Программирование Arduino с использованием платформы io

Разработка в Arduino и Arduino IDE всегда была легкой и увлекательной благодаря простому пользовательскому интерфейсу. IDE Arduino имеет открытый исходный код и бесплатна для использования в среде разработки со всеми функциями, такими как запись, компиляция и загрузка кода на платы Arduino. Он основан на Java и работает на основных ОС, таких как Windows, OS X и Linux. Но при всей его простоте и большом сообществе у него нет некоторых функций, которые потребуются опытному разработчику для быстрой разработки, которые могут сократить период разработки. Для Arduino доступно множество сред разработки, но все они имеют свои преимущества и недостатки. Сегодня мы начнем со среды разработки PlatformIO, которая проста в использовании и имеет дополнительные функции по сравнению со средой Arduino.

Что такое PlatformIO?

PlatformIO - это экосистема с открытым исходным кодом на основе Python для разработки IoT и кроссплатформенная IDE с унифицированным отладчиком, работающая в Windows, Mac и Linux. PlatformIO поставляется с менеджером библиотек для таких платформ, как поддержка Arduino или MBED, а также с модульным тестированием и обновлениями прошивки. PlatformIO поддерживает ряд платформ, фреймворков, плат, таких как Arduino, ESP32, ESP8266, и поставляется с рядом примеров и библиотек. Он не зависит от платформы, на которой он работает, и требует, чтобы на компьютере был установлен только Python.

Преимущества PlatformIO

PlatformIO обеспечивает быструю разработку с такими функциями, как завершение кода C / C ++ и Smart Code Linter для быстрого профессионального развития, которого нет в Arduino IDE. В дополнение к этому PlatformIO предлагает поддержку тем с темными и светлыми цветами для разработки в любое время. Он также имеет интеллектуальную навигацию по коду и форматирование кода. Основные функции включают многоплатформенную систему сборки, диспетчер библиотек, монитор последовательного порта и т. Д.

Unified Debugger с поддержкой нескольких архитектур и платформ разработки позволяет отлаживать несколько встроенных платы с нулевой конфигурацией. Унифицированный отладчик PlatformIO имеет такие функции, как условные точки останова, выражения и точки наблюдения, средство просмотра памяти, горячий перезапуск активного сеанса отладки. PlatformIO Core написано на Python 2.7 и работает на Windows, macOS, Linux, FreeBSD и даже на компьютерах размером с кредитную карту на базе ARM, таких как Raspberry Pi, BeagleBone, CubieBoard, Samsung ARTIK и т. Д. Помимо этого, PlatformIO имеет проводник, который помогает организация файлов, когда проект вырастает до определенного уровня и организация становится необходимой.

Настройка PlatformIO для Arduino Uno

Использование PlatformIO очень просто и требует нескольких шагов для начала. PlatformIO требует, чтобы на компьютере был установлен Python, поскольку, как объяснялось выше, ядро ​​PlatformIO было написано на Python 2.7. Обратите внимание, что PlatformIO не поддерживает Python 3, поэтому рекомендуется установить версию Python 2, а затем продолжить настройку IDE PlatformIO. PlatformIO - это IDE, плюс он предоставляет официальные пакеты (плагины, расширения) для самых популярных IDE и текстовых редакторов.

Сегодня мы установим PlatformIO в такой текстовый редактор, как Atom и Visual Studio Code. В официальной документации Platform IDE говорится, что IDE PlatformIO для VS Code (Visual Studio Code) предлагает лучшую производительность системы, и пользователям стало проще начать работу. Итак, мы настроим PlatformIO в Visual Studio Code. VS Code - это широко известный текстовый редактор с рядом расширений, позволяющих нам разрабатывать на разных языках программирования.

Давайте приступим к настройке PlatformIO, чтобы начать разработку кода в Arduino UNO. Есть шаги, которые описаны ниже:

• Сначала установите Visual Studio Code с официального сайта. Шаги по установке Visual Studio Code здесь не рассматриваются, но вы можете найти их на веб-сайте VS Code. Это общие шаги, как при установке любого другого программного обеспечения в ОС Windows.
• После успешной установки код Visual Studio будет выглядеть следующим образом.

• Следующий шаг включает установку PlatformIO с помощью VS Code Extensions. Для этого вам нужно перейти к значку расширений в верхнем левом углу VS Code. В верхнем левом углу есть значок квадратной коробки, который является 5- ^м значком. Просто щелкните по нему, и рядом с ним появится одно поле поиска, где вы можете найти множество расширений для разных языков программирования, таких как C / C ++, C #, Python, PHP, Go, JavaScript, TypeScript и Node.js и т. Д.

• Найдите «PlatformIO» в поле поиска расширений, и вы увидите значок PlatformIO с именем и описанием. Просто нажмите на него и установите. Установка наборов инструментов и других зависимостей может занять некоторое время. Зависимости включают среду C / C ++, поскольку разработка Arduino в основном ведется на C / C ++.

• Когда установка будет завершена, вы увидите следующий интерфейс. Интерфейс включает в себя всю необходимую навигацию, такую ​​как создание нового проекта, импорта проекта Arduino, открытого проекта, примеров проекта и т. Д. После установки PlatformIO рекомендуется перезапустить редактор кода VS.

На этом этапы установки PlatformIO завершаются. Теперь PlatformIO установлен и готов к использованию. Так же, как Arduino IDE, мы начнем с программы Blink и попытаемся загрузить программу Blink в Arduino UNO.

Программирование Arduino UNO с помощью PlatformIO IDE

Интерфейс PlatformIO будет объяснен одновременно с программированием Arduino UNO. Здесь мы программируем Arduino для мигания светодиода с помощью PlatformIO. То же самое можно сделать с помощью Arduino IDE. Выполните следующие шаги, чтобы создать новый проект для мигающего светодиода.

• В меню быстрого доступа выберите вкладку «Новый проект».

• Назовите проект (здесь «Блинк»). Найдите и выберите плату, которая является Arduino UNO. Поскольку мы работаем во фреймворке Arduino, выбранным фреймворком будет Arduino. После заполнения всех деталей просто нажмите Готово.

• Создание проекта начнется со сбора ресурсов и других зависимостей.

• Когда проект будет успешно создан, вы получите сообщение «Проект был успешно инициализирован» со всеми заполненными деталями.

• Чтобы открыть созданный проект, просто прокрутите вниз Главное меню PlatformIO, и вы увидите весь список проектов, созданных с самого начала. В правом углу созданного проекта нажмите «Открыть», чтобы открыть проект и начать редактирование.

• Когда проект открыт, изначально он будет выглядеть так, как будто он скрыт, но не волнуйтесь, в PlatformIO есть функция файлового проводника, где будут найдены все файлы текущего проекта. Просто перейдите в верхний левый угол и откройте «Без названия (Рабочее место)». При нажатии на нее все файлы появятся в виде раскрывающегося меню. Чтобы найти текстовый редактор для редактирования «Код», выберите «src» и откройте «main.cpp». Режим текстового редактора появится на главном экране с открытием новой вкладки. Здесь вы можете написать все коды текущего текущего проекта.

• Просто напишите мигающий код для Arduino UNO. Обратите внимание, что PlatformIO не имеет доступа по умолчанию к библиотекам Arduino, поэтому каждый раз, когда вы пишете код для Arduino, всегда включайте библиотеку Arduino, то есть «#include» в начале программы.

• Следующим шагом будет компиляция и загрузка кода. Для этого давайте посмотрим на функции, предоставляемые PlatformIO. Также PlatformIO по умолчанию выбирает COM-порт. Но вы также можете изменить порт, если это не нужный COM-порт. Изменение COM-порта будет объяснено позже в этом руководстве. PlatformIO имеет такие функции, как сборка, загрузка, загрузка на удаленное устройство, очистка, тестирование, запуск задачи, мониторинг последовательного порта, новый терминал. Все функции находятся в левом нижнем углу редактора. При наведении указателя мыши на значки отображаются функции.

• Чтобы построить эскиз, нажмите «Построить», а для загрузки эскиза щелкните значок «Загрузить». Когда загрузка будет завершена, вы сможете увидеть время, затраченное на загрузку, со всеми другими деталями и сообщением «Успешно». Код успешно загружен, и вы сможете увидеть мигание светодиода на плате Arduino.

Чтобы выбрать или изменить любой COM-порт, просто перейдите на главный экран PlatformIO, а затем перейдите в раздел «Устройства», здесь вы можете увидеть все доступные подключенные устройства. Выберите соответствующий COM-порт и выполните ту же процедуру для загрузки скетча.

Программирование платы STM32 с использованием PlatformIO IDE

Программирование платы STM32 будет иметь точно такие же шаги, как и программирование Arduino UNO, описанное выше. Отличие будет заключаться в выборе платы для STM32 при открытии нового проекта для STM32. Плюс PlatformIO в том, что ему не нужен внешний пакет для какой-либо платы для отдельной загрузки, он автоматически загружает все пакеты и позволяет нам легко выбрать плату и перейти в редактор. Мы будем использовать внешний JLink / JTAG / STLink / Serial Programmer для загрузки скетча в STM32. STM32 также можно запрограммировать с помощью Arduino IDE. Чтобы запрограммировать его с помощью PlatformIO, выполните следующие действия.

• Просто назовите проект (здесь это «Blink STM32»). Затем выберите плату для STM32, то есть « BluePill F103C8 (Generic) ». Затем выберите Framework как Arduino. Нажмите Finish и подождите некоторое время, так как изначально потребуется время, чтобы загрузить пакеты и зависимости для платы STM32.

• После настройки время создания следующего проекта будет меньше по сравнению с первым. Теперь просто перейдите в Untitled (Workspace) -> src -> main.cpp в левом проводнике файлов.
• Теперь следующие шаги будут важны, так как необходимо решить, какой программист мы должны использовать для программирования платы STM32. Есть много доступных программаторов, таких как JTAG, STLink, JLink, Serial и т. Д. Все будет работать, но вам нужно настроить страницу или файл конфигурации 'platformio.ini'.
• В этом проекте мы используем последовательный программатор CP210x USB для моста UART. Мы уже выполнили программирование платы STM32F103C8 с использованием USB-порта, поэтому большинство действий будет выполняться только оттуда. Вы можете перейти по ссылке и узнать об этом больше.
• Во-первых, подключите последовательный программатор к плате STM32 со следующим отображением контактов и подключите его к ПК.

USB для последовательного программатора	Плата STM32
5В	5В
Gnd	Gnd
Rx	A9
Tx	A10

• Теперь перейдите в проводник проекта, откройте страницу «platformio.ini» и измените оператор, как показано на рисунке. Upload_protocol покажет то, что программист должен использовать (STLink, JLink, Serial и т.д.). Upload_port выбирает порт COM. Вы можете найти, перейдя в «Устройства» на домашней странице. Измените COM-порт в соответствии с вашим COM-портом.

• Перейдите в main.cpp и измените программу на программу Blink . Теперь просто загрузите программу, и она покажет сообщение об успехе и время, затраченное на загрузку. Теперь светодиод, подключенный к выводу PC13 платы STM32, начнет мигать.

На этом завершается полное руководство по программированию Arduino UNO, а также платы STM32 с использованием PlatformIO. Если у вас возникли трудности при выполнении этих шагов, напишите на наш форум или оставьте комментарий ниже.