[嵌入式]嵌入式在线仿真平台 —— Wokwi 入门指南

[嵌入式]嵌入式在线仿真平台 —— Wokwi 入门指南

对于想入门嵌入式或者远程办公没在公司的朋友来说，如果没有硬件，极大阻碍了开发，今天给大家分享一个在线网站，可以帮我们模拟硬件，辅助我们开发。

基本介绍

介绍：Wokwi 是一个在线的电子电路仿真平台，由 Uri Shaked 创建。它允许你在浏览器中直接模拟 ESP32、STM32、Arduino 等主流微控制器，并实时运行代码、观察电路行为。

官方平台： https://wokwi.com

在线使用：网站

1. 简单入门

1. 打开浏览器，访问 https://wokwi.com
2. 点击右上角头像，可直接使用 GitHub 账号 登录（推荐，方便保存项目）
3. 点击 “New Project”，选择目标开发板（如 ESP32 或 STM32）
   
   面板介绍：

注意：电路连接有两种方式：

1. 通过编辑 diagram.json 文件实现，例如：
   [“led1:A”, “esp:2”, “green”] 表示 LED 正极接 ESP32 的 GPIO 2 引脚。
2. 通过直接面板画线

2. 项目实战

不给大家讲复杂的操作，只教大家如何使用这个平台，因此这里就选择嵌入式世界中的"Hello World"，即：点亮LED灯。

• 底层原理：本质就是产生电势差，LED正极接芯片的引脚，并让该芯片引脚输出高电平，LED负极接GND（地），即0，这样就存在一个高低电平，有一个电势差，LED灯就会被点亮。
• PS：Wokwi 仿真中 LED 可省略电阻，但实际制作电路时，务必在 LED 正极与 GPIO 之间串联 220Ω 限流电阻。否则电流过大会烧毁 LED 或芯片

实战项目：ESP32 点亮 LED

最后完整项目链接🔗：https://wokwi.com/projects/464431280903798785

1. 新建项目，访问 https://wokwi.com/projects/new/esp32 。 创建之后默认会有开发板和初始化代码，点击运行，观察效果
   
2. 编辑 diagram.json（电路连接）。可以通过直接改文件或者直接通过页面直接修改。下面我们演示页面直接修改

• 点击加号，添加LED灯
  
  
• 我们添加之后会发现diagram.json会同步修改
  

3. 选中LED引脚，进行连线。我这里选择GPIO26作为正极，LED另一端直接接GND

官方文档：https://documentation.espressif.com/esp32-wroom-32e_esp32-wroom-32ue_datasheet_en.pdf

diagram.json：

{"version":1,"author":"Ziyi","editor":"wokwi","parts":[{"type":"board-esp32-devkit-c-v4","id":"esp","top":-163.2,"left":-71.96,"attrs":{}},{"type":"wokwi-led","id":"led1","top":-195.6,"left":-188.2,"attrs":{"color":"red"}}],"connections":[["esp:TX","$serialMonitor:RX","",[]],["esp:RX","$serialMonitor:TX","",[]],["led1:A","esp:26","green",["v0"]],["led1:C","esp:GND.1","green",["v0"]]],"dependencies":{}}

4. 编写main.cpp

constintledPin=26;// LED 正极连接 GPIO26；负极直接接地voidsetup(){Serial.begin(115200);Serial.println("Hello, ESP32!");pinMode(ledPin,OUTPUT);// 设置 GPIO26 为输出模式}voidloop(){digitalWrite(ledPin,HIGH);// 高电平，点亮 LEDSerial.println("LED ON");delay(500);// 持续 500 毫秒digitalWrite(ledPin,LOW);// 低电平，熄灭 LEDSerial.println("LED OFF");delay(500);// 熄灭 500 毫秒}

5. 启动仿真，点击顶部 ▶️ Start Simulation。可以看到LED灯闪烁
   

实战项目：STM32 点亮 LED

最后完整项目链接🔗：https://wokwi.com/projects/464439559624093697

1. 新建项目，访问 https://wokwi.com/projects/new/st-nucleo-l031k6 ，新建一个stm32项目
2. 编辑 diagram.json（电路图）

{"version":1,"author":"Ziyi","editor":"wokwi","parts":[{"type":"board-st-nucleo-l031k6","id":"nucleo","top":-46.79,"left":-34.85,"attrs":{}},{"type":"wokwi-led","id":"led1","top":-70.8,"left":-197.8,"attrs":{"color":"red"}}],"connections":[["$serialMonitor:TX","nucleo:VCP_RX","",[]],["$serialMonitor:RX","nucleo:VCP_TX","",[]],["led1:A","nucleo:D13","green",["v0"]],["led1:C","nucleo:GND.2","green",["v0"]]],"dependencies":{}}

3. 编写 main.cpp

PB3是 STM32 芯片的 GPIO 引脚，而 D13 是开发板遵循 Arduino 接口定义的丝印标号。两者在硬件上通过 PCB 线路连通，因此控制 PB3 等同于控制D13接口上的 LED。

官方手册：https://www.st.com.cn/resource/en/user_manual/um1956-stm32-nucleo32-boards-mb1180-stmicroelectronics.pdf

main.cpp：

#include<Arduino.h>voidsetup(){pinMode(PB3,OUTPUT);// PB3对应D13引脚}voidloop(){digitalWrite(PB3,HIGH);// 点亮 LEDdelay(1000);digitalWrite(PB3,LOW);// 熄灭 LEDdelay(1000);}

4. 运行仿真。点击 ▶️ 后，LED 开始闪烁。
   

本地使用：插件

官方的云编译资源有限，如果没开订阅，可能比较耗时。如果习惯使用 VS Code + PlatformIO 进行嵌入式开发的，Wokwi 提供了官方插件，可以在离线环境下获得与在线版一致的仿真体验，且能直接使用你现有的编译产物（firmware.bin）。

1. 安装配置

1. 插件安装：打开 VS Code

• 进入扩展商店（快捷键 Cmd+Shift+X）
• 搜索 “Wokwi Simulator”（发布者：Wokwi）
• 点击安装

2. 获取许可证：插件需要免费许可证才能使用（只需一次）

• 在 VS Code 中按 F1，运行命令 Wokwi: Request a new License
• 浏览器会自动打开 Wokwi 官网，使用 GitHub 账号登录授权
• 授权成功后，VS Code 中会显示“License installed”

3. 配置仿真项目，假设你已经有一个 PlatformIO 项目（例如 ESP32 或 STM32），编译后会在.pio/build/xxx/目录下生成firmware.bin文件。

4. 在项目根目录创建 wokwi.toml

[wokwi] version = 1 # 相对路径指向 PlatformIO 生成的固件 firmware = '.pio/build/esp32dev/firmware.bin' # 请根据实际开发板修改路径 elf = '.pio/build/esp32dev/firmware.elf'

5. 可选 – 创建 diagram.json

如果你需要自定义电路（添加 LED、传感器等），可以在项目根目录或 wokwi 文件夹中创建 diagram.json。若不创建，Wokwi 会使用默认的空白电路。

6. 启动仿真

• 先用 PlatformIO 编译项目（点击底部状态栏的 ✓ Build）
• 按 F1，运行 Wokwi: Start Simulator
• 仿真窗口会在 VS Code 内部打开，点击 ▶️ 开始运行

2. 项目实战：中断计数器

通过VSCode + PlatformIO + Wokwi实现一个外部中断计数器的需求，每点击一次按钮，在我们松手时会计数，使计数器加1.

PlatformIO也为插件，直接在VSCode中安装即可，安装后左侧会出现PlatformIO的图标。

1. 通过PlatformIO插件创建项目，填写对应项目名、开发框架、保存位置即可。
   
2. 配置platform的配置文件，告知我们使用的芯片、框架类型
   platform.ini

[env:nucleo_l031k6]platform=ststm32 board=nucleo_l031k6 framework=arduino

3. 配置wokwi文件，告知我们的编译好的程序路径，方便后续模拟
   wokwi.toml:

[wokwi] version = 1 firmware = '.pio/build/nucleo_l031k6/firmware.bin' elf = '.pio/build/nucleo_l031k6/firmware.elf'

4. 编写diagram.json文件，即：画电路结构

真实硬件按键会产生抖动，通常需要在中断服务程序中增加 20-50ms 的延时去抖，或使用状态机滤波。本例为仿真演示，在diagram.json仿真中设置了"bounce": "0"消除了抖动。

{"version":1,"author":"Ziyi","editor":"wokwi","parts":[{"type":"board-st-nucleo-l031k6","id":"nucleo","top":0,"left":0,"attrs":{}},{"type":"wokwi-pushbutton","id":"btn1","top":54.2,"left":-96,"attrs":{"color":"green","bounce":"0","key":"i"}}],"connections":[["$serialMonitor:TX","nucleo:VCP_RX","",[]],["$serialMonitor:RX","nucleo:VCP_TX","",[]],["nucleo:D2","btn1:2.r","green",["h-25.25","v10.81"]],["nucleo:GND.1","btn1:1.r","black",["h0"]]],"dependencies":{}}

5. 编写src/main.cpp，程序的核心逻辑，即：如何实现我们的需求

#include<Arduino.h>// 必须包含，提供 pinMode, attachInterrupt 等定义#include<stdint.h>// 使用 volatile 确保编译器不会优化掉对 count 的访问volatileuint32_tcount=0;// 中断服务程序 (ISR)// 注意：STM32 不需要 IRAM_ATTR，直接定义即可voidincrementCount(){count++;}// 辅助函数：安全地读取计数值uint32_tgetCount(){noInterrupts();// 关闭中断uint32_tc=count;// 复制数据interrupts();// 开启中断returnc;}voidsetup(){Serial.begin(115200);// 等待串口就绪（可选，防止启动时丢失首条日志）// 注意：某些 STM32 核心可能不支持 while(!Serial)，如果卡住可注释掉此行while(!Serial){;}pinMode(2,INPUT_PULLUP);// 绑定中断// digitalPinToInterrupt 将物理引脚映射到中断号attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),incrementCount,RISING);}voidloop(){// 获取安全的计数副本uint32_tcurrentCount=getCount();// 仅在计数变化时输出，减少串口负载staticuint32_tlastCount=0;if(currentCount!=lastCount){Serial.print("Interrupt count: ");Serial.println(currentCount);lastCount=currentCount;}delay(100);// 主循环延时}

6. 执行Command+Shift+P 或 Ctrl+Shift+P或F1，打开VSCode命令行（），输入PlatformIO: Build命令，执行编译动作
   
   
7. 编译完成后，会在.pio/build文件下生成目标文件
   
   
8. 执行Wokwi: Start Simulator。开启模拟
   
9. 点击按钮，在我们松手时，计数器对应值加1