ESP32-mikrokontrollerin ohjelmointi

Sisällysluettelo

1. ESP32-mikrokontrolleri

1.1. Ohjelmointiympäristön asentaminen

1.2. Projektin luominen

1.3. Ohjelman kirjoittaminen

1.4. Ohjelman kääntäminen ja lataaminen mikro-ohjaimeen

1 ESP32-mikrokontrolleri

Mikrokontrollerit eli mikro-ohjaimet ovat yhteen mikropiiriin toteutettuja tietokoneita. Mikropiiri sisältää prosessorin, muistin ja I/O -nastoja. Lisäksi mikrokontrollereissa voi olla muitakin ominaisuuksia, kuten esimerkiksi A/D muunnin, Bluetooth, Wi-Fi ja erilaisia väyliä. Vähimmillään mikrokontrolleri voi toimia virtalähteen kytkemisellä. Tässä esimerkissä käytetään ESP-WROOM-32 mikrokontrolleria. Prosessorina toimii kaksiytiminen Xtensa, 32-bittinen LX6-mikroprosessori, joka toimii maksimissaan 240 MHz:n taajuudella.

Kuva 1, ESP-WROOM-32 mikrokontrolleri

1.1 Ohjelmointiympäristön asentaminen

Tällä kurssilla ohjelmoinnissa käytetään editorina Visual Studio Codea ja PlatformIO IDE lisäosaa.

Asenna ensin Visual Studio Code ja siihen lisäosa PlatformIO IDE.

Kuva 2, PlatformIO IDE asennus.

1.2 Projektin luominen

Projektin luominen alkaa Welcome to PlatformIO sivulta ja valitsemalla sieltä New Project

Kuva 3, Projektin luominen.

New Project avaa ikkunan, jolla tehdään määritykset uudelle projektille. Kirjoita Name kohtaan projektin nimi. Tässä esimerkissä nimeksi valitaan Eka_Testi. Board kohtaan valitse käyttämäsi mikrokontrolleri. Tässä esimerkissä käytetään NodeMCU-32-S mikrokontrolleria. Framework on Arduino Framework.

Kuva 4, Project Wizard.

Hetken odottelun jälkeen Eka_Testi projekti on valmis ohjelmointia varten. Ohjelmakoodi kirjoitetaan main.cpp tiedostoon. Kuvassa 5 on tyhjä Arduino framework ohjelmarunko. Ohjelmassa on kaksi funktiota, setup ja loop. Setup-funktio suoritetaan vain kerran ohjelman suorituksen alkaessa. Funktiossa voidaan esimerkiksi alustaa muuttujien lähtöarvoja. Setup-funktion suorituksen jälkeen ohjelmakierto siirtyy loop-funktioon.

Kuva 5, Ohjelmarunko.

1.3 Ohjelman kirjoittaminen

Lataa Githubista tiedosto main.cpp. Tiedosto löytyy /src kansiosta. Tähän kansioon tallennetaan kaikki ohjelman lähdekoodit.

1.4 Ohjelman kääntäminen ja lataaminen mikrokontrolleriin

Jotta ohjelma voisi toimia mikrokontrollerissa, täytyy se ensin kääntää tekstistä binäärimuotoon. Ohjelman kääntäminen tapahtuu Visual Studio Codessa.

Kuva 6, Binäärikoodiksi kääntäminen

Editorin alalaidasta löytyy nuolen osoittamasta kohdasta Build nappi. Kääntäminen suoritetaan kyseistä nappia painamalla. Jos kääntämisen tuloksena on SUCCESS, ohjelmakoodin käännös binäärimuotoon onnistui. Kuvassa 7 on esimerkki onnistuneesta käännöksestä.

Kuva 7, Käännös

Jos käännös ei onnistunut ohjelmassa on virhe ja se on korjattava. Korjauksen jälkeen käännetään ohjelma uudestaan.

Kuva 8, Ohjelman lataaminen mikrokontrollerin muistiin

Käännetty binäärimuotoinen ohjelmakoodi siirretään mikrokontrollerin muistiin kuvan 8 osoittamasta napista. Ohjelmakoodin siirron jälkeen mikrokontrolleri käynnistyy uudelleen ja prosessori aloittaa ohjelmakoodin suorituksen.