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
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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
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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 AWS 合作伙伴设备目录中从我们的合作伙伴购买一个,请参阅 ESP32-WROOM-32SE
概览
该教程将指导您完成以下步骤:
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将主板连接到主机。
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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。
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将 FreeRTOS 演示应用程序交叉编译为二进制映像。
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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。
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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 Espressif 主板上开始使用 FreeRTOS 之前,您必须设置 AWS 账户和权限。
注册 AWS 账户
如果您还没有 AWS 账户,请完成以下步骤来创建一个。
注册 AWS 账户
打开 https://portal.aws.amazon.com/billing/signup
。 按照屏幕上的说明操作。
在注册时,将接到电话或收到短信,要求使用电话键盘输入一个验证码。
当您注册 AWS 账户 时,系统将会创建一个 AWS 账户根用户。根用户有权访问该账户中的所有 AWS 服务和资源。作为最佳安全实践,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。
注册过程完成后,AWS 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/
创建具有管理访问权限的用户
注册 AWS 账户 后,请保护好您的 AWS 账户根用户,启用 AWS IAM Identity Center,并创建一个管理用户,以避免使用根用户执行日常任务。
保护您的 AWS 账户根用户
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选择根用户并输入您的 AWS 账户 电子邮件地址,以账户拥有者身份登录 AWS 管理控制台
。在下一页上,输入您的密码。 要获取使用根用户登录方面的帮助,请参阅《AWS 登录 用户指南》中的 Signing in as the root user。
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为您的根用户启用多重身份验证(MFA)。
有关说明,请参阅《IAM 用户指南》中的为 AWS 账户 根用户启用虚拟 MFA 设备(控制台)。
创建具有管理访问权限的用户
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启用 IAM Identity Center。
有关说明,请参阅《AWS IAM Identity Center 用户指南》中的 Enabling AWS IAM Identity Center。
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在 IAM Identity Center 中,为用户授予管理访问权限。
有关如何使用 IAM Identity Center 目录 作为身份源的教程,请参阅《AWS IAM Identity Center 用户指南》中的 Configure user access with the default IAM Identity Center 目录。
以具有管理访问权限的用户身份登录
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要使用您的 IAM Identity Center 用户身份登录,请使用您在创建 IAM Identity Center 用户时发送到您的电子邮件地址的登录网址。
要获取使用 IAM Identity Center 用户登录方面的帮助,请参阅《AWS 登录 用户指南》中的 Signing in to the AWS access portal。
将访问权限分配给其他用户
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在 IAM Identity Center 中,创建一个权限集,该权限集遵循应用最低权限的最佳做法。
有关说明,请参阅《AWS IAM Identity Center 用户指南》中的 Create a permission set。
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将用户分配到一个组,然后为该组分配单点登录访问权限。
有关说明,请参阅《AWS IAM Identity Center 用户指南》中的 Add groups。
要提供访问权限,请为您的用户、组或角色添加权限:
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AWS IAM Identity Center 中的用户和群组:
创建权限集合。按照《AWS IAM Identity Center 用户指南》中创建权限集的说明进行操作。
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通过身份提供商在 IAM 中托管的用户:
创建适用于身份联合验证的角色。按照《IAM 用户指南》中针对第三方身份提供商创建角色(联合身份验证)的说明进行操作。
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IAM 用户:
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创建您的用户可以担任的角色。按照《IAM 用户指南》中为 IAM 用户创建角色的说明进行操作。
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(不推荐使用)将策略直接附加到用户或将用户添加到用户组。按照《IAM 用户指南》中向用户添加权限(控制台)中的说明进行操作。
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开始使用
注意
本教程中的 Linux 命令要求您使用 Bash Shell。
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设置 Espressif 硬件。
有关设置 ESP32-WROOM-32SE 开发主板硬件的信息,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。
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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):
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下载 ESP-IDF 的 Windows 版通用在线安装程序
。 -
运行通用在线安装程序。
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在下载或使用 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 -
完成安装。
macOS:
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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
在后续步骤下的“获取 ESP-IDF”说明部分,请暂停并返回到此页面上的说明。
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打开一个命令行窗口。
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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 -
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):
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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
在后续步骤下的“获取 ESP-IDF”说明部分,请暂停并返回到此页面上的说明。
-
打开一个命令行窗口。
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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 -
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
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建立串行连接。
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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。 -
按照建立与 ESP32 的串行连接
中的步骤操作。 -
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。
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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:。(例如,如果选择 freertos/vendors/espressif/boards/board-name/aws_demos/config_files/FreeRTOSConfig.hAFR_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。
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按照配置 FreeRTOS 演示中的步骤配置 FreeRTOS 演示项目。在对 AWS IoT 凭证进行格式化的最后一步,请暂停并执行以下步骤。
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Microchip 提供了多种脚本工具来帮助设置 ATECC608A 部件。导航到
目录并打开freertos/vendors/microchip/example_trust_chain_toolREADME.md文件。 -
请按照
README.md文件中的说明预置您的设备。相应步骤包括:-
创建证书颁发机构并将其注册到 AWS。
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在 ATECC608A 上生成您的密钥,并导出公有密钥和设备序列号。
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为设备生成证书并将该证书注册到 AWS。
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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。
在 AWS 云上监控 MQTT 消息
在运行 FreeRTOS 演示项目之前,您可以在 AWS IoT 控制台中设置 MQTT 客户端来监控您的设备发送到 AWS 云的消息。
使用 AWS IoT MQTT 客户端订阅 MQTT 主题
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登录 AWS IoT 控制台
。 -
在导航窗格中,选择测试,然后选择 MQTT 测试客户端。
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在订阅主题中,输入
,然后选择订阅主题。your-thing-name/example/topic
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)
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转到 FreeRTOS 下载目录的根目录。
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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)
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vendors\espressif\esp-idf\export.bat - Windows(“ESP-IDF 4.x CMD”应用程序)
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(打开应用程序时就已经完成此操作。)
- Linux / macOS
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source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
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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。
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使用以下命令擦除开发主板的闪存。
idf.py erase_flash -
使用
idf.py脚本将应用程序二进制文件刷写到主板。idf.py flash -
使用以下命令监控主板串行端口的输出。
idf.py monitor注意
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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
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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
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在命令行窗口中,转到 FreeRTOS 下载目录的根目录。
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运行以下脚本,将 ESP-IDF 工具添加到 Shell 的 PATH 中。
- Windows
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vendors\espressif\esp-idf\export.bat - Linux / macOS
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source vendors/espressif/esp-idf/export.sh
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使用以下命令来生成构建文件。
- 对于 Unix Makefiles
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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
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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
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擦除闪存,然后刷写主板。
- 对于 Unix Makefiles
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make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORYerase_flashmake -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORYflash - 对于 Ninja
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ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORYerase_flashninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORYflash
其他信息
有关 Espressif ESP32 主板的更多信息,请参阅以下主题: