使用Visual Studio Code进行Arduino编程与调试

Arduino是一个流行的平台,它使得使用微控制器创建有趣的小工具变得简单。该平台附带了一个集成开发环境(IDE)用于编写程序——Arduino IDE。但如果有一些编程经验,可能会认为这个IDE太简单且功能有限,开始寻找替代品——更像一个真正的IDE。

有一些知名的替代品,比如Eclipse或Atmel Studio。个人使用Eclipse,它运行得很好,但承认Eclipse(以及Atmel Studio)对于新用户来说相当难学。有很多窗口、选项、按钮……简而言之,这些IDE充满了可能会让人感到困惑的功能。

因此,一直在寻找一个替代IDE,它能够提供真正的IDE的高级功能,同时仍然易于使用。认为Visual Studio Code(简称VS Code)就是这样的工具。

准备环境

将需要两个软件:

  • Arduino IDE(本文使用的版本为1.8.9)
  • Visual Studio Code(本文使用的版本为1.35.1)

下载并安装Arduino IDE,或者如果更喜欢无安装版本,只需解压即可。下载并安装VS Code。

启动VS Code,点击左侧活动栏上的Extensions按钮(带有按钮的条纹)。

Search extensions框中输入Arduino。选择由Microsoft提供的Arduino forVisual Studio Code扩展(截至目前版本为0.2.26)。

安装扩展。它还会安装由Microsoft提供的C/C++扩展(截至目前版本为0.23.1),这是必需的。

应该能在左侧的Extensions视图中看到这两个扩展——参见图片。

为扩展设置Arduino安装路径。打开Settings——点击底部左侧的动作栏中的齿轮,然后选择Settings菜单。

settings窗口中,输入Arduino。

定位到Arduino: Path项,输入放置Arduino IDE的文件夹路径。例如,c:\Program Files (x86)\Arduino

现在准备好创建第一个Arduino程序了。

创建第一个Arduino程序

开始之前有两个注意事项:

  • 注意1:使用VS Code与标准IDE的工作方式有所不同。通过输入和从所谓的命令面板中选择命令来执行大多数任务。这是一个小的文本框,当按下Ctrl+Shift+P键组合或仅按F1键时打开。
  • 注意2:许多选项是通过编辑文本文件(.json文件)而不是通过点击图形用户界面(GUI)中的按钮来设置的。

而且没有“项目”可以工作,而是与文件夹工作。但可以将文件夹视为项目。

这种不同的理念一开始可能会让人感到烦恼,但尝试一下。也许会像一样喜欢它。与不断变化的GUI相比,这种方法有一些优势。

注意2:将描述从零开始创建Arduino程序的步骤。如果想使用示例程序,Arduino示例在VS Code中可用,只需打开命令面板(Ctrl+Shift+PF1键),然后输入/选择Arduino: Examples。

为程序创建一个文件夹。使用最喜欢的文件管理器(如Windows资源管理器或Total Commander)。

对于本教程,假设在Documents/Arduino/vscode文件夹中创建文件夹(项目)。

所以创建一个名为test的文件夹——现在应该有Documents/Arduino/vscode/test

启动VS Code并打开test文件夹。可以使用主窗口中的链接或转到File > Open Folder

接下来,打开命令面板(Ctrl+Shift+PF1,最后一次重复这个),然后输入Arduino

选择Arduino: Initialize命令。

VS Code会告诉文件夹中没有.ino文件,并提出为创建app.ino文件。只需按Enter确认。

现在应该会在一个列表中看到Arduino板。

  • 如果有一个,选择Arduino/Genuino Uno。
  • 如果使用Arduino Mega或Nano,它也应该可以工作,但可能需要调整一些步骤。

也可以稍后点击VS Code底部右侧蓝色状态栏中的板类型来选择/更改板。

现在检查位于VS Code左侧(在侧边栏中)的资源管理器视图。应该有test文件夹和.vscode子文件夹以及app.ino文件。

在编辑器中,会看到app.ino文件已打开。void setup()行被下划线标出,表示“检测到包含错误...”。

要修复这个问题,请在资源管理器视图中展开.vscode文件夹。点击c_cpp_properties.json——这将在编辑器中打开该文件。

includePath部分添加以下两行(但替换为Arduino路径):

"c:\\Program Files (x86)\\Arduino\\hardware\\tools\\avr\\avr\\include\\**", "c:\\Program Files (x86)\\Arduino\\hardware\\tools\\avr\\lib\\gcc\\avr\\5.4.0\\include\\**"

需要在前一行的末尾添加逗号(,)——参见图片。

打开arduino.json文件并添加这行:

"output": ".\\build",

这将通过重用以前编译的文件来加速构建,并且还让稍后调试所需的输出二进制文件。

打开app.ino并粘贴以下代码——它只是经典的闪烁程序。

C++ void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(100); digitalWrite(13, LOW); delay(500); }

提示:尝试输入digitalW……看看VS Code如何建议完成名称。也可以右键单击函数名称(试试delay,例如)并选择Go to definition看看函数是如何编写的。

构建程序——好吧,如果说Arduino语言,就是“验证”它。要做到这一点,可以按Ctrl + Alt + R或点击顶部操作栏中的Verify按钮或打开命令面板并选择Arduino: Verify

应该会在VS Code底部的输出视图中看到结果——参见下面的图片。

现在将Arduino板连接到电脑。

在VS Code中,点击底部蓝色栏中的

选择板连接的端口——例如,Windows上的COM5

上传程序——使用Upload按钮或Command Palette > Arduino: Upload

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