте папку «src» (исходники) и откройте двойным щелчком файл main.cpp. В редакторе Atom откроется новое окно с этим файлом — теперь вы можете редактировать его.

Файл main.cpp схож с файлом Blink.ino, используемым в среде Arduino IDE. Вы можете писать код среды Arduino, но в начале файла необходимо включать платформу Arduino.

В сущности все готовые примеры платформы Arduino будут работать со средой PlatformIO IDE, если начинать пример со следующей строки:

#include "Arduino.h"

1	#include "Arduino.h"

6. Проверка среды PlataformIO IDE

Давайте соберём пример для проверки среды разработки PlataformIO IDE. Мы будем моргать светодиодом, подключённым к выводу GPIO23.

Список элементов, необходимых для приводимого далее примера:

Подключите элементы согласно следующей схеме.

Скетч для мигания светодиодом:

#include "Arduino.h"

// ledPin refers to ESP32 GPIO 23
const int ledPin = 23;

// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
    // initialize digital pin ledPin as an output.
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(1000);                  // wait for a second
    digitalWrite(ledPin, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(1000);                  // wait for a second
}

#include "Arduino.h"

// ledPin refers to ESP32 GPIO 23

const int ledPin = 23;

// the setup function runs once when you press reset or power the board

void setup() {

// initialize digital pin ledPin as an output.

pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

// the loop function runs over and over again forever

void loop() {

digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(ledPin, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

delay(1000); // wait for a second

}

Скопируйте код в текстовый редактор Atom и выполните следующие шаги для загрузки кода в плату с микроконтроллером ESP32:

Подключите плату ESP32 к компьютеру.
Сохраните вновь созданный пример (File > Save; Файл > Сохранить).
Нажмите кнопку «Upload» (Загрузить).
Подождите несколько секунд, пока пример загружается в плату.
После загрузки примера микроконтроллер ESP32 должен начать мигать каждую секунду светодиодом, подключённым к выводу GPIO 23.
Готово! Среда разработки PlatformIO успешно установлена, теперь её можно использовать для программирования плат на ESP32.

7. Дополнительные полезные советы для среды PlatformIO IDE

Мы лишь слегка затронули тему возможностей среды разработки PlatformIO IDE. Вот назначение каждой кнопки среды PlatformIO IDE:

PlatformIO Home (Домашняя страница).
PlatformIO Build (Скомпилировать и скомпоновать).
PlatformIO Upload (Загрузить).
Upload to remote device (Загрузить на удалённое устройство).
PlatformIO Clean (Очистить).
PlatformIO Test (Тестировать).
PlatformIO Debug (Отладить).
Run other target (Запустить другую цель).
Toggle Build Panel (Переключить панель компиляции и компоновки).
Find in Project (Найти в проекте).
Terminal (Терминал).
Serial Monitor (наподобие окна последовательного COM-порта в среде Arduino IDE).
Atom Settings (Настройки редактора Atom).

Мы изменили код ранее использовавшегося примера Blink, включив команды Serial.println(), чтобы показать, как выглядит окно последовательного COM-порта. Вы можете запустить окно последовательного COM-порта Serial Monitor, нажав на выделенную ниже иконку.

Среда должна автоматически заполнить ваши настройки. В противном случае выберите COM-порт, к которому подключён микроконтроллер ESP32, и скорость передачи. Затем нажмите кнопку «Start» (Старт).

Как и в случае с окном последовательного COM-порта среды Arduino IDE у вас будет окно, на котором выводится результат всех команд Serial.println(), используемых в коде.

Как видите, выводятся сообщения: «LED on» (Светодиод включён) и «LED off» (Светодиод выключен).

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

1 комментарий. Оставить новый

Виктор

20.03.2021 01:12

Спасибо за информацию. Использовать древнюю версию Python 2.7, похоже необязательно, третья тоже должна работать. Clang заранее ставить не надо, при установке Arduino IDE редактор Atom сам проверит его наличие и версию и предложит установить подходящую, если нужно. Забавно, что Arduino IDE после установки предлагает забыть про Atom и поставить себя в VS Code, мол, там лучше.

Ответить