开始使用 Espressif ESP32-WROOM-32SE - FreeRTOS
Amazon Web Services 文档中描述的 Amazon Web Services 服务或功能可能因区域而异。要查看适用于中国区域的差异,请参阅 中国的 Amazon Web Services 服务入门 (PDF)

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。

开始使用 Espressif ESP32-WROOM-32SE

重要

该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弃用的 Amazon-FreeRTOS 存储库的 FreeRTOS 项目,请参阅 Amazon-FreeRTOS Github 存储库迁移指南

注意
  • 要探索如何将 FreeRTOS 模块化库和演示集成到您自己的 Espressif IDF 项目中,请参阅我们适用于 ESP32-C3 平台的精选参考集成

  • 目前,ESP32-WROOM-32SE 的 FreeRTOS 移植不支持对称多处理 (SMP) 功能。

本教程介绍如何开始使用 Espressif ESP32-WROOM-32SE。要在合作伙伴设备目录中向我们的 Amazon 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。 Amazon

注册获取 Amazon Web Services 账户

如果您没有 Amazon Web Services 账户,请完成以下步骤来创建一个。

要注册 Amazon Web Services 账户
  1. 打开 https://portal.aws.amazon.com/billing/signup

  2. 按照屏幕上的说明进行操作。

    在注册时,将接到一通电话,要求使用电话键盘输入一个验证码。

    当您注册时 Amazon Web Services 账户,就会创建Amazon Web Services 账户根用户一个。根用户有权访问该账户中的所有 Amazon Web Services 和资源。作为安全最佳实践,请为用户分配管理访问权限,并且只使用根用户来执行需要根用户访问权限的任务

Amazon 注册过程完成后会向您发送一封确认电子邮件。在任何时候,您都可以通过转至 https://aws.amazon.com/ 并选择我的账户来查看当前的账户活动并管理您的账户。

保护 IAM 用户

注册后 Amazon Web Services 账户,开启多重身份验证 (MFA),保护您的管理用户。有关说明,请参阅 IAM 用户指南中的 为 IAM 用户启用虚拟 MFA 设备(控制台)

要允许其他用户访问您的 Amazon Web Services 账户 资源,请创建 IAM 用户。为了保护您的 IAM 用户,请启用 MFA 并仅向 IAM 用户授予执行任务所需的权限。

有关创建和保护 IAM 用户的更多信息,请参阅《IAM 用户指南》中的以下主题:

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-DevKit C 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。Espressif 提供了 ESP-IDF 来为主板开发软件。由于 ESP-IDF 将其 FreeRTOS 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 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 ESP-IDF 的 Windows 版通用在线安装程序

    2. 运行通用在线安装程序

    3. 下载或使用 ESP-IDF步骤,请选择使用现有 ESP-IDF 目录并将选择现有 ESP-IDF 目录设置为 freertos/vendors/espressif/esp-idf

    4. 完成安装。

    macOS

    1. 按照适用于 macOS 的工具链标准设置先决条件 (ESP-IDF v4.2) 中的说明进行操作。

      重要

      后续步骤下的“获取 ESP-IDF”说明部分,请暂停并返回到此页面上的说明。

    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. 使用以下命令以将 ESP-IDF 工具链工具添加到终端路径中。

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

    Linux

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

      重要

      后续步骤下的“获取 ESP-IDF”说明部分,请暂停并返回到此页面上的说明。

    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. 使用以下命令以将 ESP-IDF 工具链工具添加到终端路径中。

      source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
  4. 建立串行连接。

    1. 要在您的主机和 ESP32-WROOM-32SE 之间建立串行连接,请安装 CP210x USB to 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 Amazon 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 Amazon。

    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 Amazon。

  4. 按照 开发人员模式密钥预置 的说明,将 CA 证书和设备证书加载到设备上。

监控云端上的 MQTT 消息 Amazon

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

使用 MQTT 客户端订阅 M Amazon IoT QTT 主题
  1. 登录 Amazon 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. 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 上构建和刷写 FreeRTOS (ESP-IDF v4.2)
  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以将 ESP-IDF 工具添加到终端 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. 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

其他信息

有关 Espressif ESP32 主板的更多信息,请参阅以下主题: