PlatformIO开发之STM32点灯(基于arduino框架)

最新推荐文章于 2025-10-28 10:58:05 发布
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#stm32 #vscode

本文介绍了PlatformIO IDE的安装、功能、工程创建、编译与下载过程，包括跨平台支持、调试工具和配置文件管理。通过实例演示了如何利用PlatformIO进行LED灯控制并灵活切换编译方式。

前段时间，看一些开源项目时，发现是基于PlatformIO IDE编写的，然后去查了下这个IDE，功能性还是挺强大的，不过国内好像是没找到特别详细的一个教程。为此试下毒。

PlatformIO 官方手册
参考文档

1.PlatformIO 介绍

PlatformIO 是一个跨平台、跨架构、多框架、专业的 嵌入式系统工程师和编写应用程序的软件开发人员的工具 用于嵌入式产品。

PlatformIO IDE 是下一代物联网集成开发环境。

  • 跨平台构建系统，没有对操作系统软件的外部依赖：
    • 800+ 板
    • 35+ 开发平台
    • 20+ 框架
  • 调试
  • 远程开发
  • 单元测试
  • C/C++智能代码补全
  • 用于快速专业开发的 C/C++ Smart Code Linter
  • 数百个流行图书馆的图书馆经理
  • 具有多个窗格的多项目工作流程
  • 主题支持深色和浅色
  • 串口监视器
  • 带有 内置终端 PlatformIO Core (CLI) 和 CLI 工具的 ( pio, platformio)
  • 内置 PlatformIO 主页 。

2.PlatformIO的安装（以下称PIO）及IDE的功能介绍

1.安装PIO

直接在VScode的插件里搜索 PlatformIO，然后安装即可（挺方便的）
在这里插入图片描述我这里是已经安装好了，故第3步那是显示的禁用，首次安装时，这是是显示的安装。
安装完成后,在vscode左侧，有会一个像蚂蚁头像（或外星人头像的图标，我也不清楚这叫啥图标了…），然后在底部会有 房子 √ → 的图标（若安装完，没这些图标，可以重启下VScode）
在这里插入图片描述

2.PIO功能介绍

在这里插入图片描述

  • 房子的图标，点击打开 PIO主页
  • √ ，点击运行
  • →，点击下载
  • 垃圾桶，点击清理编译过程生成的文件
  • 小插头，点击后会启动命令行的串口监视助手；
  • 小命令行，点击后新建一个终端窗口；

打开PIO主页，在主页的顶部有一个导航栏，有用的就是前进后退的按钮和账户相关的交互元素
在左侧有Home、project、Inspect、Libraries、Boards、Platforms和Devices七个标签页，下面分别简单说明一下。

Home 标签页

进入Platformio 的主页显示的就是 Home 标签页，标签页内从上到下可以依次看到以下内容：

  • Show at startup 的复选框，勾上后，每次启动 vs code 就会启动这个主页；
  • Quick Access 下有四个操作按钮，分别是：
    • New Project：用于新建工程；
    • Import Arduino Project：用于导入电脑中已经存在的 Arduino 工程；
    • Open Project：用于打开已经存在的 Platformio 工程；
    • Project Examples：用于打开本机已经安装的单片机平台的例程工程；
  • Recent News：显示最新 Platformio 信息；

project 标签页

显示最近打开的工程

Inspect 标签页

用于检测项目，可以看到代码占用了多少RAM和Flash等信息，具体看文档介绍.
在这里插入图片描述

Libraries 标签页

在这里插入图片描述ibraries 标签页是管理库的接口，这里只简单说明一下，主要包含四个标签页：

  • Registry 标签页 ：这个页面是有一个搜索框，搜索框内没有内容的时候，会在搜索框下面显示所有可用的库，搜索框中输入关键词就会过滤显示相关的库。
    点击想要安装的库，就会进入这个库的详细页面，这个页面里有安装按钮、例程、使用方法等操作接口。
  • Installed 标签页：这里主要展示本机已经安装的第三方库。
  • Built-in 标签页：这里显示已安装平台内置的库。
  • Updates 标签页：展示需要更新的库。

Boards 标签页

这个标签页用来展示 Platformio 支持的开发板列表，最上方的搜索框内可以输入关键词过滤显示相关的开发板，比如输入 Arduino 就会显示Arduino的开发板。

列表中每个条目显示一个开发板，包含信息：
在这里插入图片描述

Platforms 标签页

这个标签页用来管理平台支持，比如我的这里安装了三个平台的支持：

  • Espressif 8266
  • Native
  • ST STM32
    这三个条目可以点进去查看平台详细信息和对平台进行一定操作。标签页内还包含所有的嵌入式、桌面平台的相关管理项，同时也有框架展示的标签页，可以通过这里的每个条目了解对应框架的信息和使用方法。

Devices 标签页

这里显示连接电脑的硬件设备，比如串口、数字逻辑设备和网络设备。

3.创建工程

  • 开发板（正点原子精英板）
  • 串口下载线
  • Jlink

嵌入式的第一步，点个灯，现在我们来创建个点灯工程，在主页中，点击 New project，
在这里插入图片描述
然后点击finish，等待（注意第一次生成的时候需要下载资源，会比较慢，可找加快github的访问的方法或科学上网），我这工程名是blink,板子是正点原子的精英板，故选择STM32F103ZE的芯片，架构选择arduino（可选择其他架构，如STM32Cube）,当前的例子是采用的arduino架构。

创建完成后，会打开对应的工程：
在这里插入图片描述
红框内是新建项目的文件，

  • .pio 文件夹：存放编译产生的中间文件和最后生成的执行文件;
  • lib 文件夹：存放库文件；
  • src 文件夹：存放源文件，其内部默认生成名为 main.cpp 的源文件；
  • platformio.ini：工程的配置文件

编写代码 mai.cpp文件下增加两个灯的引脚，然后进行翻转，让其闪烁

#include <Arduino.h>

#define LED_PIN0 PB5
#define LED_PIN1 PE5

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(LED_PIN0,OUTPUT);
  pinMode(LED_PIN1,OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(LED_PIN0,HIGH);
  digitalWrite(LED_PIN1,HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_PIN0,LOW);
  digitalWrite(LED_PIN1,LOW);
  delay(1000);
}

编写完成后，点击 底部栏的 √ 图标进行编译
在这里插入图片描述第一次编译通常要比较耗时，按照我上面说的（找github的加速工具或科学上网），等显示编译成功，就OK了，然后就开始进行下载到板子上
Github加速工具

使用串口下载

点击 → 按钮，显示报错（我这个时候是将正点原子的串口下载线连到电脑上了），
在这里插入图片描述
这里显示报错是，默认使用的stlink,那么我使用串口下载的话，那么将这个下载改成串口下载即可，
在这里插入图片描述在ini配置文件中，增加这两行，将下载方式改为串口下载，并固定COM8下载（这是因为我这不仅仅只插了这一个端口，可查看电脑的设备管理器，看你用的是哪个端口，若电脑上只接了一个连到开发板的端口，则不需要固定端口，会自动监测）。

添加完这两行后，再点击编译（√），通过后再下载（→），

在这里插入图片描述现在下载成功了，可以看到开发板的两个灯在进行闪烁。

【注意事项】：

  • 在进行下载的时候，注意要将开发板的Boot0接正，Boot1接地，同时当你下载完后，再点击下载时，会报错，故下载完后再下载，需要先点击板子的复位键，然后在点击下载（→），即可下载成功。
  • 在Boot0接正，Boot1接地时，点击开发板的电源按键时（给开发板断电），然后在重新上电，开发板的两个灯不会闪烁了，这时需要将Boot0接地，Boot1接地，然后在重新上电，才能正常执行代码
    在这里插入图片描述这是开发板中使用手册的说明。

使用Jlink下载

修改ini文件，将其改成Jlink下载
在这里插入图片描述
【注意】：首次通过Jlink或串口下载时都需要下载资源才能下载到板子上，等资源下载完成后，点击下载（→），即可下载到板子上，
在这里插入图片描述还有一点要注意：
下载完后发现板子上没有现象（此时我是Jlink（只用到了JLINK的四根线）给板子上供电的），boot0和boot1都是接地，
然后我断开Jlink,通过串口线给板子供电时，正常现象灯闪烁，故单纯以Jlink供电，不能让板子正常工作。

对于STlink下载的话，应该和Jlink差不多，手上也没STlink,有的朋友可以试试。

4.关于ini 文件的简单使用

上面我们使用了串口下载和Jlink下载，那么可不可以单纯一个开关，进行选择是串口下载还是Jlink下载呢？
于是进行了下面测试，在ini文件中，增加部分代码
在这里插入图片描述如图，然后我点击底部栏的编译（√） ，发现编译了两份工程
在这里插入图片描述然后我点击PIO得到蚂蚁图标，发现在工程任务中有两份我创建的工程，并且在每份工程中都有编译，下载等功能
在这里插入图片描述此时我是串口下载线与电脑连上，故点击STM32F103ZE_Serial工程的build
在这里插入图片描述
只编译了STM32F103ZE_Serial工程，然后点击STM32F103ZE_Serial下的upload按钮，进行下载
在这里插入图片描述正常下载。
那么针对这个功能，可以发散性想下，可以将工程中编译不同条件下的宏（开关）定义在这，即可进行选择性编译。
针对于ini配置文件，了解不多，具体还是要看官方手册是怎样应用的

测试

在这里插入图片描述

在Jlink工程中增加了一个标识符，然后在main.cpp中代码修改为如下，正常情况下，下载Jlink工程，两个灯闪烁，下载serial工程，一个灯闪烁。

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  #ifdef jLINK_flag 
  digitalWrite(LED_PIN0,HIGH);
  #endif
  digitalWrite(LED_PIN1,HIGH);
  delay(1000);
  #ifdef jLINK_flag 
  digitalWrite(LED_PIN0,LOW);
  #endif
  digitalWrite(LED_PIN1,LOW);
  delay(1000);
}

根据猜想，分别下载serial工程和jlink工程验证
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
最终的效果是
1.下载Jlink工程，两个灯闪烁
2.下载Serial工程，一个灯闪烁

猜想和实验符合！

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// 初始化LED引脚 } void loop() { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // LED亮 delay(1000); // 延迟1秒 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // LED灭 delay(1000); } ``` - **串口通信示例**：ESP32支持多个UART（Serial、Serial1、Serial2），常用`Serial.begin(baud_rate)`初始化串口（引用[4]讨论UART0对应Serial）[^4]。添加串口输出代码： ```cpp void setup() { Serial.begin(115200); // 初始化串口，波特率115200 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN)); // 切换LED状态 Serial.println("ESP32 is running..."); // 串口输出信息 delay(1000); } ``` - **添加外部库**：例如使用DS18B20温度传感器（引用[1]示例），在PlatformIO中通过库管理器添加： - 点击PlatformIO图标 → Libraries → 搜索"OneWire"和"DallasTemperature"，安装。 - 在代码中引用： ```cpp #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> ``` #### 4. **编译、上传和调试** - **编译代码**：在VSCode底部状态栏，点击PlatformIO图标 → Project Tasks → Build。 - **上传到ESP32**：连接开发板到电脑，确保端口正确（PlatformIO自动检测）。在Project Tasks中点击"Upload"。 - 常见问题：上传失败可能因端口占用或驱动问题，重启VSCode或更新驱动可解决。 - **串口监视器调试**：点击Project Tasks中的"Monitor"打开串口监视器，查看输出日志（波特率需匹配代码设置，如$115200$波特）。 - 调试DS18B20传感器时，可读取温度值并打印到串口（引用[1]方法）[^1]。 - **高级调试**：PlatformIO支持JTAG调试（需外部调试器），在`platformio.ini`中启用： ```ini debug_tool = jlink # 或其他调试器类型 ``` #### 5. **相关知识和注意事项** - **ESP32特性**：ESP32支持WiFi/BLE、多核处理（Core 0和Core 1），在Arduino框架中可通过`xTaskCreate()`创建任务。 - **性能优化**：Arduino框架易用但效率较低，关键代码可使用ESP-IDF底层API（在PlatformIO中混合框架）。 - **常见错误解决**： - **编译错误**：检查`platformio.ini`中board和framework设置，或更新PlatformIO核心（运行`pio update`）。 - **ESP32-S2兼容性**：手动添加平台支持或指定开发板别名（引用[2]经验）[^2]。 - **串口问题**：确保波特率一致，$baud$ 值在代码和监视器中匹配。 - **资源管理**：ESP32内存有限，避免大数组；使用`FreeRTOS`特性管理任务。 通过以上步骤，你可以在VSCode中高效开发ESP32项目。遇到问题参考PlatformIO文档或社区论坛。
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