第一讲：ESP32

​ 在进行开发环境配置之前我们需要知道，ESP32的CPU只可以读懂二进制文件，而我们在电脑上使用高级语言（例如C语言或者Python）编写的程序是无法直接烧录到我们的开发板上的。因此我们搭建开发环境的目的在于将我们使用高级语言编写的程序转换成为二进制文件（windows下扩展名常为.bin）。如下图

图1.1.1ESP能够读懂的二进制文件（由开发环境编译生成）

​ 在我们使用开发环境生成好上图所示的二进制文件，我们就可以通过ESP官方提供的下载工具或者通过命令行直接将程序下载到我们的开发板。

图1.1.2 官方提供的运行程序下载工具

图1.1.3 通过命令行下载程序到开发板

​ 那么问题来了，我们的开发环境是如何将我们用高级语言写的程序，转换成二进制文件的呢。如下图所示，我们的高级语言程序（例如.c/.h文件）经过IDF和它内部集成的工具链生成二进制文件。那么IDF是什么呢，IDF是ESP32官方给我们提供的开发SDK，它集成了大量的软件组件，包括 RTOS、外设驱动程序、网络栈、多种协议实现技术以及常见应用程序的使用助手。他就相当于我们进行STM32开发过程中使用的固件库，但是它的功能更为强大。

图1.1.4 可执行文件的生成方式—由ESP32官方提供

​ 以VSCode+IDF为例，我们的我们在VSCode中编写完毕代码程序后，利用乐鑫公司开发的插件可以将我们编写的高级语言程序编译为二进制文件，甚至你可以在VSCode中一键下载程序进入开发板（VSCode需要升级到最新版本）。好了啰嗦了这么多下面我们开始正式开始搭建ESP32开发环境吧。

​ 1）安装python3.8 环境

​ 2）安装VSCode软件

​ 3）安装C++编译环境

​ 4）下载esp-idf-tools-setup-offline-2.10.exe（下载地址：https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/?idf=4.4，先保存到迅雷云盘再下载）

Python、VSCode和GCC的安装方法较为简单这里不再赘述，但是要特别注意,Python版本一定要大于3.8！！！！！！！！另外python和gcc一定要记得添加环境变量到电脑如下图。

图1.2.1 配置环境变量

python安装完成后在cmd控制台输入命令python检查是否真的安装完成，出现如下提示即为安装成功

C++编译环境搭建完成后在控制台输入gcc -v检查是否安装成功，安装成功则提示

​ 1）双击esp-idf-tools-setup-offline-2.10.exe文件进入到安装页面出现下图，选择简体中文并确定

​ 2)点击我同意然后下一步

3）然后就会进入安装环境检查，最好是推出360等杀毒软件，等待检查完毕后点击下一步即可

4）然后就进入到了我们ESP32库函数的放置目录，选择一个文件夹放置我们的IDF（建议选择C盘以外的文件夹）。IDF内部包含官方提供的例程以及固件库，是我们学习ESP32的重要工具。因为这里我们是离线安装，所以IDF不需要我们自己再去Git仓库上下载了（从Git上下载真的慢啊。。。）。这里我们选择的版本是v4.3.1最新版本（截止到2021.11.14），选择完毕后点击下一步。

5）然后我们进入到我们IDF-Tools工具的安装路径配置页面，建议选择C盘之外的空间进行安装，因为这个文件会非常大。IDF-Tools内部包含了我们编译C代码需要的工具，包括Cmake和Git工具等。

注：cmake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的编译过程。他能够输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性。CMake的组态栏取名为CMakeLists.txt。简单来说就是，我们在C代码中经常用include来包含外部接口，达到调用外部函数的目的。但是我们的C程序中文件经常互相包含关系非常复杂，如果我们使用命令行来进行人力链接的话会非常麻烦，有了Cmake我们只需要将调用关系通过CMakeLists.txt告诉CMake，链接工作就会由CMake自动帮我们完成。

配置完成后点击下一步。

6）这里我们先选择默认即可，点击下一步。

7）点击安装开始进入漫长的安装

8）进入到漫长的等待安装完成环节

9）开始安装驱动

10）安装驱动过程中会弹出如下对话框，点击安装

11）点击完成，完成安装

注意：安装完Tools后，可以在其安装目录下看到python安装目录，一定要通过命令E:\Programs.espressif\python_env\idf4.3_py3.8_env\Scripts\python.exe -m pip install --upgrade pip(安装目录下的python.exe文件，根据自己实际情况来) 更新pip否则安装过程会出错，另外如果安装过程中出现pip版本无法更新可以通过命令easy_install.exe pip进行修复或更新。如若以上方法仍旧无法进行pip升级，还可以通过清华大学镜像（https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/pip/），下载完whl离线包后，通过命令：***\python_env\idf5.0_py3.8_env\scripts\python.exe -m pip install pip-23.0.1-py3-none-any.whl，来进行更新。 注：一定要更新！！！！

1）在VSCode的插件仓库中搜索ESP即会出现如图界面，点击Install进行安装（全程使用管理员权限运行vscode）

2）进入到文件页面后，同时按住ctrl+shift+p进入到VSCode的指令输入界面。在指令行中输入configure esp进入到IDF插件配置界面，如下图点击第一个即可。

3）点击ADVANCED开始插件的配置工作

4）按照如下目录进行选择，注意第一项不要选择使用Git进行安装，国内用户安装速度会非常的慢！！！。在1.2.2节中我们已经在电脑中配置了离线的开发工具，这里按照我们之前的安装目录进行选择即可。

第二项选择查找计算机中的IDF

第三个选项是我们的IDF官方例程目录，打开后有examples的那个文件夹就是。

第四项是我们的编译工具目录，打开后有tools文件夹的那个就是。

选择完成后点击Install进行安装

5）等待配置完成

6）第一项中我们选择使用existing ESP-IDF Tools千万不要选择使用网络下载安装，因为要从外网下载速度会很慢，大概率会失败。

7）等待系统自动配置完成

8）配置成功后将会出现如下界面，到此为止我们已经完成了ESP-IDF+VSCode的开发环境搭建。

1）进入到文件页面后，同时按住ctrl+shift+p进入到VSCode的指令输入界面。在指令行中输入show examples就会出现如下界面，点击第一个就可以查看官方提供的例程。

2）最左侧一栏是官方例程的目录，我们从get-started中选择blink开始我们的点亮LED小灯之旅吧。点击右侧的Create project using example blink 会弹出选择目录界面。

3）我们选择一个目录来放置我们自己的程序，在我们选择完目录后IDF-Tools将会自动将官方例程拷贝一份到我们选择的目录里。

4）点击main目录下载blink.c文件，这就是我们将来写代码的地方。

1）首先我么需要告诉ESP-IDF我们的项目是跑在什么芯片上的，我们先打开ESP-IDF4.3CMD界面，进入到我们创建的项目所在的目录文件中。由于是从D盘跳到E盘，我们需要先输入E:回车先进入到E盘中。然后再用cd命令进入到我们项目再的文件夹下。（此处我的项目放在了E:\workplace\ESP_workplace\MY_Blink\blink）

2）在命令行中输入idf.py set-target esp32设置项目运行的目标芯片为ESP32，idf.py 的命令还有很多比如：idf.py -p COM6 flash来进行芯片烧写，将我们的程序烧写进芯片内。

3）出现如下提示即为配置完成

4.1）接下来在命令行中继续输入命令idf.py build开始编译我们的工程文件，第一次编译时间会非常长。。。。。

4.2）或者我们也可以通过VSCode进行编译，点击最下方的小罐头按钮进行编译。

1）首先将开发板插入到我们电脑上。

2）开发板插入电脑后就会在设备管理器中出现我们串口，这里我的串口是COM6我们需要记住这个串口。

3.1）进入到命令行页面 输入idf.py -p COM6 flash命令下载程序到我们的开发板

3.2）我们也可以通过VSCode中的小闪电按钮进行程序的下载，如下图。

1.1）在命令行中输入idf.py -p COM6 monitor即可进入到串口数据查看界面（退出同时按住ctrl+]）。

串口中显示的数据

1.2）也可以通过VSCode中的小电视按钮在VSCode中查看串口数据

附：程序运行时的源码