Arduinon ohjelmointi alustan io avulla

Arduinon ja Arduino IDE: n kehitys on aina ollut helppoa ja hauskaa yksinkertaisella käyttöliittymällä. Arduino IDE on avoimen lähdekoodin ja ilmainen käyttää kehitysympäristöä kaikilla ominaisuuksilla, kuten koodin kirjoittaminen, kääntäminen ja lataaminen Arduino-levyille. Se perustuu Java-ohjelmaan ja toimii suurimmissa käyttöjärjestelmissä, kuten Windows, OS X ja Linux. Mutta kaikessa yksinkertaisuudessaan ja suuressa yhteisössään sillä ei ole ominaisuuksia, joita kokenut kehittäjä tarvitsee nopeaan kehitykseen, mikä voi vähentää kehitysaikaa. Arduinolle on tarjolla monia kehitysympäristöjä, mutta kaikilla on joitain etuja ja haittoja. Tänään aloitamme PlatformIO-kehitysympäristöstä, joka on helppokäyttöinen ja jolla on lisäominaisuuksia verrattuna Arduino-ympäristöön.

Mikä on PlatformIO?

PlatformIO on Python-pohjainen avoimen lähdekoodin ekosysteemi IoT: n kehittämiseen, ja alustojen välinen IDE, jossa on yhtenäinen virheenkorjain, toimii Windowsissa, Macissa ja Linuxissa. PlatformIO sisältää kirjastohallinnan alustoille, kuten Arduino tai MBED, sekä yksiköiden testauksen ja laiteohjelmistopäivitykset. PlatformIO tukee useita alustoja, kehyksiä, levyjä, kuten Arduino, ESP32, ESP8266, ja mukana on useita esimerkkejä ja kirjastoja. Se on riippumaton alustasta, jossa se toimii, ja se vaatii vain tietokoneelle asennetun Pythonin.

PlatformIO: n edut

PlatformIO sisältää nopean kehityksen ominaisuuksillaan, kuten C / C ++ -koodin täydennys ja Smart Code Linter, nopeaan ammatilliseen kehittymiseen, jota ei ole Arduino IDE: ssä. Tämän lisäksi PlatformIO tarjoaa teematukea tummilla ja vaaleilla väreillä kehitystä varten milloin tahansa. Sen mukana tulee myös älykäs koodinavigointi ja koodin muotoilu. Ydinominaisuuksia ovat monialustainen rakennusjärjestelmä, Library Manager, Serial Port Monitor jne.

Unified Debugger kanssa tuen useille arkkitehtuureille ja kehitysalustat mahdollistaa debug useita kytkettyjä levyt Zero-Configuration. PlatformIO Unified Debugger -sovelluksessa on ominaisuuksia, kuten ehdolliset katkaisupisteet, lausekkeet ja tarkkailupisteet, Memory Viewer, aktiivisen virheenkorjausistunnon kuuma uudelleenkäynnistys. PlatformIO Core on kirjoitettu Python 2.7: ssä ja toimii Windows-, macOS-, Linux-, FreeBSD- ja jopa ARM-pohjaisilla luottokorttikokoisilla tietokoneilla, kuten Raspberry Pi, BeagleBone, CubieBoard, Samsung ARTIK jne. Tämän lisäksi PlatformIO: lla on File Explorer, joka auttaa tiedostojen järjestäminen, kun projekti kasvaa tietylle tasolle, ja järjestäminen on tarpeen.

PlatformIO: n määrittäminen Arduino Unolle

PlatformIO: n käyttö on hyvin yksinkertaista ja vaatii muutaman askeleen aloittaaksesi. PlatformIO vaatii Pythonin asennuksen tietokoneelle, koska kuten edellä on selitetty, PlatformIO-ydin on kirjoitettu Python 2.7: ään. Huomaa, että PlatformIO ei tue Python 3: ta, joten on suositeltavaa asentaa Python 2 -versio ja jatkaa sitten PlatformIO IDE: n määrittämistä. PlatformIO on IDE, ja se tarjoaa viralliset paketit (laajennukset, laajennukset) suosituimmille IDE: lle ja tekstieditorille.

Tänään asennamme PlatformIOn sellaiseen tekstieditoriin, kuten Atom ja Visual Studio Code. Platform IDE: n virallisissa asiakirjoissa todetaan, että PlatformIO IDE for VS Code (Visual Studio Code) tarjoaa paremman järjestelmän suorituskyvyn, ja käyttäjien on helpompaa aloittaa. Joten perustamme PlatformIO: n Visual Studio -koodiin. VS Code on tunnettu tekstieditori, jossa on useita laajennuksia, joiden avulla voimme kehittyä eri ohjelmointikielillä.

Aloitetaan asettamalla PlatformIO aloittaaksesi koodin kehittämisen Arduino UNO: ssa. On olemassa vaiheita, jotka selitetään alla:

• Asenna ensin Visual Studio Code viralliselta verkkosivustoltaan. Visual Studio Code -asennusvaiheita ei selitetä tässä, mutta löydät sen VS Code -sivustolta. Mukana on yleisiä vaiheita, kuten minkä tahansa muun ohjelmiston asentaminen Windows-käyttöjärjestelmään.
• Visual Studio -koodi näyttää seuraavalta, kun se on asennettu onnistuneesti.

• Seuraava vaihe sisältää PlatformIO: n asentamisen VS-koodilaajennusten avulla. Tätä varten sinun on mentävä laajennuskuvakkeeseen VS-koodin vasemmassa yläkulmassa. On neliö Box kuvake, joka on 5 ^{: nnen} kuvaketta vasemmassa yläkulmassa. Napsauta vain sitä ja yksi hakukenttä ilmestyy aivan sen viereen, josta löydät monia laajennuksia eri ohjelmointikielille, kuten C / C ++, C #, Python, PHP, Go, JavaScript, TypeScript ja Node.js jne.

• Etsi "PlatformIO" laajennuksen hakukentästä ja näet PlatformIO-kuvakkeen, jossa on nimi ja kuvaus. Napsauta sitä ja asenna se. Työkaluketjujen ja muiden riippuvuuksien asentaminen voi viedä jonkin aikaa. Riippuvuudet sisältävät C / C ++ -ympäristön, koska Arduino-kehitys tapahtuu pääosin C / C ++ -ympäristössä.

• Kun asennus on valmis, näet seuraavan käyttöliittymän. Käyttöliittymä sisältää kaiken tarvittavan navigoinnin, kuten uuden projektin luomisen, tuonti Arduino-projektin, avoimen projektin, projektiesimerkit jne. On suositeltavaa käynnistää VS-koodieditori uudelleen PlatformIO: n asennuksen jälkeen.

Tämä viimeistelee PlatformIO: n asennusvaiheet. Nyt PlatformIO on asennettu ja käyttövalmis. Aivan kuten Arduino IDE, aloitamme Blink-ohjelmalla ja yritämme ladata Blink-ohjelman Arduino UNO: hon.

Arduino UNO: n ohjelmointi PlatformIO IDE: n avulla

PlatformIO-käyttöliittymä selitetään samanaikaisesti, kun ohjelmoidaan Arduino UNO: ta. Tässä ohjelmoimme Arduinon LED-merkkivalon vilkkumiseen PlatformIO: n avulla. Sama voidaan tehdä käyttämällä Arduino IDE: tä. Noudata alla olevia ohjeita luoda uusi projekti vilkkuvalle LEDille.

• Valitse pikahakuvalikosta Uusi projekti -välilehti.

• Nimeä projekti (tässä se on 'Blink'). Etsi ja valitse levy, joka on Arduino UNO. Koska työskentelemme Arduino-kehyksessä, niin valittu kehys on Arduino. Kun olet täyttänyt kaikki tiedot, napsauta Valmis.

• Projekti alkaa luoda keräämällä resursseja ja muita riippuvuuksia.

• Kun projekti on luotu onnistuneesti, saat kehotteen sanoman ”Projekti on alustettu onnistuneesti” ja kaikki täytetyt tiedot.

• Voit avata luodun projektin vain vierittämällä PlatformIO: n kotivalikkoa alaspäin ja näet kaikki luodut projektit alusta alkaen. Napsauta luodun projektin oikeassa kulmassa olevaa Avaa-painiketta avataksesi projektin ja aloittaaksesi muokkaamisen.

• Kun projekti avataan, se näyttää aluksi piilotetulta, mutta älä huoli, PlatformIO: lla on tiedostojen selausominaisuus, josta kaikki nykyisen projektin tiedostot löytyvät. Mene vain vasempaan yläkulmaan ja avaa Nimetön (työpaikka). Kun napsautat sitä, kaikki tiedostot näkyvät pudotusvalikossa. Löydät tekstieditorin muokkaamaan koodia valitsemalla 'src' ja avaamalla 'main.cpp'. Tekstieditoritila ilmestyy aloitusnäyttöön avaamalla uusi välilehti. Täällä voit kirjoittaa kaikki käynnissä olevan projektin koodit.

• Kirjoita vain Blink Code for Arduino UNO. Huomaa, että PlatformIO: lla ei ole oletusarvoista pääsyä Arduino-kirjastoihin, joten aina kun kirjoitat Arduino-koodia, sisällytä aina Arduino-kirjasto eli "#include" ohjelman alkuun.

• Seuraava vaihe on koodin kokoaminen ja lataaminen. Voit tehdä niin katsomalla PlatformIO: n tarjoamia toimintoja. Myös PlatformIO valitsee oletusarvoisesti COM-portin. Mutta voit myös muuttaa porttia, jos se ei ole haluttu COM-portti. COM-portin muutos selitetään myöhemmin tässä opetusohjelmassa. PlatformIO: lla on toimintoja, kuten koontiversio, lataus, lataus etälaitteeseen, puhdistus, testaus, suoritustehtävä, sarjamonitori, uusi pääte. Kaikki toiminnot löytyvät editorin vasemmasta alakulmasta. Kun viet hiiren kuvakkeiden päälle, toiminnot näkyvät.

• Rakenna luonnos napsauttamalla 'Rakenna' ja lataa luonnos napsauttamalla Lataa-kuvaketta. Kun lataus on valmis, näet lataamiseen kuluneen ajan, kaikki muut yksityiskohdat ja viestin "Menestys". Koodi on ladattu onnistuneesti ja näet LED-merkkivalon vilkkumisen Arduino Boardissa.

Voit valita tai muuttaa minkä tahansa COM-portin siirtymällä PlatformIO-aloitusnäyttöön ja siirtymällä sitten Laitteet-kohtaan, josta näet kaikki käytettävissä olevat laitteet kytkettyinä. Valitse sopiva COM-portti ja noudata samaa menettelyä ladataksesi luonnoksen.

STM32-kortin ohjelmointi PlatformIO IDE: n avulla

STM32-kortin ohjelmoinnilla on täsmälleen samanlaiset vaiheet kuin edellä selitetyllä Arduino UNO: n ohjelmoinnilla. Ero on se, että valitset hallituksen STM32: lle, kun avaat uuden projektin STM32: lle. PlatformIO: n hyvä asia on, että se ei tarvitse mitään ulkoista pakettia, jotta lauta voisi ladata erikseen, se lataa automaattisesti kaikki paketit ja helpottaa taulun valitsemista ja siirtymistä editoriin. Käytämme ulkoista JLink / JTAG / STLink / Serial Programmer -ohjelmistoa luonnoksen lähettämiseen STM32: een. STM32 voidaan ohjelmoida myös Arduino IDE: llä. Ohjelmoi se PlatformIO: n avulla noudattamalla seuraavia vaiheita.

• Nimeä vain projekti (tässä se on 'Blink STM32'). Valitse sitten kortti STM32: lle eli ' BluePill F103C8 (Generic) '. Valitse sitten Framework Arduinoksi. Napsauta Valmis ja odota jonkin aikaa, koska aluksi STM32-kortin pakettien ja riippuvuuksien lataaminen vie aikaa.

• Asennuksen jälkeen seuraava projektin luontiaika on vähemmän verrataan ensimmäiseen. Siirry nyt vasemmanpuoleisen tiedostonhallinnan kohtaan Untitled (Workspace) -> src -> main.cpp.
• Nyt tulevat vaiheet ovat tärkeitä, koska on päätettävä, mitä ohjelmoijaa meidän tulisi käyttää STM32-kortin ohjelmointiin. Saatavilla on monia ohjelmoijia, kuten JTAG, STLink, JLink, Serial jne. Kaikki toimivat, mutta sinun on määritettävä 'platformio.ini' -määrityssivu tai tiedosto.
• Tässä projektissa käytämme Serial Programmer CP210x USB - UART Bridge -sovellusta. STM32F103C8-kortti on jo ohjelmoitu USB-portin kautta, o suurin osa vaiheista suoritetaan vain sieltä. Voit käydä linkissä ja löytää lisätietoja.
• Ensinnäkin, Yhdistä sarjaohjelmoija STM32-korttiin seuraamalla pin-kartoitusta ja kytke se tietokoneeseen.

USB sarjaohjelmoijalle	STM32-kortti
5 V	5 V
Gnd	Gnd
Rx	A9
Tx	A10

• Siirry nyt projektin tutkimusmatkailijalle ja avaa 'platformio.ini' -sivu ja muuta lauseketta kuvan osoittamalla tavalla. Upload_protocol kertoo, mitä ohjelmoija pitäisi käyttää (STLink, JLINK, Serial jne). Upload_port valitsee COM-portti. Löydät sen siirtymällä Kotisivun Laitteet-kohtaan. Vaihda COM-portti COM-porttisi mukaan.

• Siirry main.cpp-tiedostoon ja vaihda ohjelmaksi Blink- ohjelma. Lataa vain ohjelma ja se näyttää onnistumisviestin ja lataamiseen kuluneen ajan. Nyt LED alkaa vilkkua yhdistettynä STM32-kortin PC13-napaan.

Tämä viimeistelee täydellisen opetusohjelman Arduino UNO: n ja STM32-kortin ohjelmoimisesta PlatformIO: n avulla. Jos sinulla on vaikeuksia vaiheiden noudattamisen aikana, kirjoita foorumillemme tai kommentoi alla.