Микроконтроллер LuaNode32 с ESP-32 кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое микроконтроллер, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое микроконтроллер, luanode32, esp-32 , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Цифровые устройства. Микропроцессоры и микроконтроллеры. принципы работы ЭВМ.

Домашняя страница для платы ESP32 под Arduino на GitHub - github.com/espressif/arduino-esp32

Аппаратная часть IoT-платформы выполнена на модуле ESP-WROOM-32 с однокристальной системой ESP32-D0WDQ6 производства компании Espressif.

Чип ESP32-D0WDQ6 — выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле).

ESP32-WROOM — модуль с чипом ESP32-D0WDQ6, Flash-памятью на 4 МБ и всей необходимой обвязкой, которые спрятаны под металлическим кожухом. Рядом с кожухом расположена миниатюрная антенна из дорожки на верхнем слое печатной платы. Металлический кожух экранирует компоненты модуля и тем самым улучшает электромагнитные свойства.

Кристалл включает в себя 2-ядерный 32-разрядный процессор Tensilica Xtensa LX6, 520 Кб памяти SRAM и 448 Кб флеш-памяти, 4 Мб внешней флеш-памяти. Тактовая частота выставляется до 240 МГц в зависимости от режима энергопотребления.

Имеются встроенный температурный датчик, датчик Холла, инфракрасный контроллер на прием и на передачу, контроллер сенсорных кнопок, Bluetooth (BLE v4.2 BR/EDR), Wi-Fi (стандарты связи Wi-Fi 802.11 b/g/n (2,4 ГГц)).

Преобразователь USB-UART на микросхеме CP2102 обеспечивает связь модуля ESP32-WROOM с USB-портом компьютера. При подключении к ПК — платформа ESP32 DevKit определяется как виртуальный COM-порт.

Разъем micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы ESP32 DevKit с помощью компьютера.

Контакты

C двух сторон платы расположены контактные гребенки по 15 пинов с шагом 2,54 мм (модификация на 30 пинов).

Доступны 25 пинов общего назначения. Все контакты поддерживают прерывания. Максимальный ток на пинах: 12 мА/

• Цифровые 21 контакт ввода-вывода (GPIO): 1–5, 12–19, 21–23, 25–27, 32 и 33. Контакты общего назначения. Пины могут быть настроены на вход или на выход. Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 12 мА. Все выводы ввода-вывода могут работать как ШИМ, что позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала с разрядность 16 бит. Максимальное количество каналов 16
• цифровые 4 контакта ввода (GPI): 34, 35, 36 и 39. Могут быть настроены только на вход.
• 15 аналоговых входов с АЦП (12 бит): 2, 4, 12–15, 25–27, 32–36 и 39. Позволяет представить аналоговое напряжение в цифровом виде с разрядностью 12 бит
• 2 аналоговых выхода с ЦАП (8 бит): 25 (DAC1) и 26 (DAC2). Аналоговый выход цифро-аналогового преобразователя, который позволяет формировать 8-битные уровни напряжения. Выводы могут использоваться для аудио-выхода.
• 10 контактов емкостного сенсора

На пинах ввода-вывода можно сконфигурировать аппаратные интерфейсы:

• 3×UART
• 3×SPI
• 2×I²C
• 3× I²S

Для экспериментов используйте выводы 2, 4, 12, 13, 14, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 26, 27.

Сводная таблица выводов для использования в проектах

Сводная таблица выводов для использования в проектах

Пины питания

• VIN: Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 14 вольт (рядом с GND)
• 3V3: Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 1 А. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Регулятор обеспечивает питание модуля ESP32-WROOM (рядом с GND)
• GND: Выводы земли (два контакта, по одному на каждой стороне)

На отладочном модуле расположены две тактовые кнопки. Кнопка EN предназначена для ручного перезапуска платы - аналог кнопки RESET обычного компьютера.

Кнопка Boot служит для ручного запуска режима прошивки модуля. Алгоритм следующий: Зажмите кнопку BOOT; Нажмите и отпустите кнопку EN; Отпустите кнопку BOOT.

Также на плате находится светодиод питания и индикаторный светодиод, подключенный к цифровому пину 2 (вместо 13 как у стандартных Arduino).

Питание

Линейный понижающий регулятор напряжения AMS1117-3.3 обеспечивает питание микроконтроллер а. Выходное напряжение 3,3 вольта с максимальным током 1 А.

Питание подается через разъем micro-USB или контакт Vin. Источник определяется автоматически.

При питании через USB используйте зарядник на 5В совместно с кабелем Micro USB. В случае питания через Vin рекомендуется входное напряжение от 5 до 14 В. Преобразователь питания на плате выровняет входное напряжение до необходимых 3,3 В.

Как и в случае с платами Arduino, платы ESP32 также бывают от разных производителей с разным числом выводов и разной обвязкой. Также появляются модификации и конкретной платы. Например, плата ESP32 DEVKIT DOIT бывает с 30 и 36 пинами.

Характеристики ESP32

SoC ESP32 обладает существенно улучшенными характеристиками по сравнению со своим предшественником, но и стоит дороже. Так что, что именно применять - каждый решает сам.

• CPU: Xtensa Dual-Core 32-bit LX6, 160 MHz или 240 MHz (до 600 DMIPS)
• Memory: 520 KByte SRAM, 448 KByte ROM
• Flash на модуле: 1, 2, 4… 64 Мб

Wireless:

• Wi-Fi: 802.11b/g/n/e/i, до 150 Mbps c HT40
• Bluetooth: v4.2 BR/EDR и BLE

Peripheral interfaces:

• 12-bit SAR ADC до 18 каналов
• 2 × 8-bit DAC
• 10 × touch сенсоров
• Temperature сенсор
• 4 × SPI
• 2 × I²S
• 2 × I²C
• 3 × UART
• 1 host (SD/eMMC/SDIO)
• 1 slave (SDIO/SPI)
• Ethernet MAC с поддержкой DMA и IEEE 1588
• CAN 2.0
• IR (TX/RX)
• Motor PWM
• LED PWM до 16 каналов
• Hall sensor
• Ultra low power analog pre-amplifier

Security:

• IEEE 802.11 безопасность WFA, WPA/WPA2 и WAPI
• Secure boot
• Flash encryption
• 1024-bit OTP, в том числе до 768-bit под задачу
• Cryptographic: AES, SHA-2, RSA, ECC, RNG

Документация

• Схема
• Документация на SoC ESP32
• Документация на модуль ESP Wroom 32
• распиновка модуля ESP Wroom 32

Приложение

Создаем проект через PlatformIO:

mkdir esp32-intro
cd esp32-intro
pio init -b esp32doit-devkit-v1 --ide vscode

Создаем в каталоге src файл Main.cpp со следующим содержимым (да, это тот самый блинкер):

#include <Esp.h>

void setup() {
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    delay(900);
}

И в файл platformio.ini в секцию [env:esp32doit-devkit-v1] дописывам параметр с указанием скорости загрузки:

upload_speed = 921600

В данном случае это имеет смысл, поскольку SoC ESP32 обладает большим быстродействием, и увеличение скорости канала повышает скорость загрузки. Правда у меня она получилась плавающая: от шести до десяти секунд.

Соберем наше приложение:

pio run

И загружаем:

pio run -t upload

Вообще не обязательно давать две отдельных команды. Вызов команды pio run -t upload самостоятельно пересоберет приложение при необходимости. Я даю две команды исключительно для того, что бы посмотреть на время загрузки приложения в плату.

В ходе загрузки выводится достаточно подробный лог.

[Fri Sep 29 11:52:53 2017] Processing esp32doit-devkit-v1 (platform: espressif32; upload_speed: 921600; board: esp32doit-devkit-v1; framework: arduino)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
Collected 15 compatible libraries
Looking for dependencies...
No dependencies
Looking for upload port...
Auto-detected: /dev/ttyUSB0
Uploading .pioenvs/esp32doit-devkit-v1/firmware.bin
esptool.py v2.1-beta1
Connecting........_
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision 1)
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Changing baud rate to 921600
Changed.
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Flash params set to 0x022f
Compressed 10464 bytes to 7012...
Wrote 10464 bytes (7012 compressed) at 0x00001000 in 0.1 seconds (effective 1044.7 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 122...
Wrote 3072 bytes (122 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 8280.8 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 8192 bytes to 47...
Wrote 8192 bytes (47 compressed) at 0x0000e000 in 0.0 seconds (effective 35367.7 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 356880 bytes to 177296...
Wrote 356880 bytes (177296 compressed) at 0x00010000 in 3.2 seconds (effective 891.6 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...
Hard resetting...
==== [SUCCESS] Took 8.46 seconds ====

Из лога видно интересное новвоведение в загрузчике: прошивка передается в упакованном виде, что солидно ускоряет процесс передачи данных и как сдедствие общую скорость загрузки.

Исследование, описанное в статье про микроконтроллер, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое микроконтроллер, luanode32, esp-32 и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Цифровые устройства. Микропроцессоры и микроконтроллеры. принципы работы ЭВМ