尽管燕军的重装骑兵表现抢眼，在“靖难之役”中多次击败拥有先进火器的南军，可并不意味着火器将要在未来的战争中被淘汰，因为实践已经证明，火器在对付那些装备剑、矛等冷兵器的步兵时是卓有成效的，同时也能够克制以弓箭为主要武器的轻装骑兵。只要善于将火器与各个兵种以及其他兵器配合作战，无疑能够在野战、防御战以及水战中大派用场。
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朱棣本人仍然非常重视火器，而火器也在其主政期间获得了飞速的发展。其中特别值得大书特书的是“神机营”这一全部使用火器的新兵种的组建。
明朝是什么时候组建专门使用火器的神机营的呢？各种史籍记载不一，但可以肯定的是朱棣在1410 年（明永乐八年）之前已经着手组建神机营了，并且在这一年的北征中首次使用这支军队。它后来与“五军营”“三千营”合称“京师三大营”， 成了朱棣赖以克敌的撒手锏。
神机营最初装备的是清一色的火器，直到朱棣死后的正统年间，当时负责操练该营的明将顾兴祖考虑到在风雨阴霾的天气中不太方便使用火器，才建议列阵时于每队的前后装备刀、牌等冷兵器。
根据始编于弘治年间的《大明会典·京营》所载，神机营除了手铳、盏口铳炮、碗口铳炮、神机箭外，还有独眼神铳、击贼砭铳、神机炮以及神枪等火器。当然， 上述记载并不意味神机营在永乐年间已经全部拥有这些火器，但还是具备一定的参考意义。
神机营由最初的组建到定型，经历了一个循序渐进的过程，人数从少到多，全盛时编制据说有七万五千多人，它是世界最早专门装备火器的新兵种，比欧洲在16 世纪初由西班牙创建的火枪兵要早一个世纪左右。这支新式军队首次参战是在1410 年与鞑靼的战争中。
永乐年间，明廷为了牵制鞑靼，向瓦剌遣使通好，于1409 年（明永乐七年） 正式册封其头目马哈木为顺宁王、太平为贤义王、把秃孛罗为安乐王，并赐予印诰， 双方确立了朝贡关系。在此之前，鞑靼发生内乱，由于原大汗鬼力赤并非元帝后代，这使得他在重视血统的游牧部落中难以服众，最终离奇死亡（很可能是在内讧中被弑杀）。另一位自命为元裔的本雅失里随之被权臣阿鲁台等人拥立，继任为大汗。本雅失里志大才疏，在位期间与明朝的关系进一步恶化，不但杀死了朱棣的使者，还南下长城一线剽掠，致使明军不得不进行反击。
靖难功臣淇国公丘福奉命为镇虏大将军总兵官，率师十万，于1409 年7 月进入蒙古草原北征鞑靼。然而，丘福过于轻敌，亲自带着千余人远离主力，深入蒙古腹地追击诈败的敌军，结果中计，在胪朐河被对手诱入重重的包围之中而战死，剩余的部队群龙无首，其后也一败涂地。
丘福失败的消息传回中原后，朱棣为了挽回自己的军事威信，打算亲自兴师问罪，着手策划出征漠北事宜。
1410 年2 月，经过精心准备的明军正式由北京启程，这支队伍对外号称“50 万”， 其中包括过去一大批归附的蒙古与女真军人，同时又向朝鲜征调战马，以示得道多助。
全军到达鸣銮戍后，于3 月9 日举行了大阅兵。部队阵容东西绵亘数十里，气势昂扬，朱棣还邀请前来朝贡的瓦剌使者陪同检阅，以张军威。比较引人注目的是，军中装备了大量火器，其中战斗力比较强的有神机骁骑将军谭广统领的马队，主要担任随驾护卫任务，其编制隶属于神机营。而神机将军陈贤也专门负责指挥火器部队。
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