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首页用Arduino玩转掌控板(ESP32):ESP32概述与Arduino软件准备
前言 近年来,掌控板(英文名:mPython)在创客教育中应用越来越广泛。掌控板集成了 ESP32 高性能双核芯片,具备 WiFi 和蓝牙连接功能,同时在板子上又配置了丰富的传感器,最重要的是它是专门为国内编程教学而设计的,符合国内课堂使用的情况,再加上价格便宜,所以越来越多的做 STEAM 和创客的老师开始使用它了。 国内各大教育厂商和组织也推出了针对掌控板的教学编程软件,比如 Mind+、Mixly、mPython 等编程软件,这些软件大多以图形化编程为主,使用简单,可以轻松实现很多好玩的创意,从而可以让学生体验无穷的创作乐趣。以这些软件为基础,目前网上也有了大量关于掌控板的项目和课程。
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用用Arduino玩转掌控板玩转掌控板(ESP32)::ESP32概述与概述与Arduino软件准备软件准备
前言前言
近年来,掌控板(英文名:mPython)在创客教育中应用越来越广泛。掌控板集成了 ESP32 高性能双核芯片,具备 WiFi 和蓝牙连接功能,同时在板子上又配置了丰富的传感器,最
重要的是它是专门为国内编程教学而设计的,符合国内课堂使用的情况,再加上价格便宜,所以越来越多的做 STEAM 和创客的老师开始使用它了。
国内各大教育厂商和组织也推出了针对掌控板的教学编程软件,比如 Mind+、Mixly、mPython 等编程软件,这些软件大多以图形化编程为主,使用简单,可以轻松实现很多好玩的创
意,从而可以让学生体验无穷的创作乐趣。以这些软件为基础,目前网上也有了大量关于掌控板的项目和课程。
但是针对掌控板普及教学而设计的软件,往往在功能上会有一些限制。另外,如果对掌控板的核心芯片 ESP32 不够了解的话,不方便对学到的知识进行迁移。比如网上有很多采用
ESP32 设计的开发板,在掌控板上学到的知识,能否用到这些 ESP32 的开发板上呢?
另外,在接触掌控板之前,大部分老师做创客教育基本都会采用非常流行的 Arduino 来进行,那么能否将 Arduino 上面学到的编程知识也迁移到掌控板呢?
实际上,这些知识都是可以迁移的,因此在有时间的情况下,我准备给大家分享一系列用 Arduino 代码对掌控板(ESP32)编程的教程:用用 Arduino 玩转掌控板玩转掌控板(ESP32)系列系列,旨在
更多地从 ESP32 芯片的角度出发,学习 ESP32 模块的编程,然后应用到掌控板或其他基于 ESP32 的开发板上,让大家可以触类旁通。
在硬件选择上,本教程将以掌控板为主线,再搭配一些其他基于 ESP32 的学习开发板,比如 NodeMCU-32S 或 DFRobot FireBeetle-ESP32;在编程软件选择上,将以 Arduino 代
码编程为主,个别案例也会同时分享一些 Mixly 或 Mind+ 或 mPython 等图形化编程软件的程序。
实际上 ESP32 芯片是 ESP8266 芯片的升级版,所以情况下,两者的代码也是兼容的,所以本教程提供的代码也尽可能做到通用,但是由于本人水平有限,难免有一些疏漏之处,还
请大家多多提出批评改进意见,一起进步。
ESP32 概述概述
在介绍软件之前,先来简单介绍一下硬件。首先我们来看一下掌控板背后的主控芯片 ESP32。
ESP32 芯片是由我国的乐鑫公司继 ESP8266 芯片后推出的又一款集成 WiFi 功能的微控制器。它拥有比 ESP8266 更加强大的性能,可以用来开发更加复杂的应用。ESP32 芯片或
模组具有下列特点:
处理器:Tensilica LX6 双核处理器(一核处理高速连接;一核独立应用开发)
主频:32 位双核处理器,CPU 正常工作速度为 80 MHz,最高可达 240 MHz
SRAM:520KB,最大支持 8 MB 片外 SPI SRAM
Flash:最大支持 16 MB 片外 SPI Flash
WiFi 协议:支持 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r 等协议,速度高达150 Mbps
频率范围:2.4~2.5 GHz
蓝牙协议:支持蓝牙 v4.2 完整标准,包含传统蓝牙 (BR/EDR) 和低功耗蓝牙 (BLE)
同时他还具备丰富的外设接口:比如 GPIO、ADC、DAC、SPI、I²C、I²S、UART 等常用接口一个不少
具体可以查看官方出品的功能框图:
有兴趣的读者可以去下面的掌控板官方 Wiki 对比一下掌控板的硬件参数:
https://mpython.readthedocs.io/zh/master/board/hardware.html
这些参数是不是跟基于 ESP32 芯片的掌控板差不多?另外上图中的 ESP32 引脚框图其实也和掌控板完全一样。
总结下来,ESP32 芯片主要具有高性能、低功耗、高度集成、体积小、性能稳定等优点。可以说性能是相当不错了,所以它才能支持 MicroPython 等比较耗性能的脚本语言。
关于 ESP32 的更多详细参数可以参考乐鑫官网:
https://www.espressif.com/zh-hans/products/hardware/esp32/overview
常见常见 ESP32 开发板开发板
如果在淘宝搜索 ESP32,可以看到很多开发板,如下图所示。除了掌控板之外,这些琳琅满目的开发板,我们到底该怎么选择呢?
针对本教程来说,其实这些板子都大同小异,大家可以自由选择。本教程主要采用了掌控板掌控板、DFRobot 出品的 FireBeetle-ESP32、安信可出品的 NodeMCU-32S 这 3 块学习板进行
展开。其中掌控板是我们学习的主要器件,而 FireBeetle-ESP32、NodeMCU-32S 这 2 块板子,主要以配合讲解为主,方便让大家知道背后的原理。在本教程涉及的项目中,除了掌
控板之外,我也会选择部分项目让大家看看在其他板子上运行的效果。选择这几块板子的原因是:一方面,在国内使用的比较多,中文资料比较全面;另一方面,他们都有相应的扩
展板,方便后面学习的时候,外接各种传感器与执行器模块。
下图为掌控板掌控板的正面与反面,更多详细的资料可以查看掌控板官方帮助文档:https://mpython.readthedocs.io/zh/master/
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