VSCode & PlatformIO启动！WSL×嵌入式开发环境构建的完整指南

至今为止，我已在以下文章中介绍了使用 VSCode 与 PlatformIO 进行嵌入式软件开发的方法。

• 试用 IoT（第14篇：有机EL显示屏(OLED)SSD1306篇）
• 使用 ESP-PROG 和 PlatformIO 调试 ESP32 开发板
• 使用 Raspberry Pi Debug Probe 和 PlatformIO 调试 Raspberry Pi Pico
• 使用与 ST-Link V2 兼容的设备和 PlatformIO 调试 STM32 微控制器板（STM32F103C8T6）
• 尝试使用大家喜爱的 VSCode 与嵌入式软件开发环境 PlatformIO 进行远程开发（Arduino 版）

那么，今天的主题是「在 WSL（Ubuntu）中安装 PlatformIO，构建嵌入式软件开发环境」。
我设想最终的构建效果如下：

预先假设你已经在 Windows 上完成了 VSCode 的安装。

构建步骤如下：

• 利用 WSL 在 Windows 上安装 Ubuntu24.04
• 在 VSCode 中安装扩展功能（WSL 或 Remote Development）
• 在 VSCode 中连接到 WSL
• 在 WSL 上安装 PlatformIO
• 使 WSL 识别 USB（使用 Usbipd-WIN）
• 从 WSL（上面的 PlatformIO）向 Arduino 上传程序

那么，马上开始实践吧。

WSL（Windows Subsystem for Linux）是一种可以在 Windows 上运行 Linux 环境的功能。
使用 WSL 可以在 Windows 上轻松搭建 Linux 环境。

关于如何通过 WSL 在 Windows 上安装 Linux（Ubuntu）的步骤，请参见这篇文章。
不过这次不需要安装 Docker。

软件开发本身是在安装在 Windows 上的 VSCode 中进行的。
为了从 VSCode 连接到 WSL，我们使用扩展功能「WSL」。

今后如果需要通过 SSH 连接或在 Docker 容器中进行开发，建议安装扩展功能「Remote Development」。

安装了「Remote Development」扩展功能后，会同时安装以下四个扩展功能：

• WSL（本篇文章中使用的扩展功能）
• Remote - SSH
• Dev Containers
• Remote - Tunnels

安装扩展功能后，VSCode 左侧面板中会增加「远程资源管理器」。

点击 VSCode 左下角的「打开远程窗口」，然后选择「连接到 WSL」。

连接完成后，VSCode 左下角的显示将变成如下样子。（连接的 WSL 为 Ubuntu24.04时）

无论 PlatformIO 安装在 WSL 上还是本地环境中，其安装方法都是一样的。
在 VSCode 已连接到 WSL 的状态下（★这里重要），安装 VSCode 的扩展功能「PlatformIO IDE」。

如果 PlatformIO 正确安装在 WSL 端，扩展功能图标的右下角会出现一个标记，表明安装目标为远程端。
此外，还会显示当前激活扩展功能所在的 WSL 环境信息。

现在，这里遇到一个问题。
虽然将 Arduino 微控制器连接到宿主 PC 后，通过 USB-COM 端口上传程序，但本次开发环境位于 WSL 上的 Ubuntu。

「如何让 WSL（Ubuntu）识别宿主 PC 上的 USB 呢？」

在 VirtualBox 等虚拟环境中，只需设置即可使 USB 设备被识别，但现在可不想放弃 WSL 或引进其他环境。
有没有办法让 USB-COM 端口在 WSL（Ubuntu）中得到识别呢？
经过各种查询，我在微软网站上发现了这样的信息。
如果使用该网站上介绍的 usbipd-win，问题似乎可以得到解决。
从上述网站下载最新版本并安装到宿主 PC 上。

安装应用后，用以下命令显示 USB 设备列表。

usbipd list

在我的环境中，显示了以下 USB 设备列表。

随后，在将 Arduino 微控制器连接到宿主 PC 后，再次获取 USB 设备列表。
这时，会看到设备数量增加了一个。
看来，这个 BUSID「3-2」就是当 Arduino 微控制器连接时生成的 USB 设备。

那么，将用这个 BUSID 所指示的 USB 设备共享（绑定），以便在 WSL 中使用。
请以管理员权限启动 Powershell 或命令提示符，并执行以下命令。
（请根据各自环境将 BUSID 替换为相应值）

usbipd bind --busid 3-2

这样，STATE 部分会变为「Shared」，表明设备已被共享。

不过，在这种状态下，仍然不能在 WSL 中使用 USB 设备。
要使其可用，还需要进行分配（附加）。
接下来将 USB 设备附加给 WSL。
执行以下命令：

usbipd attach --wsl --busid 3-2

随后输出了如下日志。

在 USB 设备列表中可以确认，STATE 已变为「Attached」。

顺便一提，解除附加的命令如下：

usbipd detach --busid <busid>

另外，取消共享的命令如下：

usbipd unbind --busid <busid>

另外，在 Linux 上使用 PlatformIO 时，需要进行之前文章中介绍的「99-platformio-udev.rules 设置」，因此在 WSL 上的 Ubuntu 中执行该设置。
（虽然上述文章中是针对 Rasbian（Raspberry Pi）的，但因为都是 Linux 系统，所以使用相同步骤进行设置即可）

到此为止，终于构建出了可以进行程序开发和上传的环境。
回想起来，似乎 USB 设备的设置竟比 PlatformIO 的配置更为繁琐。

向 Arduino 微控制器上传的程序使用的是一如既往的「L闪灯程序」。
该程序与这里中的内容相同。

点击上传按钮。

上传后，如果看到以下日志输出且 Arduino 微控制器的 LED 以1秒间隔闪烁，即表示上传成功。

对于觉得通过命令行逐条进行 USB 共享或附加操作很麻烦的你，下面推荐一个 GUI 工具。
安装此工具后，可通过 GUI 进行 USB 共享、附加等操作。

操作界面如下：

原本希望仅用 VSCode＋WSL＋PlatformIO 完全实现整个流程，但由于涉及 USB 设备的操作，部分情况下仍需要在 Windows 上安装额外应用。
不过，由于 usbipd-win 是微软网站上也介绍过的应用程序，所以姑且认为问题不大。
至此，我们构建了一个在不污染宿主 PC 环境的情况下，在 WSL 上的 Ubuntu 中进行嵌入式软件开发的环境。
今后还会介绍更多不同嵌入式设备的开发环境。