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Erste Schritte mit dem Espressif ESP32-WROOM-32SE - FreeRTOS

Die vorliegende Übersetzung wurde maschinell erstellt. Im Falle eines Konflikts oder eines Widerspruchs zwischen dieser übersetzten Fassung und der englischen Fassung (einschließlich infolge von Verzögerungen bei der Übersetzung) ist die englische Fassung maßgeblich.

Erste Schritte mit dem Espressif ESP32-WROOM-32SE

Wichtig

Diese Referenzintegration wird im Amazon-FreeRTOS Repository gehostet, das veraltet ist. Wir empfehlen, dass Sie hier beginnen, wenn Sie ein neues Projekt erstellen. Wenn Sie bereits ein bestehendes FreeRTOS-Projekt haben, das auf dem inzwischen veralteten Amazon-FreeRTOS Repository basiert, finden Sie weitere Informationen unter. Amazon-FreeRTOS Leitfaden zur Migration zum Github-Repository

Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie mit dem Espressif beginnen können. ESP32-WROOM-32SE Informationen zum Kauf eines Geräts bei unserem Partner im AWS Partnergerätekatalog finden Sie unter. ESP32-WROOM-32SE

-Übersicht

In diesem Tutorial führen Sie die folgenden Schritte aus:

  1. Verbinden Sie Ihr Board mit einem Host-Rechner.

  2. Installieren Sie Software zum Entwickeln und Debuggen eingebetteter Anwendungen für Ihr Mikrocontroller-Board auf Ihrem Host-Computer.

  3. Cross-Kompilieren Sie eine FreeRTOS-Demo-Anwendung zu einem Binär-Image.

  4. Laden des binären Anwendungs-Image auf Ihre Platine und Ausführen der Anwendung.

  5. Überwachen und debuggen Sie die laufende Anwendung mithilfe einer seriellen Verbindung.

Voraussetzungen

Bevor Sie mit FreeRTOS auf Ihrem Espressif-Board beginnen, müssen Sie Ihr Konto und Ihre AWS Berechtigungen einrichten.

Melde dich an für ein AWS-Konto

Um loszulegen AWS, benötigen Sie eine AWS-Konto. Informationen zum Erstellen eines AWS-Konto finden Sie unter Erste Schritte mit einem AWS-Konto im AWS -Kontenverwaltung Referenzhandbuch.

Um Zugriff zu gewähren, fügen Sie Ihren Benutzern, Gruppen oder Rollen Berechtigungen hinzu:

Erste Schritte

Anmerkung

Für die Linux-Befehle in diesem Tutorial müssen Sie die Bash-Shell verwenden.

  1. Richten Sie die Espressif-Hardware ein.

    Informationen zur Einrichtung der Hardware für das ESP32-WROOM-32SE Entwicklungsboard finden Sie im ESP32-DevKitC V4-Handbuch „Erste Schritte“.

    Wichtig

    Wenn Sie den Abschnitt „Installation Schritt für Schritt“ des Handbuchs erreicht haben, folgen Sie diesen Anweisungen, bis Sie Schritt 4 (Einrichten der Umgebungsvariablen) abgeschlossen haben. Hören Sie auf, nachdem Sie Schritt 4 abgeschlossen haben, und folgen Sie den verbleibenden Schritten hier.

  2. Laden Sie Amazon FreeRTOS von herunter. GitHub (Anweisungen finden Sie in der README.mdDatei.)

  3. Richten Sie Ihre Entwicklungsumgebung ein.

    Um mit Ihrem Board zu kommunizieren, müssen Sie eine Toolchain installieren. Espressif stellt sie zur Verfügung ESP-IDF , um Software für ihre Boards zu entwickeln. Da ESP-IDF eine eigene Version des FreeRTOS-Kernels als Komponente integriert ist, enthält Amazon FreeRTOS eine benutzerdefinierte Version von ESP-IDF v4.2, bei der der FreeRTOS-Kernel entfernt wurde. Dies behebt Probleme mit doppelten Dateien beim Kompilieren. Um die in Amazon FreeRTOS enthaltene benutzerdefinierte Version von ESP-IDF v4.2 zu verwenden, folgen Sie den nachstehenden Anweisungen für das Betriebssystem Ihres Host-Computers.

    Windows

    1. Laden Sie ESP-IDF den Universal Online Installer für Windows herunter.

    2. Führen Sie den Universal Online Installer aus.

    3. Wenn Sie zum Schritt Herunterladen oder Verwenden gelangen ESP-IDF, wählen Sie Bestehendes ESP-IDF Verzeichnis verwenden und setzen Sie Vorhandenes ESP-IDF Verzeichnis auswählen auffreertos/vendors/espressif/esp-idf.

    4. Schließen Sie die Installation ab.

    macOS

    1. Folgen Sie den Anweisungen in den Voraussetzungen für die Standardkonfiguration der Toolchain (ESP-IDF v4.2) für macOS.

      Wichtig

      Wenn Sie unter „Nächste Schritte“ zu den Anweisungen ESP-IDF „Abrufen“ gelangen, beenden Sie den Vorgang und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

    2. Öffnen Sie ein Befehlszeilenfenster.

    3. Navigieren Sie zum FreeRTOS-Download-Verzeichnis und führen Sie dann das folgende Skript aus, um die espressif-Toolchain für Ihre Plattform herunterzuladen und zu installieren.

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh
    4. Fügen Sie die ESP-IDF Toolketten-Tools mit dem folgenden Befehl zum Pfad Ihres Terminals hinzu.

      source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

    Linux

    1. Folgen Sie den Anweisungen in der Standardkonfiguration der Toolchainvoraussetzungen (ESP-IDF v4.2) für Linux.

      Wichtig

      Wenn Sie unter „Nächste Schritte“ zu den Anweisungen ESP-IDF „Abrufen“ gelangen, beenden Sie den Vorgang und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

    2. Öffnen Sie ein Befehlszeilenfenster.

    3. Navigieren Sie zum FreeRTOS-Download-Verzeichnis und führen Sie dann das folgende Skript aus, um die Espressif-Toolchain für Ihre Plattform herunterzuladen und zu installieren.

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh
    4. Fügen Sie die ESP-IDF Toolketten-Tools mit dem folgenden Befehl zum Pfad Ihres Terminals hinzu.

      source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
  4. Stellen Sie eine serielle Verbindung her.

    1. Um eine serielle Verbindung zwischen Ihrem Host-Computer und dem herzustellen ESP32-WROOM-32SE, installieren Sie die CP210x USB-zu-UART-Bridge-VCP-Treiber. Sie können diese Treiber von Silicon Labs herunterladen.

    2. Führen Sie die Schritte aus, um eine serielle Verbindung mit ESP32 herzustellen.

    3. Nachdem Sie eine serielle Verbindung hergestellt haben, notieren Sie sich den seriellen Port für Ihre Board-Verbindung. Sie benötigen es, um die Demo zu flashen.

Konfigurieren Sie die FreeRTOS-Demoanwendungen

Für dieses Tutorial befindet sich die FreeRTOS-Konfigurationsdatei unter. freertos/vendors/espressif/boards/board-name/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h (Wenn zum Beispiel ausgewählt AFR_BOARD espressif.esp32_devkitc ist, befindet sich die Konfigurationsdatei unterfreertos/vendors/espressif/boards/esp32/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h.)

Wichtig

Das ATECC608A-Gerät verfügt über eine einmalige Initialisierung, die bei der ersten Ausführung eines Projekts (während des Aufrufs von) für das Gerät gesperrt wird. C_InitToken Das FreeRTOS-Demoprojekt und das Testprojekt haben jedoch unterschiedliche Konfigurationen. Wenn das Gerät während der Demo-Projektkonfigurationen gesperrt ist, sind nicht alle Tests im Testprojekt erfolgreich.

  1. Konfigurieren Sie das FreeRTOS-Demo-Projekt, indem Sie den Schritten unter folgen. Konfiguration der FreeRTOS-Demos Wenn Sie mit dem letzten Schritt zum Formatieren Ihrer AWS IoT Anmeldeinformationen fertig sind, beenden Sie den Vorgang und führen Sie die folgenden Schritte aus.

  2. Microchip hat mehrere Skript-Tools zur Verfügung gestellt, um beim Aufbau der ATECC608A-Teile zu helfen. Navigieren Sie zu dem Verzeichnis freertos/vendors/microchip/example_trust_chain_tool und öffnen Sie die Datei README.md.

  3. Folgen Sie den Anweisungen in der README.md Datei, um Ihr Gerät bereitzustellen. Die Schritte umfassen Folgendes:

    1. Erstellen und registrieren Sie eine Zertifizierungsstelle bei AWS.

    2. Generieren Sie Ihre Schlüssel auf dem ATECC608A und exportieren Sie den öffentlichen Schlüssel und die Seriennummer des Geräts.

    3. Generieren Sie ein Zertifikat für das Gerät und registrieren Sie dieses Zertifikat bei AWS.

  4. Laden Sie das Zertifizierungsstellenzertifikat und das Gerätezertifikat auf das Gerät, indem Sie die Anweisungen für Developer-mode Schlüsselbereitstellung befolgen.

Überwachung von MQTT-Nachrichten auf dem AWS Cloud

Bevor Sie das FreeRTOS-Demoprojekt ausführen, können Sie den MQTT-Client in der AWS IoT Konsole so einrichten, dass er die Nachrichten überwacht, die Ihr Gerät an die Cloud sendet. AWS

Um das MQTT-Thema zu abonnieren mit AWS IoT MQTT-Client
  1. Melden Sie sich bei der AWS IoT -Konsole an.

  2. Wählen Sie im Navigationsbereich Test und dann MQTT Test Client aus.

  3. Geben Sie unter Thema Abonnement den Text ein your-thing-name/example/topic und wählen Sie dann Thema abonnieren aus.

Erstellen, flashen und starten Sie das FreeRTOS-Demoprojekt mit dem Skript idf.py

Sie können das IDF-Hilfsprogramm (idf.py) von Espressif verwenden, um die Build-Dateien zu generieren, die Anwendungs-Binärdatei zu erstellen und die Binärdateien auf Ihr Gerät zu flashen.

Anmerkung

Bei einigen Setups müssen Sie möglicherweise die Portoption "-p port-name" mit verwenden, idf.py um den richtigen Port anzugeben, wie im folgenden Beispiel.

idf.py -p /dev/cu.usbserial-00101301B flash
FreeRTOS unter Windows, Linux und macOS erstellen und flashen (v4.2) ESP-IDF
  1. Navigieren Sie zum Stammverzeichnis Ihres FreeRTOS-Download-Verzeichnisses.

  2. Geben Sie in einem Befehlszeilenfenster den folgenden Befehl ein, um die ESP-IDF Tools zum PATH Ihres Terminals hinzuzufügen:

    Windows (App „Command“)
    vendors\espressif\esp-idf\export.bat
    Windows (App „ESP-IDF 4.x CMD“)

    (Dies wurde bereits getan, als Sie die App geöffnet haben.)

    Linux//macOS
    source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
  3. Konfigurieren Sie cmake im build Verzeichnis und erstellen Sie das Firmware-Image mit dem folgenden Befehl.

    idf.py -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32_ecc608a_devkitc -DCOMPILER=xtensa-esp32 build

    Sie sollten eine Ausgabe wie das folgende Beispiel sehen.

    Running cmake in directory /path/to/hello_world/build Executing "cmake -G Ninja --warn-uninitialized /path/to/hello_world"... Warn about uninitialized values. -- Found Git: /usr/bin/git (found version "2.17.0") -- Building empty aws_iot component due to configuration -- Component names: ... -- Component paths: ... ... (more lines of build system output) [527/527] Generating hello-world.bin esptool.py v2.3.1 Project build complete. To flash, run this command: ../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 40m 0x10000 build/hello-world.bin build 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin or run 'idf.py -p PORT flash'

    Wenn keine Fehler vorliegen, generiert der Build die binären Firmware-Dateien.

  4. Löschen Sie den Flash-Speicher Ihres Entwicklungsboards mit dem folgenden Befehl.

    idf.py erase_flash
  5. Verwenden Sie das idf.py Skript, um die Binärdatei der Anwendung auf Ihr Board zu flashen.

    idf.py flash
  6. Überwachen Sie die Ausgabe von der seriellen Schnittstelle Ihrer Platine mit dem folgenden Befehl.

    idf.py monitor
    Anmerkung
    • Sie können diese Befehle wie im folgenden Beispiel kombinieren.

      idf.py erase_flash flash monitor
    • Bei bestimmten Host-Rechner-Setups müssen Sie den Port angeben, wenn Sie die Karte flashen, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

      idf.py erase_flash flash monitor -p /dev/ttyUSB1

FreeRTOS mit CMake erstellen und flashen

Neben der Verwendung des vom IDF SDK bereitgestellten idf.py Skripts zum Erstellen und Ausführen Ihres Codes können Sie das Projekt auch mit CMake erstellen. Derzeit unterstützt es Unix Makefile und das Ninja-Build-System.

Um das Projekt zu erstellen und zu flashen
  1. Navigieren Sie in einem Befehlszeilenfenster zum Stammverzeichnis Ihres FreeRTOS-Download-Verzeichnisses.

  2. Führen Sie das folgende Skript aus, um die ESP-IDF Tools zum PATH Ihrer Shell hinzuzufügen.

    Windows
    vendors\espressif\esp-idf\export.bat
    Linux//macOS
    source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
  3. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um die Build-Dateien zu generieren.

    Mit Unix-Makefiles
    cmake -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32_plus_ecc608a_devkitc -DCOMPILER=xtensa-esp32 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0
    Mit Ninja
    cmake -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32_plus_ecc608a_devkitc -DCOMPILER=xtensa-esp32 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0 -GNinja
  4. Lösche den Blitz und flashe dann die Platine.

    Mit Unix-Makefiles
    make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY erase_flash
    make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY flash
    Mit Ninja
    ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY erase_flash
    ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY flash

Zusätzliche Informationen

Weitere Informationen zur Verwendung und Problembehebung von Espressif ESP32-Karten finden Sie in den folgenden Themen: