【FireBeetle 2 ESP32-S3开发板体验】在Arduino中充分利用FireBeetle 2 ESP32-S3的16MB Flash做SPIFFS

DFRobot提供的这款 FireBeetle 2 ESP32-S3 开发板，从官方WiKi上，可以了解到详细的硬件信息：

处理器：Xtensa® 双核32位LX7微处理器
主频：240 MHz
SRAM：512KB
ROM：384KB
Flash：16MB
PSRAM: 8MB
RTC SRAM：16KB
USB: USB 2.0 OTG全速接口

我要完成的下一个小项目，需要使用SPIFFS，得需要相对大一些的SPIFFS空间。而该开发板板载16MB的Flash，相当地大，得好好利用起来。

另外，本文使用的Arduino开发工具为 Arduino IDE 1.8.19，因为 Arduino IDE2.0尚不支持插件，不能使用 ESP32 Filesystem Uploader 。

一、Arduino IDE中现有的分区方案

当使用Arduino IDE作为开发工具时，选择开发板为 FireBeetle 2 ESP32-S3：

然后设置Flash Size为16MB：(后面的128Mb，是因为1B=8b)

特别提醒：PSRAM需要选择 OPI PSRAM

再从Partition Scheme中查看分区方案：

从上图中可以看到，能够使用16M Flash的，只有使用FATFS的方案。我后面的项目中，需要用到SPIFFS，而使用SPIFFS的方案，都没有充分利用起来。

关于存储分区的资料，可以查看乐鑫官方文档：存储 API - ESP32 - — ESP-IDF 编程指南 latest 文档 (espressif.com)

既然没有，那我们可以进行自定义，使得 FireBeetle 2 ESP32-S3 开发板能够应用更多的分区方案。

二、为 FireBeetle 2 ESP32-S3 添加分区方案

Arduino IDE安装后，通常有3个目录分别为：

Arduino IDE 程序目录
开发板支持包目录
扩展库目录

我使用的是macOS系统，所以以上的目录分别为：
- 开发工具目录：/Applications/Arduino.app
- 开发板支持目录：/Users/HonestQiao/Library/Arduino15
- 扩展库目录：/Users/HonestQiao/Documents/Arduino/libraries
- 扩展库目录：/Users/HonestQiao/Documents/Arduino/tools

如果是在Windows系统，通常目录如下：

开发工具目录：C:\Program Files (x86)\Arduino
开发板支持目录：C:\Users\Administrator\AppData\Local\Arduino15
扩展库目录：C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries
插件目录：C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\tools

具体目录，需要根据实际情况确定，上面只是通常的情况。

确定上述目录后，在开发板支持目录下的 packages/esp32/hardware/esp32 中，找到 esp32支持的开发板定义文件 boards.txt ：

使用vscode之类的编辑工具打开该文件：【最好别用记事本打开】

找到 dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.CPUFreq ，在其上可以看到已有的分区方案配置，添加下面的配置：

dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.rainmaker.upload.maximum_size=3145728
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.default_16MB=16M with spiffs (6.25MB APP/3.43MB SPIFFS)
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.default_16MB.build.partitions=default_16MB
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.default_16MB.upload.maximum_size=6553600
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.large_spiffs_16MB=16M with large spiffs (4.5MB APP/6.93MB SPIFFS)
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.large_spiffs_16MB.build.partitions=large_spiffs_16MB
dfrobot_firebeetle2_esp32s3.menu.PartitionScheme.large_spiffs_16MB.upload.maximum_size=4718592

添加后如下：

每个 PartitionScheme 由如下三个定义组成：

PartitionScheme.方案短名称=方案详细说明
PartitionScheme.方案短名称.build.partitions=分区配置
PartitionScheme.方案短名称.upload.maximum_size=最大固件大小

上面添加的两个方案，一个使用了 default_16MB 分区配置，一个使用了large_spiffs_16MB，其对应的配置文件位于如下位置：

其配置详情分别为：

上述分区配置中的spiffs，即为可用的SPIFFS区的大小。

因为默认已经提供了上述两个配置，所以直接使用了。如果还需要更详细的自定义，可以了解存储 API - ESP32 - — ESP-IDF 编程指南 latest 文档 (espressif.com) ，自己写分区配置文件。熟悉ESP-IDF开发的同学，应该对这一点非常熟悉了。

添加完成保存关闭 boards.txt，然后重新打开Arduino IDE，就可以看到新添加的分区配置方案了：

三、ESP32 Filesystem Uploader 工具安装和使用

ESP32 Filesystem Uploader是一个Arduino IDE专用的工具，可以帮助我们上传文件到ESP32上划分出来的用户存储区，例如上面定义的SPIFFS分区。

当我们上传了文件以后，在程序中，就可以使用这些文件。

例如我们可以上传一个文本文件，然后在程序中读取其内容输出。或者上传图片文件，在显示的时候调用。

要使用 ESP32 Filesystem Uploader，首先需要下载插件文件，下载地址为：
Releases · me-no-dev/arduino-esp32fs-plugin (github.com)
下载后解压：

将其中的ESP32FS目录放置到插件目录tools下，具体如下：

然后，重新打开Arduin IDE，在工具菜单中，就会多出一项：

然后，新建一个Arduino项目，并另存为SPIFFS_Test，再使用资源管理器打开该目录，在其中创建一个data子目录：

子目录内的文件，是我们要上传到开发板SPIFFS分区的文件，注意总的大小，不能超过分区方案中定义的大小。

放置好文件以后，使用工具菜单的“ESP32 Sketch Data Upload”，就能将这些文件上传到开发板上：

如果提示下面的错误，说明文件太大，超出分区大小：

四、使用上传到SPIFFS分区的文件
直接使用如下代码进行测试即可：

#include "SPIFFS.h"

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  Serial.println("Test start:");
  
  if (!SPIFFS.begin(true)) {
    Serial.println("An Error has occurred while mounting SPIFFS");
    return;
  }

   // list SPIFFS contents
   File root = SPIFFS.open("/");
   if (!root) {
       Serial.println("- failed to open directory");
       return;
   }
   if (!root.isDirectory()) {
       Serial.println(" - not a directory");
       return;
   }

   Serial.println("Directory List:");

   File file = root.openNextFile();
   while (file) {
       if (file.isDirectory()) {
           Serial.print("  DIR : ");
           Serial.println(file.name());
       } else {
           Serial.print("  FILE: ");
           Serial.print(file.name());
           Serial.print("\tSIZE: ");
           Serial.println(file.size());
       }
       file = root.openNextFile();
   }

  delay(2000);
  file = SPIFFS.open("/test.txt");
  if (!file) {
    Serial.println("Failed to open file for reading");
    return;
  }

  Serial.println("File Content:");
  while (file.available()) {
    Serial.write(file.read());
  }
  file.close();
  Serial.println("Test end.");
}

void loop() {

}

烧录运行后，通过串口监视器查看输出，具体如下：

从上图可以看到，已经成功列出了我们上传到SPIFFS分区的文件，并且从text.txt中，读取了其内容输出。

五、总结

现在，我们可以充分利用 FireBeetle 2 ESP32-S3 开发板的16M Flash了，在这个SPIFFS分区上，可以提前上传文件，也可以用于记录日志。
我的后续项目中，会在此分区放置用于数据检索的sqlite文件，供程序查询调用。

六、参考资料

以上分享，参考了下面的内容，表示感谢：

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