快速入门（传统 GNU Make）¶
注解
ESP-IDF V4.0 及之后版本的默认构建系统为 CMake。本文档主要针对之前基于 GNU Make 的传统构建系统。请注意，未来，我们可能不会继续支持基于 GNU Make 的构建系统。
本文档旨在指导用户搭建 ESP32 硬件开发的软件环境，通过一个简单的示例展示如何使用 ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework) 配置菜单，并编译、下载固件至 ESP32 开发板等步骤。
注解
这是ESP-IDF 稳定版本 v4.1 的文档，还有其他版本的文档 ESP-IDF 版本简介 供参考。
概述¶
ESP32 SoC 芯片支持以下功能：
- 2.4 GHz Wi-Fi
- 蓝牙 4.2
- 高性能双核
- 超低功耗协处理器
- 多种外设
ESP32 采用 40 nm 工艺制成，具有最佳的功耗性能、射频性能、稳定性、通用性和可靠性，适用于各种应用场景和不同功耗需求。
乐鑫为用户提供完整的软、硬件资源，进行 ESP32 硬件设备的开发。其中，乐鑫的软件开发环境 ESP-IDF 旨在协助用户快速开发物联网 (IoT) 应用，可满足用户对 Wi-Fi、蓝牙、低功耗等方面的要求。
准备工作¶
硬件：
- 一款 ESP32 开发板
- USB 数据线 (A 转 Micro-B)
- PC（Windows、Linux 或 Mac OS）
软件：
- 设置 工具链，用于编译 ESP32 应用程序;
- 获取 ESP-IDF 软件开发框架。该框架已经基本包含 ESP32 使用的 API（软件库和源代码）和运行 工具链 的脚本;
- 安装 C 语言编程（工程）的 文本编辑器，例如 Eclipse。
ESP32 应用程序开发
第一步：设置工具链¶
工具链指一套用于编译代码和应用程序的程序。
为了加快开发进度，您可以直接使用乐鑫提供的预制工具链。请根据您的操作系点击对应的链接，并按照链接中的指导进行安装。
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| Windows | Linux | macOS |
注解
在本文档中，Linux 和 MacOS 操作系统中 ESP-IDF 的默认安装路径为 ~/esp；Windows 操作系统的默认路径为 %userprofile%\esp。您也可以将 ESP-IDF 安装在任何其他路径下，但请注意在使用命令行时进行相应替换。注意，ESP-IDF 不支持带有空格的路径。
此外， 您也可以根据自身经验和实际需求，对环境进行个性化设置，而非使用预制工具链。此时，请前往 工具链自定义设置（传统 GNU Make 系统） 章节获取更多信息。
第二步：获取 ESP-IDF¶
除了工具链，您还需要供 ESP32 使用的 API（软件库和源代码），具体请见 ESP-IDF 仓库。
获取本地副本：打开终端，切换到你要存放 ESP-IDF 的工作目录，使用 git clone 命令克隆远程仓库。
打开终端，后运行以下命令：
cd ~/esp
git clone -b v4.1 --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
ESP-IDF 将下载至 ~/esp/esp-idf。
请前往 ESP-IDF 版本简介，查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。
注解
git clone 命令的 -b v4.1 选项告诉 git 从 ESP-IDF 仓库中克隆与此版本的文档对应的分支。
注解
作为备份，还可以从 Releases page 下载此稳定版本的 zip 文件。不要下载由 GitHub 自动生成的”源代码”的 zip 文件，它们不适用于 ESP-IDF。
注解
在克隆远程仓库时，不要忘记加上 --recursive 选项。否则，请接着运行以下命令，获取所有子模块:
cd esp-idf
git submodule update --init
第三步：设置环境变量¶
工具链通过环境变量 IDF_PATH 获得 ESP-IDF 的目录。因此，您需要在 PC 中设置该环境变量，否则无法编译工程。
您可以在每次重启会话时手动设置，也可以在用户配置中进行永久设置，具体请前往 在用户配置文件中添加 IDF_PATH（传统 GNU Make） 章节，查看 Windows 、Linux 及 MacOS 操作系统的具体设置方式。
第四步：安装 Python 软件包¶
ESP-IDF 所需的 Python 软件包位于 IDF_PATH/requirements.txt 中。您可以运行以下命令进行安装：您可以运行以下命令进行安装:
python -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt
注解
请注意查询您所使用的 Python 解释器的版本（运行命令 python --version），并根据查询结果将上方命令中的 python 替换为 python3, python3.7，例如:
python3 -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt
第五步：开始创建工程¶
现在，您可以开始准备开发 ESP32 应用程序了。您可以从 ESP-IDF 中 examples 目录下的 get-started/hello_world 工程开始。
将 get-started/hello_world 复制至您本地的 ~/esp 目录下：
Linux 和 MacOS 操作系统¶
cd ~/esp
cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/hello_world .
第六步：连接设备¶
现在，请将您的 ESP32 开发板连接到 PC，并查看开发板使用的串口。
通常，串口在不同操作系统下显示的名称有所不同：
- Windows 操作系统：
COM1等 - Linux 操作系统： 以
/dev/tty开始 - MacOS 操作系统： 以
/dev/cu.开始
有关如何查看串口名称的详细信息，请见 与 ESP32 创建串口连接（传统 GNU Make 系统）。
注解
请记住串口名，您会在下面的步骤中用到。
第七步：配置¶
请进入 第五步：开始创建工程 中提到的 hello_world 目录，并运行工程配置工具 menuconfig。
Linux 和 MacOS 操作系统¶
cd ~/esp/hello_world
make menuconfig
Windows 操作系统¶
cd %userprofile%\esp\hello_world
make menuconfig
如果之前的步骤都正确，则会显示下面的菜单：
工程配置 — 主窗口
进入菜单后，选择 Serial flasher config > Default serial port 配置串口（设备将通过该串口加载工程）。按回车键确认选择，点击 < Save > 保存配置，然后点击 < Exit > 退出 menuconfig。
menuconfig 工具的常见操作见下。
- 上下箭头：移动
回车：进入子菜单ESC 键：返回上级菜单或退出英文问号：调出帮助菜单（退出帮助菜单，请按回车键）。空格``或 ``Y 键：选择[*]配置选项；N 键：禁用[*]配置选项英文问号（查询配置选项）：调出有关该选项的帮助菜单/ 键：寻找配置工程
注意
如果您使用的是 ESP32-DevKitC（板载 ESP32-SOLO-1 模组），请在烧写示例程序前，前往 menuconfig 中使能单核模式（CONFIG_FREERTOS_UNICORE）。
第八步：编译和烧录¶
请使用以下命令，编译烧录工程:
make flash
运行以上命令可以编译应用程序和所有 ESP-IDF 组件，接着生成 bootloader、分区表和应用程序二进制文件。接着，这些二进制文件将被烧录至 ESP32 开发板。
如果一切顺利，您可在烧录完成后看到类似下方的打印信息（代表加载进程）。接着，开发板将会复位，应用程序 “hello_world” 开始启动。
esptool.py v2.0-beta2
Flashing binaries to serial port /dev/ttyUSB0 (app at offset 0x10000)...
esptool.py v2.0-beta2
Connecting........___
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Changing baud rate to 921600
Changed.
Attaching SPI flash...
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Flash params set to 0x0220
Compressed 11616 bytes to 6695...
Wrote 11616 bytes (6695 compressed) at 0x00001000 in 0.1 seconds (effective 920.5 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 408096 bytes to 171625...
Wrote 408096 bytes (171625 compressed) at 0x00010000 in 3.9 seconds (effective 847.3 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 82...
Wrote 3072 bytes (82 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 8297.4 kbit/s)...
Hash of data verified.
Leaving...
Hard resetting...
如果您希望使用 Eclipse IDE，而非 make 编译系统，请参考 Eclipse guide。
第九步：监视器¶
您可以使用 make monitor 命令，监视 “hello_world” 的运行情况。
运行该命令后，IDF 监视器 应用程序将启动:
$ make monitor
MONITOR
--- idf_monitor on /dev/ttyUSB0 115200 ---
--- Quit: Ctrl+] | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
ets Jun 8 2016 00:22:57
rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
ets Jun 8 2016 00:22:57
...
此时，您就可以在启动日志和诊断日志之后，看到打印的 “Hello world!” 了。
...
Hello world!
Restarting in 10 seconds...
I (211) cpu_start: Starting scheduler on APP CPU.
Restarting in 9 seconds...
Restarting in 8 seconds...
Restarting in 7 seconds...
您可使用快捷键 Ctrl+]，退出 IDF 监视器。
如果 IDF 监视器在烧录后很快发生错误，或打印信息全是乱码（见下），很有可能是因为您的开发板采用了 26 MHz 晶振，而 ESP-IDF 默认支持大多数开发板使用的 40 MHz 晶振。
此时，请您：
- 退出监视器。
- 打开 menuconfig，
- 进入
Component config–>ESP32-specific–>Main XTAL frequency进行配置，将 CONFIG_ESP32_XTAL_FREQ_SEL 设置为 26 MHz。 - 然后，请重新 编译和烧录 应用程序。
注解
您也可以运行以下命令，一次性执行构建、烧录和监视过程:
make flash monitor
此外，请前往 IDF 监视器，了解更多使用 IDF 监视器的快捷键和其他详情。
恭喜，您已完成 ESP32 的入门学习！
现在，您可以尝试一些其他 examples，或者直接开发自己的应用程序。
环境变量¶
用户可以在使用 make 命令时 直接设置 部分环境变量，而无需进入 make menuconfig 进行重新配置。这些变量包括：
| 变量 | 描述与使用方式 |
|---|---|
ESPPORT |
覆盖 flash 和 monitor 命令使用的串口。例：make flash ESPPORT=/dev/ttyUSB1, make monitor ESPPORT=COM1 |
ESPBAUD |
覆盖烧录 ESP32 时使用的串口速率。例：make flash ESPBAUD=9600 |
MONITORBAUD |
覆盖监控时使用的串口速率。例：make monitor MONITORBAUD=9600 |
注解
您可导出环境变量（例：export ESPPORT=/dev/ttyUSB1）。在同一会话窗口中，如果未被同步覆盖，所有 make 命令均会使用导出的环境变量值。
更新 ESP-IDF¶
乐鑫会不时推出更新版本的 ESP-IDF，修复 bug 或推出新的特性。因此，您在使用时，也应注意更新您本地的版本。最简单的方法是：直接删除您本地的 esp-idf 文件夹，然后按照 第二步：获取 ESP-IDF 中的指示，重新完成克隆。
如果您希望将 ESP-IDF 克隆到新的路径下，请务必 重新设置 IDF_PATH。否则，工具链将无法找到 ESP-IDF。
此外，您可以仅更新变更部分。具体方式，请前往 更新 章节查看。