Erste Schritte mit dem Espressif -S2 ESP32 - Kostenlos RTOS

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 -S2 ESP32

Wichtig

Diese Referenzintegration wird im RTOS Amazon-Free-Repository gehostet, das veraltet ist. Wir empfehlen, dass Sie hier beginnen, wenn Sie ein neues Projekt erstellen. Wenn Sie bereits über ein bestehendes kostenloses RTOS Projekt verfügen, das auf dem inzwischen veralteten RTOS Amazon-Free-Repository basiert, finden Sie weitere Informationen unter. Leitfaden zur Migration des kostenlosen RTOS Github-Repositorys von Amazon

Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie mit den Espressif -S2 SoC- und ESP32 -S2-Saola-1-Entwicklungsboards beginnen. ESP32

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. Eine kostenlose Demo-Anwendung zu einem Binär-Image querkompilieren. RTOS

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

  5. Überwachen und debuggen Sie die laufende Anwendung über eine serielle Verbindung.

Voraussetzungen

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

Melde dich an für ein AWS-Konto

Wenn Sie noch keine haben AWS-Konto, führen Sie die folgenden Schritte aus, um eine zu erstellen.

Um sich für eine anzumelden AWS-Konto
  1. Öffnen Sie https://portal.aws.amazon.com/billing/die Anmeldung.

  2. Folgen Sie den Online-Anweisungen.

    Bei der Anmeldung müssen Sie auch einen Telefonanruf entgegennehmen und einen Verifizierungscode über die Telefontasten eingeben.

    Wenn Sie sich für eine anmelden AWS-Konto, Root-Benutzer des AWS-Kontoswird eine erstellt. Der Root-Benutzer hat Zugriff auf alle AWS-Services und Ressourcen des Kontos. Als bewährte Sicherheitsmethode weisen Sie einem Administratorbenutzer Administratorzugriff zu und verwenden Sie nur den Root-Benutzer, um Aufgaben auszuführen, die Root-Benutzerzugriff erfordern.

AWS sendet Ihnen nach Abschluss des Anmeldevorgangs eine Bestätigungs-E-Mail. Du kannst jederzeit deine aktuellen Kontoaktivitäten einsehen und dein Konto verwalten, indem du zu https://aws.amazon.com/gehst und Mein Konto auswählst.

Erstellen eines Benutzers mit Administratorzugriff

Nachdem Sie sich für einen angemeldet haben AWS-Konto, sichern Sie Ihren Root-Benutzer des AWS-Kontos AWS IAM Identity Center, aktivieren und erstellen Sie einen Administratorbenutzer, sodass Sie den Root-Benutzer nicht für alltägliche Aufgaben verwenden.

Sichern Sie Ihre Root-Benutzer des AWS-Kontos
  1. Melden Sie sich AWS Management Consoleals Kontoinhaber an, indem Sie Root-Benutzer auswählen und Ihre AWS-Konto E-Mail-Adresse eingeben. Geben Sie auf der nächsten Seite Ihr Passwort ein.

    Hilfe bei der Anmeldung mit dem Root-Benutzer finden Sie unter Anmelden als Root-Benutzer im AWS-Anmeldung Benutzerhandbuch zu.

  2. Aktivieren Sie die Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA) für Ihren Root-Benutzer.

    Anweisungen finden Sie im Benutzerhandbuch unter Aktivieren eines virtuellen MFA Geräts für Ihren AWS-Konto IAM Root-Benutzer (Konsole).

Erstellen eines Benutzers mit Administratorzugriff
  1. Aktivieren Sie IAM Identity Center.

    Anweisungen finden Sie unter Aktivieren AWS IAM Identity Center im AWS IAM Identity Center Benutzerhandbuch.

  2. Gewähren Sie einem Benutzer in IAM Identity Center Administratorzugriff.

    Ein Tutorial zur Verwendung von IAM-Identity-Center-Verzeichnis als Identitätsquelle finden Sie unter Benutzerzugriff mit der Standardeinstellung konfigurieren IAM-Identity-Center-Verzeichnis im AWS IAM Identity Center Benutzerhandbuch.

Anmelden als Administratorbenutzer
Weiteren Benutzern Zugriff zuweisen
  1. Erstellen Sie in IAM Identity Center einen Berechtigungssatz, der der bewährten Methode zur Anwendung von Berechtigungen mit den geringsten Rechten folgt.

    Anweisungen hierzu finden Sie unter Berechtigungssatz erstellen im AWS IAM Identity Center Benutzerhandbuch.

  2. Weisen Sie Benutzer einer Gruppe zu und weisen Sie der Gruppe dann Single Sign-On-Zugriff zu.

    Eine genaue Anleitung finden Sie unter Gruppen hinzufügen im AWS IAM Identity Center Benutzerhandbuch.

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 -S2-Entwicklungsboard finden Sie im -S2-Saola-1 Getting ESP32Started Guide.

    Wichtig

    Wenn Sie den Abschnitt „Erste Schritte“ der Espressif-Anleitungen erreicht haben, halten Sie an und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

  2. Laden Sie Amazon Free RTOS von herunter GitHub. (Anweisungen finden Sie in der README.md-Datei.)

  3. Richten Sie Ihre Entwicklungsumgebung ein.

    Um mit Ihrem Board zu kommunizieren, müssen Sie eine Toolchain installieren. Espressif bietet die Möglichkeit, Software ESP für IDF ihre Boards zu entwickeln. Da der ESP - eine eigene Version des Free RTOS Kernel als Komponente integriert IDF hat, RTOS enthält Amazon Free eine benutzerdefinierte Version von ESP - IDF v4.2, bei der der Free RTOS Kernel entfernt wurde. Dies behebt Probleme mit doppelten Dateien beim Kompilieren. Um die benutzerdefinierte Version von ESP - IDF v4.2 zu verwenden, die in Amazon Free enthalten istRTOS, 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 von ESP - gelangenIDF, wählen Sie Ein ESP vorhandenes 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 IDF „Get ESP —“ 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 Verzeichnis für kostenlose RTOS Downloads 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 Tools ESP - IDF toolchain 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 IDF „Get ESP —“ 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 Verzeichnis für kostenlose RTOS Downloads 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 Tools ESP - IDF toolchain 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 ESP32 - DevKit C herzustellen, installieren Sie die CP21 0x USB to UART VCP Bridge-Treiber. Sie können diese Treiber von Silicon Labs herunterladen.

    2. Folgen Sie den Schritten zum Herstellen einer seriellen Verbindung mit ESP32.

    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 kostenlosen RTOS Demo-Anwendungen

Für dieses Tutorial befindet sich die kostenlose RTOS Konfigurationsdatei unterfreertos/vendors/espressif/boards/board-name/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h. (Wenn diese Option beispielsweise ausgewählt AFR_BOARD espressif.esp32_devkitc ist, befindet sich die Konfigurationsdatei unterfreertos/vendors/espressif/boards/esp32/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.h.)

  1. Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, öffnen Sie eine Terminal-Eingabeaufforderung. Wenn Sie Windows verwenden, öffnen Sie die App "ESP- IDF 4.xCMD" (falls Sie diese Option bei der Installation der ESP IDF -Toolchain angegeben haben) oder andernfalls die App „Command Prompt“.

  2. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um zu überprüfen, ob Python3 installiert ist:

    python --version

    Die installierte Version wird angezeigt. Wenn Sie Python 3.0.1 oder höher nicht installiert haben, können Sie es von der Python-Website installieren.

  3. Sie benötigen die AWS Befehlszeilenschnittstelle (CLI), um AWS IoT Befehle auszuführen. Wenn Sie Windows verwenden, verwenden Sie den easy_install awscli Befehl, um das AWS CLI in der App „Command“ oder "ESP- IDF 4.xCMD“ zu installieren.

    Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, finden Sie weitere Informationen unter Installation von AWS CLI.

  4. Ausführen

    aws configure

    und konfigurieren Sie das AWS CLI mit Ihrer AWS Zugriffsschlüssel-ID, Ihrem geheimen Zugriffsschlüssel und Ihrer AWS Standardregion. Weitere Informationen finden Sie unter Konfiguration von AWS CLI.

  5. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um das AWS SDK für Python (boto3) zu installieren:

    • Führen Sie unter Windows in der App „Command“ oder "ESP- IDF 4.xCMD" den folgenden Befehl aus

      easy_install boto3
    • Führen Sie unter macOS oder Linux Folgendes aus

      pip install tornado nose --user

      und dann ausführen

      pip install boto3 --user

Free RTOS enthält das SetupAWS.py Skript, mit dem Sie Ihr Espressif-Board für die Verbindung einfacher einrichten können. AWS IoT

So führen Sie das Konfigurationsskript aus:
  1. Wenn Sie das Skript konfigurieren möchten, öffnen Sie freertos/tools/aws_config_quick_start/configure.json und legen die folgenden Attribute fest:

    afr_source_dir

    Der vollständige Pfad zum freertos-Verzeichnis auf Ihrem Computer. Stellen Sie sicher, dass Sie diesen Pfad mit Schrägstrichen angeben.

    thing_name

    Der Name, den Sie dem AWS IoT Ding zuweisen möchten, das Ihr Board repräsentiert.

    wifi_ssid

    Der SSID Ihres Wi-Fi-Netzwerks.

    wifi_password

    Das Passwort für Ihr WLAN-Netzwerk

    wifi_security

    Der Sicherheitstyp für Ihr WLAN-Netzwerk Die folgenden Sicherheitstypen sind gültig:

    • eWiFiSecurityOpen (Open, no security (Offen, keine Sicherheit)

    • eWiFiSecurityWEP(WEPSicherheit)

    • eWiFiSecurityWPA(WPASicherheit)

    • eWiFiSecurityWPA2(WPA2Sicherheit)

  2. Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, öffnen Sie eine Terminal-Eingabeaufforderung. Wenn Sie Windows verwenden, öffnen Sie die App "ESP- IDF 4.xCMD" oder „Command“.

  3. Navigieren Sie zum freertos/tools/aws_config_quick_start Verzeichnis und führen Sie es aus

    python SetupAWS.py setup

    Das -Skript führt folgende Aktionen aus:

    • Erstellt eine AWS IoT Sache, ein Zertifikat und eine Richtlinie.

    • Hängt die AWS IoT Richtlinie an das Zertifikat und das Zertifikat an die AWS IoT Sache an.

    • Füllt die aws_clientcredential.h Datei mit Ihrem AWS IoT EndpunktSSID, WLAN und Ihren Anmeldeinformationen auf.

    • Formatiert Ihr Zertifikat und Ihren privaten Schlüssel und schreibt sie in die aws_clientcredential_keys.h Header-Datei.

    Anmerkung

    Das Zertifikat ist nur zu Demonstrationszwecken hartcodiert. Anwendungen auf Produktionsebene sollten diese Dateien an einem sicheren Ort speichern.

    Weitere Informationen dazu SetupAWS.py finden Sie README.md im freertos/tools/aws_config_quick_start Verzeichnis.

MQTTNachrichten in der AWS Cloud überwachen

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

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

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

  3. Geben Sie im Feld Subscription topic (Abonnementthema) die Option your-thing-name/example/topic ein und wählen Sie dann Subscribe to topic (Thema abonnieren).

Wenn das Demo-Projekt erfolgreich auf Ihrem Gerät ausgeführt wird, sehen Sie „Hello World!“ mehrfach zu dem Thema gesendet, das Sie abonniert haben.

Erstellen Sie das kostenlose RTOS Demo-Projekt, flashen Sie es und führen Sie es aus, indem Sie das Skript idf.py verwenden

Sie können das IDF Programm von Espressif verwenden, um die Build-Dateien zu generieren, die Anwendungs-Binärdatei zu erstellen und Ihr Board zu flashen.

Kostenlos bauen und flashen RTOS unter Windows, Linux und macOS (ESP- IDF v4.2)

Verwenden Sie das idf.py Skript, um das Projekt zu erstellen und die Binärdateien auf Ihr Gerät zu flashen.

Anmerkung

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

idf.py -p /dev/cu.usbserial-00101301B flash
Um das Projekt zu erstellen und zu flashen
  1. Navigieren Sie zum Stammverzeichnis Ihres kostenlosen RTOS Download-Verzeichnisses.

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

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

    (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=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 build

    Sie sollten eine Ausgabe wie das folgende Beispiel sehen.

    Executing action: all (aliases: build) Running cmake in directory /path/to/hello_world/build Executing "cmake -G Ninja -DPYTHON_DEPS_CHECKED=1 -DESP_PLATFORM=1 -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -DCCACHE_ENABLE=0 /path/to/hello_world"... -- The C compiler identification is GNU 8.4.0 -- The CXX compiler identification is GNU 8.4.0 -- The ASM compiler identification is GNU ... (more lines of build system output) [1628/1628] Generating binary image from built executable esptool.py v3.0 Generated /path/to/hello_world/build/aws_demos.bin Project build complete. To flash, run this command: esptool.py -p (PORT) -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32s2 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 80m 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin 0x16000 build/ota_data_initial.bin 0x20000 build/aws_demos.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

Kostenlos erstellen und flashen mit RTOS CMake

Sie können nicht nur das von der bereitgestellte idf.py Skript IDF SDK zum Erstellen und Ausführen Ihres Codes verwenden, sondern auch das Projekt damit erstellenCMake. 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 kostenlosen RTOS Download-Verzeichnisses.

  2. Führen Sie das folgende Skript aus, um die ESP IDF -Tools zu Ihren Shells hinzuzufügenPATH.

    • 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=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0
    • Mit Ninja

      cmake -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0 -GNinja
  4. Erstellen Sie das Projekt.

    • Mit Unix-Makefiles

      make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -j8
    • Mit Ninja

      ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -j8
  5. 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 ESP32 Espressif-Boards finden Sie in den folgenden Themen: