Programovanie arduina pomocou platformy io

Vývoj v Arduine a Arduino IDE bol vždy jednoduchý a zábavný vďaka ich jednoduchému používateľskému rozhraniu. Arduino IDE je open-source a voľne použiteľné vývojové prostredie so všetkými funkciami, ako je zápis, kompilácia a nahrávanie kódu na dosky Arduino. Je založený na prostredí Java a pracuje na hlavných operačných systémoch, ako sú Windows, OS X a Linux. Ale so všetkou svojou jednoduchosťou a veľkou komunitou nemá niektoré funkcie, ktoré skúsený vývojár bude vyžadovať pre rýchly vývoj, ktorý môže skrátiť vývojové obdobie. Pre Arduino je k dispozícii veľa vývojových prostredí, ale všetky majú určité výhody a nevýhody. Dnes začneme s vývojovým prostredím PlatformIO, ktoré sa ľahko používa a má v porovnaní s prostredím Arduino pridané funkcie.

Čo je PlatformIO?

PlatformIO je open source ekosystém založený na Pythone pre vývoj IoT a multiplatformné IDE s jednotným debuggerom bežiacim na Windows, Mac a Linux. PlatformIO je dodávaný so správcom knižnice pre platformy ako Arduino alebo MBED, ako aj testovanie jednotiek a aktualizácie firmvéru. PlatformIO podporuje množstvo platforiem, rámcov, dosiek ako Arduino, ESP32, ESP8266 a prichádza s množstvom príkladov a knižníc. Je nezávislý od platformy, na ktorej beží, a vyžaduje iba nainštalovaný Python v počítači.

Výhody PlatformIO

PlatformIO sa vyznačuje rýchlym vývojom pomocou svojich funkcií, ako je dokončenie kódu C / C ++ a inteligentný kódový štítok pre rýchly profesionálny vývoj, ktorý v Arduino IDE neexistuje. Okrem toho PlatformIO ponúka podporu tém s tmavými a svetlými farbami pre vývoj kedykoľvek. Dodáva sa tiež s inteligentnými navigáciami po kódoch a formátovaním kódu. Medzi základné funkcie patrí multiplatformný zostavovací systém, správca knižnice, monitor sériového portu atď.

Unified debugger s podporou pre viac architektúr a vývojovej platformy umožňuje ladiť niekoľkými vloženými doskami s nulovej konfigurácie. PlatformIO Unified Debugger má funkcie ako Conditional Breakpoints, Expressions and Watchpoints, Memory Viewer, A hot restart of active debugging session. PlatformIO Core je napísaný v jazyku Python 2.7 a funguje na počítačoch s veľkosťou kreditnej karty založenej na Windows, macOS, Linux, FreeBSD a dokonca aj na ARM, ako sú Raspberry Pi, BeagleBone, CubieBoard, Samsung ARTIK atď. Okrem toho má PlatformIO File Explorer, ktorý pomáha usporiadanie súborov, keď projekt prerastie na určitú úroveň a bude nevyhnutné ich usporiadanie.

Nastavenie PlatformIO pre Arduino Uno

Používanie PlatformIO je veľmi jednoduché a na začiatok je potrebných niekoľko krokov. PlatformIO vyžaduje, aby bol v počítači nainštalovaný Python, pretože ako je vysvetlené vyššie, jadro PlatformIO bolo napísané v Pythone 2.7. Upozorňujeme, že PlatformIO nepodporuje Python 3, preto sa odporúča nainštalovať verziu Pythonu 2 a potom pokračovať v nastavovaní PlatformIO IDE. PlatformIO je IDE a poskytuje oficiálne balíčky (pluginy, rozšírenia) pre najpopulárnejšie IDE a textové editory.

Dnes nainštalujeme PlatformIO do takého textového editora, ako je Atom a Visual Studio Code. V oficiálnej dokumentácii Platform IDE sa uvádza, že PlatformIO IDE pre VS Code (Visual Studio Code) ponúka lepší výkon systému a používateľom sa uľahčilo začať. Takže nastavíme PlatformIO v Visual Studio Code. VS Code je známy textový editor s mnohými príponami, ktorý nám umožňuje vývoj v rôznych programovacích jazykoch.

Začnime nastavovať PlatformIO, aby sme začali vyvíjať kód v Arduino UNO. Nižšie sú vysvetlené niektoré kroky:

• Najskôr nainštalujte kód Visual Studio z jeho oficiálnych webových stránok. Kroky inštalácie Visual Studio Code tu nebudú vysvetlené, ale nájdete ich na webovej stránke VS Code. Rovnako ako pri inštalácii iného softvéru do operačného systému Windows sú potrebné všeobecné kroky.
• Po úspešnej inštalácii bude kód Visual Studio vyzerať nasledovne.

• Ďalším krokom je inštalácia PlatformIO pomocou rozšírení VS Code. Potrebujete prejsť na ikonu Rozšírenia v ľavom hornom rohu VS kódu. Tam je štvorcový Box Icon, čo je 5 ^th ikonu na horný ľavý roh. Stačí kliknúť na to a jedno vyhľadávacie pole sa zobrazí hneď vedľa toho, kde nájdete veľa rozšírení pre rôzne programovacie jazyky ako C / C ++, C #, Python, PHP, Go, JavaScript, TypeScript a Node.js atď.

• Vyhľadajte „PlatformIO“ vo vyhľadávacom poli rozšírenia a uvidíte ikonu PlatformIO s názvom a popisom. Stačí na ňu kliknúť a nainštalovať ju. Inštalácia reťazcov nástrojov a iných závislostí môže chvíľu trvať. Závislosti zahŕňajú prostredie C / C ++, pretože vývoj Arduina sa väčšinou vykonáva na C / C ++.

• Po dokončení inštalácie sa zobrazí nasledujúce rozhranie. Rozhranie obsahuje všetku potrebnú navigáciu, ako je napríklad vytvorenie nového projektu, importovanie projektu Arduino, otvorenie projektu, príklady projektu atď. Po inštalácii PlatformIO sa odporúča reštartovať editor VS kódov.

Týmto sa dokončujú kroky inštalácie PlatformIO. Teraz je PlatformIO nainštalované a pripravené na použitie. Rovnako ako Arduino IDE začneme s Blink programom a pokúsime sa nahrať Blink program do Arduino UNO.

Programovanie Arduino UNO pomocou PlatformIO IDE

Rozhranie PlatformIO bude vysvetlené súčasne pri programovaní Arduino UNO. Tu programujeme Arduino pre blikanie LED pomocou PlatformIO. To isté sa dá urobiť pomocou Arduino IDE. Podľa nasledujúcich krokov vytvorte nový projekt pre blikanie LED.

• V ponuke rýchleho prístupu vyberte kartu „Nový projekt“.

• Pomenujte projekt (tu bliká). Vyhľadajte a vyberte dosku, ktorou je Arduino UNO. Pretože pracujeme v rámci Arduino, bude vybraný rámec Arduino. Po vyplnení všetkých podrobností stačí kliknúť na Dokončiť.

• Projekt sa začne vytvárať zhromažďovaním zdrojov a iných závislostí.

• Po úspešnom vytvorení projektu dostanete rýchlu správu ako „Projekt bol úspešne inicializovaný“ so všetkými vyplnenými podrobnosťami.

• Ak chcete otvoriť vytvorený projekt, posuňte sa nadol v ponuke Home aplikácie PlatformIO a uvidíte zoznam všetkých vytvorených projektov od začiatku. V pravom rohu vytvoreného projektu kliknite na „Otvoriť“, aby ste otvorili projekt a začali s úpravami.

• Keď je projekt otvorený, spočiatku bude vyzerať ako skrytý, ale nebojte sa, PlatformIO má funkciu prieskumníka súborov, kde sa nájdu všetky súbory aktuálneho projektu. Stačí ísť do ľavého horného rohu a otvoriť „Untitled (Workplace)“. Po kliknutí na ňu sa všetky súbory zobrazia ako rozbaľovacia ponuka. Ak chcete vyhľadať textový editor na úpravu „kódu“, vyberte „src“ a otvorte „main.cpp“. Režim textového editora sa objaví na domovskej obrazovke s otvorením novej karty. Tu môžete napísať všetky kódy aktuálneho prebiehajúceho projektu.

• Jednoducho napíšte Blink Code pre Arduino UNO. Pamätajte, že PlatformIO nemá predvolený prístup do knižníc Arduino, takže vždy, keď napíšete kód pre Arduino, vždy na začiatku programu zahrňte knižnicu Arduino, tj. „#Include“.

• Ďalším krokom by bolo zostavenie a nahranie kódu. Aby sme to dosiahli, pozrime sa na funkcie poskytované PlatformIO. PlatformIO tiež predvolene vyberie port COM. Môžete však tiež zmeniť port, ak to nie je požadovaný port COM. Zmena portu COM bude vysvetlená ďalej v tomto návode. PlatformIO má funkcie ako Build, Upload, Upload to Remote Device, Clean, Test, Run Task, Serial Monitor, New Terminal. Všetky funkcie nájdete v ľavom dolnom rohu editora. Keď podržíte kurzor myši nad ikonami, zobrazia sa funkcie.

• Ak chcete zostaviť náčrt, kliknite na položku „Vytvoriť“ a na nahranie náčrtu kliknite na ikonu „Nahrať“. Po dokončení nahrávania uvidíte čas potrebný na odovzdanie so všetkými ďalšími podrobnosťami a správou „Úspech“. Kód sa úspešne nahral a na doske Arduino uvidíte Blikanie LED.

Ak chcete vybrať alebo zmeniť ľubovoľný port COM, prejdite na domovskú obrazovku PlatformIO a potom na položku Zariadenia, kde uvidíte všetky pripojené dostupné zariadenia. Vyberte vhodný port COM a rovnakým postupom postupujte aj pri načítaní náčrtu.

Programovanie dosky STM32 pomocou PlatformIO IDE

Programovanie dosky STM32 bude mať presne podobné kroky, ako je programovanie Arduino UNO vysvetlené vyššie. Rozdiel bude vo výbere dosky pre STM32 pri otváraní nového projektu pre STM32. Dobré na platforme PlatformIO je, že nepotrebuje žiadny externý balík na to, aby sa každá doska mohla sťahovať samostatne, automaticky stiahne všetky balíčky a uľahčí nám výber dosky a prechod do editora. Na nahranie náčrtu do STM32 použijeme externý programátor JLink / JTAG / STLink / Serial Programmer. STM32 je možné programovať aj pomocou Arduino IDE. Pri programovaní pomocou PlatformIO postupujte podľa nasledujúcich krokov.

• Stačí pomenovať projekt (tu je „Blink STM32“). Potom vyberte dosku pre STM32, tj ' BluePill F103C8 (všeobecná) '. Potom vyberte Framework ako Arduino. Kliknite na Dokončiť a chvíľu počkajte, pretože spočiatku bude chvíľu trvať, kým si stiahnete balíčky a závislosti pre dosku STM32.

• Po nastavení bude čas na vytvorenie ďalšieho projektu kratší v porovnaní s prvým. Teraz jednoducho choďte na Untitled (Workspace) -> src -> main.cpp v ľavom prehliadači súborov.
• Teraz budú dôležité nasledujúce kroky, pretože je potrebné rozhodnúť, ktorý programátor by sme mali použiť na programovanie dosky STM32. Existuje veľa programátorov, ako sú JTAG, STLink, JLink, Serial atď. Všetky budú fungovať, ale musíte nakonfigurovať konfiguračnú stránku alebo súbor „platformio.ini“.
• V tomto projekte používame sériový programátor CP210x USB na UART Bridge. Programovanie dosky STM32F103C8 sme už vykonali pomocou portu USB, väčšina krokov sa preto uskutoční iba odtiaľ. Môžete navštíviť odkaz a nájsť o tom viac informácií.
• Najskôr pripojte sériový programátor k doske STM32 pomocou nasledujúceho mapovania pinov a pripojte ho k počítaču.

USB na sériový programátor	Doska STM32
5V	5V
Gnd	Gnd
Rx	A9
Tx	A10

• Teraz choďte na prieskumníka projektu a otvorte stránku „platformio.ini“ a zmeňte príkaz tak, ako je to znázornené na obrázku. Upload_protocol povie, že programátor, ktorý by mal používať (STLink, JLink, Serial, atď). Upload_port vyberie COM port. Nájdete na domovskej stránke „Zariadenia“. Zmeňte port COM podľa vášho portu COM.

• Prejdite na „main.cpp“ a zmeňte program na Blink program. Teraz stačí nahrať program a zobrazí správu o úspechu a čas potrebný na nahranie. Teraz začne LED dióda blikať pripojená na pin PC13 dosky STM32.

Týmto sa dokončuje kompletný návod k programovaniu dosky Arduino UNO a dosky STM32 pomocou platformy PlatformIO. Ak máte pri vykonávaní týchto krokov ťažkosti, napíšte prosím na naše fórum alebo komentár nižšie.