Esp32s3 Vscode Platformio Arduino Freertos开发入门指南 基于arduino框架的应用开发全流程

These are practice examples for ESP32 FreeRTOS with VS Code and PlatformIO, using the Arduino Framework. What is FreeRTOS? It's a Free Real Time Operating System for embedded devices written in C++. The ESP32 uses a modified version which can perform Symmetrical Multicore Processing (SMP). The ESP32 specific version is referred to as ESP-IDF (IoT Development Framework) and has some extra custom API Functions. Read the Vanilla FreeRTOS Documentation.

前提说明，本文是基于【2023年最新 ESP32 Arduino 教程（持续更新中）】写的，如果本文没看懂可以去看这个视频。 首先下载vscode（网上自行搜索），打开vscode后，在插件中搜索platformio并点击下载，下图是操作步骤（第一次安装可能会很慢，请耐心等待）。 如果可以的话，可以安装一个串口监视器Serial monitor，之后会用到。 安装完platformio之后，应该会在左侧出现一个特殊的图标，点进图标，再点击"PIO Home"下的"Open"，进入主页界面，再点击"New projects"进行创建项目。 点击之后，项目配置如下： 点击右下角蓝色的“Finish”按钮，等待一会后，就可以创建成功了。 由于我们要做的只是一些简单的演示，故只要在src文件夹下编写main.cpp的代码就可以了。下面为main.cpp的图片（你们刚打开main.cpp时里面可能长的和我的不一样，但仔细看代码结构是一样的） 可以看到左下角有一个“”按键，表示编译；有个“”按键，表示烧录代码；最右边的写着“Auto”的按键可以自动检测COM端口。接下来我们就可以开始愉快地编写代码了。 一块普通的ESP32板长这样。 最关键的是其两侧的引脚（34个GPIO口），你可以发现每个引脚上都有唯一的字母和数字的组合，例如“3V3”，“GND”，“D12”等。其中3V3和VIN指的分别是电压为3.3V和5V的正极，而GND指的是阴极（接地），其余的则可以通过我们在vscode上编写的代码控制它们的输入或者输出模式，以及输出高电平或者低电平，那么我们在进行实验时，除了正极和负极之外这些引脚是否可以随便接呢？答案是否定的，有的时候必须接到对应的引脚上，每一个引脚都有其对应的作用，如下图，比如其中的22和21引脚就是esp32中的L2C通信接口。 一块普通的面包板长这样 其中的小孔可以用来插入导线或者引脚，其旁边还有凹凸槽，可以用来和其他面包板拼接组成更大的面包板。 而其中的电路连接长这样 中间的小孔，以图中红色的线条（横向）相互连通，两侧的小孔，以图中的红色线条（竖向）相互连通。加入正负极以及电阻等部件，可以组成一个电路（回忆高中物理知识），这样子我们只需要插入或者拔出导线和引脚就可以组成电路，而不用去做焊接等一系列工作，简化了我们的开发流程。 在platformio的开发中，Serial可以设置串口波特率以及向外发送消息 例如以下代码中，程序会在9600波特率中每隔1s向外发送一个“hello world”。 本文将详细介绍基于Arduino框架进行ESP32应用开发的完整流程，从开发环境搭建到代码编写、编译与烧录，全面讲解每一个步骤，让零基础的朋友也能轻松入门ESP32开发。通过实际案例演示，帮助大家快速掌握ESP32开发的核心要点。

Arduino并不是一种具体的编程语言，而是一种编程环境或框架。它本质上是由C/C++混合语言编写的面向硬件的核心库，为开发者提供了各种与硬件交互的API接口，这些API接口的集合构成了Arduino编程框架。 Arduino框架最大的优势在于它对底层硬件操作进行了二次封装，将复杂的寄存器设置和硬件控制抽象为简单易用的函数接口。这使得即使没有深厚的单片机基础或硬件电路知识，也能够快速上手进行硬件控制和开发。 让我们通过一个简单的GPIO控制例子来对比Arduino与传统单片机开发的差异： 通过上面的对比可以看出，Arduino代码简洁明了，即使没有硬件基础的开发者也能一目了然。这极大地降低了硬件开发的门槛，提高了开发效率。 我们已经学会了 Arduino IDE 的基本使用了，这节课，我们来学习使用另一款软件进行 Arduino 开发，他就是 PlatformIO。 PlatformIO 是一个开源的跨平台的物联网（IoT）开发平台，用于嵌入式系统和物联网设备的开发。它提供了一个统一的开发环境和工具链，支持多种硬件平台（如 Arduino、ESP8266、ESP32、Raspberry Pi 等）和开发框架（如 Arduino 框架、ESP-IDF、STM32Cube等），使开发者可以更轻松地进行嵌入式开发。

使用 PlatformIO 可以简化嵌入式开发的流程，提高开发效率，并使项目更易于管理和维护。无论是初学者还是有经验的嵌入式开发者，都可以受益于 PlatformIO 提供的功能和工具。 PlatformIO 只是一个插件，因此，我们需要先选择一个 IDE，在 IDE 中安装 PlatformIO 插件，这里我推荐一下两种：VSCode 与 Clion。具体该怎么选择呢？ 前往 VSCode 官网 ，建议下载 System Installer 版本的安装包，该版本安装在非用户目录，例如 C 盘根目录。 PlatformIO 是一个跨平台的物联网开发生态系统，专门为嵌入式系统开发设计，支持多种开发板和框架。 入门第一课就是被网络问题难到…介绍插件主要包含哪些内容，在什么时候会用到然后下载， 可以自行选择魔法上网，或是找别人已经下载好的文件丢进去。 离线安装推荐教程：Arduino IDE太难用？5分钟"离线"安装PlatformIO，无需等待，编程体验原地起飞 在线安装推荐教程：Arduino不好用？极速安装Platformio，尽享vscode丝滑

PlatformIO项目配置文件： PlatformIO Project Configuration File 推荐笔记：platformIO 自定义板子方法 你提供的 sad_him.json 文件片段是一个典型的 ESP32-S3 开发板的硬件标识配置，我来解析关键信息： platformio现有的板子库里面没有ESP32-S3-N16R8（8MB PSRAM + 16MB FLASH）的开发板模型，直接强行套用，要么就是解锁不了8MB PSRAM，要么就下载后运行不起来。但是Arduino可以正常解锁。 先选用esp32-s3-devkitc-1作为开发板模型，在它的基础上做额外的修改： 没找到ESP32-S3（8MB PSRAM + 16MB FLASH）的开发板模型，就随便ESP32-S3的其他模型，有几个能正常运行，但是没有解锁PSRAM； 好不容易发现几个标了2MB PSRAM字样的开发板模型，但是运行不起来；网上搜才知道2MB PSRAM运行模式是Quad SPI，而8MB PSRAM的运行模式是Octal SPI，两个完全不一样，肯定会运行失败；

官方的platformio.ini指导说明里面没有说明怎么选PSRAM运行模式，只能看看那些标了2MB PSRAM字样的开发板模型是怎么做；全局搜索跟开发板名称相同的文件，看是不是有什么配置文件来控制这些参数：

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