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乐鑫入门 ESP32-WROOM-32SE - FreeRTOS
概述先决条件开始使用附加信息

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

乐鑫入门 ESP32-WROOM-32SE

重要

此参考集成托管在已弃用的 Amazon-FreeRTOS 存储库中。当您创建新项目时，我们建议从此处开始。如果您已经有一个基于现已 Amazon-FreeRTOS 弃用的存储库的 FreeRTOS 项目，请参阅。Amazon-FreeRTOS Github 存储库迁移

注意

本教程将向您展示如何开始使用乐新。 ESP32-WROOM-32SE要在合作伙伴设备目录中向我们的 AWS 合作伙伴购买一台，请参阅ESP32-WROOM-32SE。

概述

该教程将指导您完成以下步骤：

  1. 将主板连接到主机。

  2. 在您的主机上安装软件，以开发和调试微控制器主板的嵌入式应用程序。

  3. 将 FreeRTOS 演示应用程序交叉编译为二进制映像。

  4. 将应用程序二进制映像加载到您的主板中，然后运行该应用程序。

  5. 使用串行连接监控和调试正在运行的应用程序。

先决条件

在开始在乐鑫看板上使用 FreeRTOS 之前，您必须设置账户和权限。 AWS

注册获取 AWS 账户

要开始使用 AWS，你需要一个 AWS 账户。有关创建的信息 AWS 账户，请参阅《AWS 账户管理 参考指南》 AWS 账户中的入门指南。

要提供访问权限，请为您的用户、组或角色添加权限：

开始使用

注意

本教程中的 Linux 命令要求您使用 Bash Shell。

  1. 设置 Espressif 硬件。

    有关设置 ESP32-WROOM-32SE 开发板硬件的信息，请参阅《 ESP32-DevKitC V4 入门指南》。

    重要

    在该指南的分步安装部分，请按照步骤进行操作，直到完成步骤 4（设置环境变量）。完成步骤 4 后，请暂停，然后按照此处的其余步骤进行操作。

  2. 从以下网址下载亚马逊 FreeRTOS。GitHub（有关说明，请参阅README.md文件。）

  3. 设置开发环境。

    要与您的主板通信，必须安装工具链。乐鑫为他们的开发板 ESP-IDF 提供开发软件。由于将自己的 Fre ESP-IDF eRTOS 内核版本集成为组件，因此 Amazon FreeRTOS 包含删除了 FreeRTOS 内核的 ESP-IDF v4.2 的自定义版本。这修复了编译时重复文件的问题。要使用 Amazon FreeRTOS 附带的 ESP-IDF v4.2 的自定义版本，请按照以下主机操作系统的说明进行操作。

    Windows

    1. 下载适用于 Windows ESP-IDF 的通用在线安装程序。

    2. 运行通用在线安装程序。

    3. 进入 “下载或使用” 步骤后 ESP-IDF，选择 “使用现有 ESP-IDF 目录”，然后将 “选择现有 ESP-IDF 目录” 设置为freertos/vendors/espressif/esp-idf。

    4. 完成安装。

    macOS

    1. 按照 macOS 标准设置工具链先决条件 (ESP-IDF v4.2) 中的说明进行操作。

      重要

      当您到达 “后续步骤 ESP-IDF” 下的 “获取” 说明时，请停下来，然后返回本页上的说明。

    2. 打开一个命令行窗口。

    3. 转到 FreeRTOS 下载目录，然后运行以下脚本来下载并安装适用于您平台的 espressif 工具链。

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh

    4. 使用以下命令将 ESP-IDF 工具链工具添加到终端的路径中。

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

    Linux

    1. 按照适用于 Linux 的标准设置工具链先决条件 (ESP-IDF v4.2) 中的说明进行操作。

      重要

      当您到达 “后续步骤 ESP-IDF” 下的 “获取” 说明时，请停下来，然后返回本页上的说明。

    2. 打开一个命令行窗口。

    3. 转到 FreeRTOS 下载目录，然后运行以下脚本来下载并安装适用于您平台的 Espressif 工具链。

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh

    4. 使用以下命令将 ESP-IDF 工具链工具添加到终端的路径中。

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

  4. 建立串行连接。

    1. 要在主机与之间建立串行连接 ESP32-WROOM-32SE，请安装 CP210x USB 到 UART Bridge VCP 驱动程序。您可以从 Silicon Labs 下载这些驱动程序。

    2. 按照建立与 ESP32 的串行连接中的步骤操作。

    3. 建立串行连接后，记下主板连接的串行端口。您需要它来刷写演示。

配置 FreeRTOS 演示应用程序

在本教程中，FreeRTOS 配置文件位于以下文件中：freertos/vendors/espressif/boards/board-name/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h。（例如，如果选择 AFR_BOARD espressif.esp32_devkitc，则配置文件位于以下文件中：freertos/vendors/espressif/boards/esp32/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h。）

重要

ATECC608A 设备具有一次性初始化功能，该功能在首次运行项目时（在调用 C_InitToken 期间）被锁定到设备上。但是，FreeRTOS 演示项目和测试项目的配置不同。如果设备在演示项目配置期间被锁定，则并非测试项目中的所有测试都会成功。

  1. 按照配置 FreeRTOS 演示中的步骤配置 FreeRTOS 演示项目。进入最后一步后，要格式化 AWS IoT 凭据，请停止并执行以下步骤。

  2. Microchip 提供了多种脚本工具来帮助设置 ATECC608A 部件。导航到 freertos/vendors/microchip/example_trust_chain_tool 目录并打开 README.md 文件。

  3. 请按照 README.md 文件中的说明预置您的设备。相应步骤包括：

    1. 创建并注册证书颁发机构 AWS。

    2. 在 ATECC608A 上生成您的密钥，并导出公有密钥和设备序列号。

    3. 为设备生成证书并向注册该证书 AWS。

  4. 按照 Developer-mode 密钥配置 的说明，将 CA 证书和设备证书加载到设备上。

在上监控 MQTT 消息 AWS 云

在运行 FreeRTOS 演示项目之前，您可以在控制台中 AWS IoT 设置 MQTT 客户端，以监控您的设备发送到云端的消息。 AWS

要通过订阅 MQTT 主题 AWS IoT MQTT 客户端

  1. 登录 AWS IoT 控制台。

  2. 在导航窗格中，选择测试，然后选择 MQTT 测试客户端。

  3. 在订阅主题中，输入 your-thing-name/example/topic，然后选择订阅主题。

使用 idf.py 脚本构建、刷写和运行 FreeRTOS 演示项目

您可以使用 Espressif 的 IDF (idf.py) 生成构建文件，构建应用程序二进制文件，将二进制文件刷写到设备。

注意

某些设置可能需要您使用在 idf.py 中使用端口选项“-p port-name”来指定正确的端口，如以下示例所示。

idf.py -p /dev/cu.usbserial-00101301B flash
在 Windows、Linux 和 macOS 上构建和刷新 FreeRTOS (v4.2) ESP-IDF

  1. 转到 FreeRTOS 下载目录的根目录。

  2. 在命令行窗口中，输入以下命令将 ESP-IDF 工具添加到终端的 PATH 中：

    Windows（“命令”应用程序）
    vendors\espressif\esp-idf\export.bat
    Windows（“ESP-IDF 4.x CMD” 应用程序）

    （打开应用程序时就已经完成此操作。）

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

  3. 在 build 目录中配置 cmake 并使用以下命令构建固件映像。

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

    您应该会看到以下示例的输出。

       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'

    如果没有错误，构建会生成固件二进制 .bin 文件。

  4. 使用以下命令擦除开发主板的闪存。

    idf.py erase_flash

  5. 使用 idf.py 脚本将应用程序二进制文件刷写到主板。

    idf.py flash

  6. 使用以下命令监控主板串行端口的输出。

    idf.py monitor
    注意

    • 您可以合并这些命令，如以下示例所示。

      idf.py erase_flash flash monitor

    • 对于某些主机设置，您必须在刷写主板时指定端口，如以下示例所示。

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

使用 CMake 构建和刷写 FreeRTOS

除了使用 IDF 开发工具包提供的 idf.py 脚本来构建和运行代码外，您还可以使用 CMake 构建项目。目前，它支持 Unix Makefile 和 Ninja 构建系统。

构建和刷写项目

  1. 在命令行窗口中，转到 FreeRTOS 下载目录的根目录。

  2. 运行以下脚本将 ESP-IDF 工具添加到 shell 的 PATH 中。

    Windows
    vendors\espressif\esp-idf\export.bat
    Linux / macOS
    source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

  3. 使用以下命令来生成构建文件。

    对于 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
    对于 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. 擦除闪存，然后刷写主板。

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

附加信息

有关 Espressif ESP32 主板的更多信息，请参阅以下主题：