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TinyGo开发单片机
EMTime
  2023-07-08 17:07:24   2023-07-08 17:07:24  

官网：https://tinygo.org

在单片机开发领域，C 语言依然是不可动摇的主力军；它生态成熟、性能稳定、资源开销小，是嵌入式工程师绕不开的基础工具；几乎所有主流的芯片厂商和开发工具链，默认都以 C 语言为核心进行支持；

不过，对于习惯现代语言开发体验的程序员来说，“单片机只能写 C”往往显得有些局限；有没有可能，用一门更高级、语法更友好、开发体验更现代的语言来完成嵌入式开发？这就是 TinyGo 想要回答的问题；

Go 语言以简洁、并发友好、构建快速著称；相比 C，它避免了野指针、缓冲区溢出等经典问题，协程（goroutine）和通道（channel）让并发写法天然支持；再加上现代化的标准库、优秀的构建系统、开箱即用的工具链，Go 已经成为后端服务开发领域的“明星选手”；

TinyGo 则是一个将 Go 语言带入嵌入式世界的编译器项目；它对 Go 的语法和运行时做了精简，针对资源受限的 MCU 和 WebAssembly 场景做了大量优化；你仍然可以写几乎原汁原味的 Go 代码，但最终编译出来的是可以直接烧录进单片机的二进制程序；

当然，话说回来，TinyGo 目前仍算不上成熟完善；
一方面，它在语法和标准库支持方面还存在一定限制，部分 Go 的常规语法或第三方库在 TinyGo 中并不完全兼容；调试体验也不如传统 C 工具链那样成熟顺手；有时你甚至需要阅读 LLVM 编译错误或查阅芯片文档，才能定位一个低级问题；
另一方面，它对单片机平台的支持还比较“基础”——很多常用外设（如 DMA、CAN、低功耗模式、USB 等）要么没有封装，要么封装得不够细致，你可能不得不查阅芯片手册，甚至手动修改底层寄存器；

这也就意味着，如果你想要进行复杂的、性能敏感的嵌入式开发，TinyGo 可能还远不如成熟的 C 生态来得省心、稳定、受控；
但站在另一个角度来看，如果只是做一些基础的 GPIO 控制、串口通信、I2C/SPI 设备测试等原型验证，TinyGo 还是非常够用的，而它带来的高可读性、快速编译体验、包管理机制等优势也能大大降低开发门槛；

它不完美，但确实有趣；如果你愿意尝试，TinyGo 是一个值得探索的方向；

这篇博客将记录我使用 TinyGo 开发单片机项目的完整过程：从开发环境搭建、编译部署，到代码结构设计、避坑技巧；无论你是 Go 开发者，想“下沉”做些硬件探索；还是嵌入式开发者，对 C 语言以外的方案感兴趣，希望本文都能给你带来一些启发与帮助；

环境搭建

安装 TinyGo

TinyGo 的安装非常简单，官方提供了预编译好的安装包，适用于 Windows、macOS 以及大多数主流 Linux 发行版，你可以直接前往 TinyGo 官网安装页 选择适合你平台的方式进行安装；

我使用的是Linux，有Linux和Docker安装两种方式，为了更方便地与串口、文件系统等资源打交道，我直接选择了Linux安装方式，下载后安装，然后将tinygo添加到环境变量即可；

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# 下载 TinyGo 的 DEB 安装包（以 v0.37.0 为例）
wget https://github.com/tinygo-org/tinygo/releases/download/v0.37.0/tinygo_0.37.0_amd64.deb

# 安装 TinyGo
sudo dpkg -i tinygo_0.37.0_amd64.deb

安装完成后，建议检查 tinygo 命令是否已正确添加到环境变量中；如果运行 tinygo 提示“命令未找到”，可手动编辑~/.bashrc文件添加路径：

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# 直接 export 可以临时生效
export PATH=$PATH:/usr/local/bin

确认安装是否成功：

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# 直接 export 可以临时生效
tinygo version

若能成功输出版本信息，如 tinygo version 0.37.0 linux/amd64 (using go version go1.24.2 and LLVM version 19.1.2)，说明 TinyGo 已正确安装；

支持的芯片与平台

安装完成后，推荐浏览 TinyGo 官方文档中维护的芯片支持列表：Supported Microcontrollers

这个页面详细列出了目前 TinyGo 支持的主控平台（如 Arduino、STM32、ESP32、RP2040 等）以及它们所支持的外设功能（如 GPIO、PWM、I2C、SPI、UART 等）；需要注意，不同芯片的支持程度不一，某些平台仅支持基础外设；

建议在开始项目之前先查一查你的开发板是否被 TinyGo 正式支持，否则可能会遇到开发难度较大的兼容性问题；

使用 VSCode 进行 TinyGo 开发

虽然 TinyGo 可以直接通过命令行构建和烧录，但在 VSCode 中配合插件使用，不仅能享受自动补全、跳转、语法检查等功能，还能更方便地进行调试与项目管理，提升整体开发效率，尤其是在开发较复杂的项目时更为明显；

在 VSCode 中搜索并安装以下插件：

插件名称说明
Go (by Go Team at Google)TinyGo 同样使用 Go 语言语法，因此这个插件是基础，提供语法高亮、跳转、补全等功能
TinyGo for VSCode（可选）社区维护的插件，提供对 TinyGo 项目的构建与烧录支持（但维护不频繁，可视情况使用）
Cortex-Debug（如你的开发板支持 SWD 调试）如果你使用支持 SWD 的板子，比如 STM32、RP2040 等，可以配合 GDB 调试

插件安装后，VSCode 会自动识别 .go 文件并激活相应语言服务，使 TinyGo 的项目开发体验更接近现代 IDE；

注意：当打开 .go 文件的时候，VSCode 会提示安装一批 Go 相关工具（如格式化工具、lint 工具、静态分析等），建议全部安装，有助于保持代码整洁并及时发现问题；不过国内用户可能会遇到下载速度慢的问题，建议配置 Go 的代理源或切换网络；

ESP8266开发

在完成 TinyGo 环境配置与 VSCode 插件安装后，我们就可以正式编写代码、上传到开发板并运行了；以下是我基于 NodeMCU（ESP8266）的完整开发流程记录，适合初学者参考；

初始化项目

和标准的 Go 项目一样，TinyGo 同样需要使用 Go Module 管理依赖；所以，在项目目录下执行以下命令进行初始化：

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go mod init esp8266

这样可以避免未来可能出现的包管理混乱，并使构建过程更规范；

VSCode 开发板选择

在安装了 TinyGo 插件之后，VSCode 会在底部状态栏提供目标开发板型号选择，我们需要在这里将目标设为 nodemcu 或 esp8266，二者都能成功编译上传：

建议直接选择 nodemcu，对应官方文档中的 esp8266 target 配置；

编写代码

在项目根目录下创建 main.go 文件，以下是点亮 GPIO 的示例代码，分别控制了 D1、D2、D4 三个引脚进行闪烁；

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package main

import (
	"machine"
	"sync"
	"time"
)

var D1, D2, D4 = machine.D1, machine.D2, machine.D4

// 虽然 init() 方法方便初始化，但由于每个包的 init 执行顺序不固定，实际开发中并不推荐用于重要初始化流程
func init() {
	D1.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
	D2.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
	D4.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
}

func main() {
	var wg sync.WaitGroup // 用于优雅退出（虽然这类项目通常不会退出）

	wg.Add(1)
	go gpio(&wg, D1)

	wg.Add(1)
	go gpio(&wg, D2)

	wg.Add(1)
	go gpio1(&wg)

	wg.Wait()
}

func gpio(wg *sync.WaitGroup, gpiox machine.Pin) {
	defer wg.Done()
	for {
		gpiox.High()
		time.Sleep(time.Second)
		gpiox.Low()
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

func gpio1(wg *sync.WaitGroup) {
	defer wg.Done()
	for {
		D4.High()
		time.Sleep(500 * time.Millisecond)
		D4.Low()
		time.Sleep(500 * time.Millisecond)
	}
}

Go 的代码缩进遵循 gofmt 规范，即使你尝试使用制表符或空格，格式也会被自动格式化；

编译与烧录

ESP8266 使用的是非标准的烧录方式，因此直接执行：

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tinygo flash -target=esp8266 .

是无法成功烧录的，你会遇到连接超时、模式不对等问题；
经过查阅官方 issue 和文档，目前推荐的方式是：

Step 1：安装 esptool 工具（烧录核心）

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pip3 install esptool

Step 2：使用 TinyGo 构建 ELF 文件

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tinygo build -o image.elf -target=nodemcu ./

Step 3：转换为 BIN 镜像

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esptool elf2image image.elf

执行完成后，会生成多个 .bin 文件，包含了程序所需的片段；

Step 4：烧录程序到 ESP8266

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esptool.py --port /dev/ttyUSB0 write_flash 0x00000 image.elf-0x00000.bin -ff 80m -fm dout
 0x8000 image2.bin

这里 /dev/ttyUSB0 是我的串口设备路径，视你所用操作系统和串口驱动情况不同，可能是 /dev/ttyUSB1、COM3 等；

执行完成后，LED 就会开始按预期规律闪烁，说明程序成功运行在 ESP8266 上了！

总结

TinyGo 为我们打开了一个全新的可能性：用现代的 Go 语言，写运行在单片机上的程序；虽然它还处于不断完善的阶段，功能覆盖不如传统 C 工具链全面，但在 GPIO 控制、简单通讯、外设测试等轻量应用中已经足够稳定实用；

从这次 NodeMCU（ESP8266）开发程来看：

  • 环境搭建并不复杂，按照官方文档一步步操作即可；
  • 通过 VSCode 插件，可以获得接近 IDE 的开发体验；
  • 即使不支持一键烧录，我们依然可以结合 esptool 手动构建、烧写；
  • 最终程序运行效果与预期一致，开发体验非常“Go风格”，简洁、并发友好、可维护性高；

当然，也要明确 TinyGo 的边界：

  • 外设支持还不完善，复杂功能（如低功耗、USB、DMA）使用门槛较高；’
  • 调试工具较少，出问题时需要更多动手能力和经验支撑；
  • 生态偏小众，很多问题需要翻 issue 或看源码解决；

但正因为它还在发展中，也意味着这是一个值得探索、能够参与建设的生态；对于 Go 开发者来说，TinyGo 是硬件世界的桥梁；对于嵌入式开发者来说，它提供了不一样的表达方式；

如果你也厌倦了反复写 while(1){}，不妨试试 for {}；TinyGo，值得一试；

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  1. 1. 环境搭建
    1. 1.1. 安装 TinyGo
    2. 1.2. 支持的芯片与平台
    3. 1.3. 使用 VSCode 进行 TinyGo 开发
  2. 2. ESP8266开发
    1. 2.1. 初始化项目
    2. 2.2. VSCode 开发板选择
    3. 2.3. 编写代码
    4. 2.4. 编译与烧录
      1. 2.4.1. Step 1：安装 esptool 工具（烧录核心）
      2. 2.4.2. Step 2：使用 TinyGo 构建 ELF 文件
      3. 2.4.3. Step 3：转换为 BIN 镜像
      4. 2.4.4. Step 4：烧录程序到 ESP8266
  3. 3. 总结
  1. 1. 环境搭建
    1. 1.1. 安装 TinyGo
    2. 1.2. 支持的芯片与平台
    3. 1.3. 使用 VSCode 进行 TinyGo 开发
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    1. 2.1. 初始化项目
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    3. 2.3. 编写代码
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      1. 2.4.1. Step 1：安装 esptool 工具（烧录核心）
      2. 2.4.2. Step 2：使用 TinyGo 构建 ELF 文件
      3. 2.4.3. Step 3：转换为 BIN 镜像
      4. 2.4.4. Step 4：烧录程序到 ESP8266
  3. 3. 总结