一 前言
入坑嵌入式以來,一直都在尋找一款通用MCU控制器:他應有優秀的計算處理能力、豐富的外設擴展能力、支持有線/無線聯網、小巧的封裝,自從ESP8266爆火以來,熟悉過它的使用,但窘于硬體限制,只能做一些簡簡單單的事情,很多應用都需要搭配另外的MCU,體現不出多功能,隨后ESP32發布,600MIPS運算能力、WIFI+BLE+ETH、QFN封裝、不到10元的價格,一眼就認定它才是我要找尋的那個人,不過當時入門尚淺,網路啊Make啊不甚了解,加之生態還不是很完善,沒有立即入坑,但現在ESP32的生態可謂相當成熟,樂鑫ESP-IDF的教程遍天是,數款模組和開發板任君選擇,Arduino、PlatformIO、NodeMCU 都對ESP32提供了支持,比較有意思的是:上周樹莓派發布了RP2040,但國內外論壇表示完全不虛,ESP32還能稱霸好幾年,國內廠商在某一領域做到這步,其付出尤為可嘉,

近期STM32漲價,供應商提前得知訊息囤貨導致價格暴漲,部分型號的價格翻了三四倍,更可怕的是芯片交期也變長了,替換的需求迫在眉睫,既然著眼長期,那索性來干脆點,國外的替換為國產,功能單一的替換為功能豐富的,在高性能商用處理器方面,與國外確實存在差距,但MCU領域完全不存在技術限制,既然市場有需求,那差的只是一個時機,商販的炒價正好助長了一波MCU國產化替代浪潮,天下苦芯久矣,外芯已死國產當立,
言歸正傳,ESP32這個坑蹲很久了,近日有幸填上,之后會陸續推出一系列教程文章,包括 基礎外設 | RTOS | WIFI | 物聯網平臺 | 藍牙 | GUI開發,另外擇機肝出幾個型號開發板,做demo開發、當當小擺件都是極好的,敬請期待,
二 ESP32的開發環境有哪幾種?
- ESP32的SDK有這么兩種:1.使用樂鑫原廠的SDK,ESP-IDF;2.使用第三方開源庫,如 Arduino、NodeMCU,
出于開發,需要原廠技術支持考慮,使用 ESP-IDF,(ESP-IDF 內置 FreeRTOS+Lwip,無論是開發,還是用來學習MCU的嵌入式,都十分友好)
- 編譯環境有兩種:1.windows;2.linux,
windows的開發工具和軟體多啊,并且教程多,方便查資料,
- windows編譯ESP32方式:1.windows模擬unix環境,如msys2,來GNU Make;2.win10自帶的linux子系統 - WSL;3.CMake
第1種是以前推薦的方式,編譯非常慢,第2種編譯速度快好幾倍,不過需要折騰一下,第3種是樂鑫最新推薦的,編譯速度快,windows下非常好用,
- IDE用哪種:1.Eclipse;2.Vscode,(本來Vscode不能稱為IDE,不過樂鑫提供了一個例外強大的插件...于是乎...轉正了)
盲選Vscode,帥就完了,樂鑫官方提供Vscode插件,一站式安裝,直接將Vscode升格為IDE,配合上Vscode原有的插件、主題,coding的程序十分愜意,
于是本篇介紹的開發方式為:windows系統下,用Vscode進行一站式開發,使用最新推薦的CMake編譯,編譯速度大大提高,
三 windows Vscode開發環境搭建
3.1 準備安裝工具
- 1. esp-idf-tools-setup-2.3.exe:安裝工具下載
- 2. esp-idf-v4.2 SDK:樂鑫官網下載 || 或 || github
- 3. Visual Studio Code:Vscode下載
- 4. Git:Git下載
- 5. Python:Python下載
提前準備好工具,以前有安裝過的就不需要裝了,(Python一定要3.8版本,3.7安裝會有非常多問題)

- 事先宣告:
一定要先將 Git和Python安裝好,ESP-IDF Tools的安裝依賴于Python,而樂鑫的Vscode插件又要求Python版本不能太低,(一定要3.8)程序中試著安裝了兩三臺電腦,都是Python版本的原因,
因為源的原因,下載速度很忙,所以能用本地安裝就用本地安裝,但還是要保持電腦始終聯網,
3.2 安裝Git
一路Next到底,以前有的就不要裝了,對Git版本沒什么要求,

3.3 安裝并更新Python
強烈建議使用Python3.8版本,不然后面問題好多,

更新,這一步也是必須的,不然后面運行Vscode插件會報錯,
windows搜索cmd,使用命令列視窗:python.exe -m pip install --upgrade pip

3.4 clone ESP-IDF-V4.2
Git clone ESP-IDF的最新版本,當前最新版本為 V4.2,
也可以去官網下載本地解壓包,之后解壓到當前目錄,修改檔案名為 esp-idf,

3.5 esp-idf-tools-setup-2.3.exe
esp-idf-tools-setup-2.3.exe 是樂鑫為方便用戶使用ESP-IDF,定制的一款工具集合包,包括Cmake、OpenOCD等,可以自動檢測本地的 Python和Git,以便自動安裝缺失工具,
- 雙擊安裝,軟體會自動檢測本機安裝過的 Python、Git,選中本地的 Python 3.8,(一定要3.8)

- Git 一樣,選用本地現存版本,

- 勾選使用本地的ESP-IDF,選擇剛剛 ESP-IDF V4.2 的目錄,

- 選取 ESP-IDF-Tools 的安裝目錄,

- 創建快捷方式,全勾上,

- 對配置進行最后預覽,無誤后點擊 Install 安裝,

- 之后開始自動安裝,程序比較緩慢,耐心等待,
- 安裝完成,點擊 Finish,運行一下,

桌面上會出現快捷方式,也可以通過這個來啟動 ESP-IDF Command Prompt (cmd.exe),

3.6 驗證編譯
- 輸入命令:(意思分別是:切換到Demo-hello_world工程的作業目錄;顯示目錄檔案;清理工程;編譯)
cd examples\get-started\hello_world
dir
idf.py clean
idf.py build

- 第一次編譯會自動Git一些工具,時間會久一些,最后編譯成功,生成了 .bin檔案,

- 能成功編譯,就說明 ESP-IDF SDK 及 ESP-IDF Tools 編譯環境準備完畢,
下面安裝Vscode及樂鑫插件,此插件可以將Vscode升格為IDE,將編碼、除錯、終端操作,全部轉移到Vscode上,方便Coding和除錯,
3.7 Vscode擴展插件(很大概率會出錯)
從微軟官網下載Vscode,一路Next安裝到底,
樂鑫插件的安裝,有很大概率會出現亂碼和Error,導致不能使用插件的完整功能,但不影響后續開發,只要保證上一步在命令列視窗中能編譯成功即可,
- 先安裝一些實用插件,包括中文語言包和一些輔助工具,語言包要重新打開后生效,

- 之后安裝樂鑫插件,搜索 esp-idf,點擊安裝,

- 查看 - 命令面板(Ctrl+Shift+P),輸入 configure esp-idf extension,點擊,

- 使用 ADVANCED 安裝,

- 選擇本地 ESP-IDF 安裝方式,選擇 ESP-IDF 的路徑,

- ESP-IDF Tools 也同樣選擇本地,

- 自動安裝擴展插件中,等待,

- 安裝完成,Setup界面可以關閉了,

4 Vscode插件安裝失敗怎么辦?
ESP- IDF 插件的安裝非常容易出錯,不過問題不大,只要保證 ESP-IDF Command Prompt (cmd.exe) 能正常編譯即可,它的使用會在下一篇與創建新工程一起說,
一般情況,是最后顯示配置成功,但如果使用 插件內置的build、flash就會報錯亂碼,
可能因為是測驗版的緣故,有很多兼容性問題,不怪乎為什么它的評分剛3顆星,一般Vscode插件的評分都是4.5~5星,
ESP-IDF 插件不止容易出錯,編譯速度還不如 ESP-IDF Command Prompt 快,同樣都是 CMake,為啥你要比自帶的命令列慢那么多,(實測同樣的工程,命令列編譯花30秒,Vscode內置編譯花了一分半)
安裝程序中,請留意下方的輸出資訊,
如果出現下方類似的 亂碼和Error,即使最終顯示 ESP-IDF 插件配置成功,但如果使用 左下角的圖示去 build、flash,又會報錯并且彈出設定界面,

5 注意事項
- 最容易出錯的地方是 Vscode樂鑫插件配置失敗,該插件嚴重依賴Python,Python必須為3.8,3.7不行,
- Python3.8安裝后,一定到更新,一定一定!!
- 我試了兩臺電腦,一臺完美安裝運行,另一臺在Vscode配置插件程序中出現亂碼和Error,雖然最后顯示配置成功,并且能從SDK的例程中創建新工程,但不能使用Vscode里的編譯、下載,一編譯就會彈出最開始的ESP-IDF配置界面,只好另外運行 ESP-IDF Command Prompt (cmd.exe) ,用命令列操作,
- 推薦 Vscode插件只用來 創建工程、編碼,編譯、下載、監視埠 交給 ESP-IDF Command Prompt,
- Vscode的 ESP-IDF插件體驗真是一言難盡,希望樂鑫能重視這個問題,盡快迭代出完善的版本,
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