Arduino Uno 開発ツール

2020/1/3

Arduino Uno tool (VScode+PlatformIO)

Arduino Uno tool (VScode+PlatformIO)

概要

Arduino Unoボードの開発ツールとして、VScodeの拡張としてPlatformIOを導入して、そのなかで開発ツール(コンパイラ、リンカ、アップローダー)をインストールする。 ここでは、linux環境でのインストール方法について説明する。

準備

ツールをインストール前に環境整備として以下を設定する：
(1)Python 2.7またはPython 3.5+のインストール

  sudo apt-get install python3
  

(2)udevのruleの設定

  curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/master/scripts/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules
  sudo service udev restart
  sudo usermod -a -G dialout $USER
  sudo usermod -a -G plugdev $USER
  

開発ツールのインストール

上の準備が終わったら、プロセッサとボードの種類は異なるが、インストール方法が分かりやすいので、以下を参考にインストールする。：
https://www.media.lab.uec.ac.jp/?page_id=1414
ESP32をVSCodeとPlatformIO IDEで動かす方法

新しいプロジェクトを作り、その際、今回の場合、Boardとして、
「Arduino Uno」を選択し、Frameworkとして
「Arduino」を選択して Nameに任意の名前を入力して[Finish]をクリックする。
(このNameはプロジェクト名かつフォルダ名になる)

ここでは、汎用的なボード名として「Arduino Uno」にしたが、使用したいボード名がボードリストに存在しているようなら、そのボード名を選択する。

その後、必要なツールのインストールが開始するが、完了後、platform.iniの内容に以下が含まれることを確認する。

  platform = atmelavr
  board = uno
  framework = arduino
  

IDE設定

platformio.iniファイルを以下のように編集する：

  ;PlatformIO Project Configuration File
  ;
  ;   Build options: build flags, source filter
  ;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
  ;   Library options: dependencies, extra library storages
  ;   Advanced options: extra scripting
  ;
  ; Please visit documentation for the other options and examples
  ; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html

  [env:uno]
  platform = atmelavr
  board = uno
  framework = arduino

  upload_protocol = arduino

  

ビルドテストのためのサンプルプログラム

arduinoのスケッチに「#include <Arduino.h>」を追加しただけで、大抵は動作するようだ。
2つのスケッチを#defineで切り替えるようにしたサンプル：

  #include <Arduino.h>
  #define BLINKY
  //#define ASCII_TABLE
  #ifdef BLINKY
  /*
    Blink

    Turns an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.

    Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the UNO, MEGA and ZERO
    it is attached to digital pin 13, on MKR1000 on pin 6. LED_BUILTIN is set to
    the correct LED pin independent of which board is used.
    If you want to know what pin the on-board LED is connected to on your Arduino
    model, check the Technical Specs of your board at:
    https://www.arduino.cc/en/Main/Products

    modified 8 May 2014
    by Scott Fitzgerald
    modified 2 Sep 2016
    by Arturo Guadalupi
    modified 8 Sep 2016
    by Colby Newman

    This example code is in the public domain.

    http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Blink
  */

  // the setup function runs once when you press reset or power the board
  void setup() {
    // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  }

  // the loop function runs over and over again forever
  void loop() {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(1000);                       // wait for a second
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(1000);                       // wait for a second
  }
  #endif
  //=========================================================================

  #ifdef ASCII_TABLE
  /*
    ASCII table

    Prints out byte values in all possible formats:
    - as raw binary values
    - as ASCII-encoded decimal, hex, octal, and binary values

    For more on ASCII, see http://www.asciitable.com and http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII

    The circuit: No external hardware needed.

    created 2006
    by Nicholas Zambetti <http://www.zambetti.com>
    modified 9 Apr 2012
    by Tom Igoe

    This example code is in the public domain.

    http://www.arduino.cc/en/Tutorial/ASCIITable
  */

  void setup() {
    //Initialize serial and wait for port to open:
    Serial.begin(9600);
    while (!Serial) {
      ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
    }

    // prints title with ending line break
    Serial.println("ASCII Table ~ Character Map");
  }

  // first visible ASCIIcharacter '!' is number 33:
  int thisByte = 33;
  // you can also write ASCII characters in single quotes.
  // for example, '!' is the same as 33, so you could also use this:
  // int thisByte = '!';

  void loop() {
    // prints value unaltered, i.e. the raw binary version of the byte.
    // The Serial Monitor interprets all bytes as ASCII, so 33, the first number,
    // will show up as '!'
    Serial.write(thisByte);

    Serial.print(", dec: ");
    // prints value as string as an ASCII-encoded decimal (base 10).
    // Decimal is the default format for Serial.print() and Serial.println(),
    // so no modifier is needed:
    Serial.print(thisByte);
    // But you can declare the modifier for decimal if you want to.
    // this also works if you uncomment it:

    // Serial.print(thisByte, DEC);


    Serial.print(", hex: ");
    // prints value as string in hexadecimal (base 16):
    Serial.print(thisByte, HEX);

    Serial.print(", oct: ");
    // prints value as string in octal (base 8);
    Serial.print(thisByte, OCT);

    Serial.print(", bin: ");
    // prints value as string in binary (base 2) also prints ending line break:
    Serial.println(thisByte, BIN);

    // if printed last visible character '~' or 126, stop:
    if (thisByte == 126) {    // you could also use if (thisByte == '~') {
      // This loop loops forever and does nothing
      while (true) {
        continue;
      }
    }
    // go on to the next character
    thisByte++;
  }
  //================================================
  #endif

  

build/upload

(1)ボードとホストPCをUSBケーブルで接続する。
(2)VScode画面の最下行にあるアイコンからBuidのアイコンをクリックしてビルド実行する。
(3)VScode画面の最下行にあるアイコンからUploadのアイコンをクリックしてアップロード(ボードへのプログラム書込)を実行する。
注意：SerialMoniter画面に切り替えている場合、その画面で、Ctrl+Cを押して、事前に閉じる必要がある。
(4)書き込み終了後、必要があればボードの[reset]ボタンを押して書き込んだプログラムを起動する。

build出力ログ例：

  > Executing task in folder ArduinoUno_Blinky: platformio run <

  Processing uno (platform: atmelavr; board: uno; framework: arduino)
  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
  CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/atmelavr/uno.html
  PLATFORM: Atmel AVR 2.0.0 > Arduino Uno
  HARDWARE: ATMEGA328P 16MHz, 2KB RAM, 31.50KB Flash
  PACKAGES: framework-arduino-avr 5.0.0, toolchain-atmelavr 1.50400.190710 (5.4.0)
  LDF: Library Dependency Finder -> http://bit.ly/configure-pio-ldf
  LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft
  Found 5 compatible libraries
  Scanning dependencies...
  No dependencies
  Building in release mode
  Checking size .pio/build/uno/firmware.elf
  Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect"
  DATA:    [          ]   0.4% (used 9 bytes from 2048 bytes)
  PROGRAM: [          ]   2.9% (used 930 bytes from 32256 bytes)
  ===== [SUCCESS] Took 0.58 seconds =====

  Terminal will be reused by tasks, press any key to close it.


  

upload出力ログ例：

  > Executing task in folder ArduinoUno_Blinky: platformio run --target upload <

  Processing uno (platform: atmelavr; board: uno; framework: arduino)
  -------------------------------------------------------------------
  Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
  CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/atmelavr/uno.html
  PLATFORM: Atmel AVR 2.0.0 > Arduino Uno
  HARDWARE: ATMEGA328P 16MHz, 2KB RAM, 31.50KB Flash
  PACKAGES: framework-arduino-avr 5.0.0, toolchain-atmelavr 1.50400.190710 (5.4.0), tool-avrdude 1.60300.190424 (6.3.0)
  LDF: Library Dependency Finder -> http://bit.ly/configure-pio-ldf
  LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft
  Found 5 compatible libraries
  Scanning dependencies...
  No dependencies
  Building in release mode
  Checking size .pio/build/uno/firmware.elf
  Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect"
  DATA:    [          ]   0.4% (used 9 bytes from 2048 bytes)
  PROGRAM: [          ]   2.9% (used 930 bytes from 32256 bytes)
  Configuring upload protocol...
  AVAILABLE: arduino
  CURRENT: upload_protocol = arduino
  Looking for upload port...
  Auto-detected: /dev/ttyACM0
  Uploading .pio/build/uno/firmware.hex

  avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

  Reading | ################################################## | 100% 0.00s

  avrdude: Device signature = 0x1e950f (probably m328p)
  avrdude: reading input file ".pio/build/uno/firmware.hex"
  avrdude: writing flash (930 bytes):

  Writing | ################################################## | 100% 0.16s

  avrdude: 930 bytes of flash written
  avrdude: verifying flash memory against .pio/build/uno/firmware.hex:
  avrdude: load data flash data from input file .pio/build/uno/firmware.hex:
  avrdude: input file .pio/build/uno/firmware.hex contains 930 bytes
  avrdude: reading on-chip flash data:

  Reading | ################################################## | 100% 0.13s

  avrdude: verifying ...
  avrdude: 930 bytes of flash verified

  avrdude: safemode: Fuses OK (E:00, H:00, L:00)

  avrdude done.  Thank you.

  ===== [SUCCESS] Took 2.18 seconds =====

  Terminal will be reused by tasks, press any key to close it.

  

フォルダ構成

デフォルトの設定では、home/Documents/PlatformIO/Projectsのなかにプロジェクト名のフォルダが生成される。

参考URL

A new generation ecosystem for embedded development
Ａｒｄｕｉｎｏ　Ｕｎｏ　Ｒｅｖ３

以上