快速入门¶
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 v4.1.4 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)
电脑 （Windows、Linux 或 macOS）
软件：
设置 工具链，用于编译 ESP32 代码；
编译工具 —— CMake 和 Ninja 编译工具，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¶
第二步：获取 ESP-IDF¶
在围绕 ESP32 构建应用程序之前，请先获取乐鑫提供的软件库文件 ESP-IDF 仓库。
获取 ESP-IDF 的本地副本：打开终端，切换到您要保存 ESP-IDF 的工作目录，使用 git clone 命令克隆远程仓库。针对不同操作系统的详细步骤，请见下文。
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。
Linux 和 macOS 操作系统¶
打开终端，后运行以下命令：
cd ~/esp
git clone -b v4.1.4 --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。
Windows 操作系统¶
除了能安装必要工具外，第一步中介绍的 ESP-IDF 工具安装器 也能同时下载 ESP-IDF 本地副本。
请前往 ESP-IDF 版本简介，查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。
除了使用 ESP-IDF 工具安装器，您也可以参考 指南 手动下载 ESP-IDF。
第三步：设置工具¶
除了 ESP-IDF 本身，您还需要安装 ESP-IDF 使用的各种工具，比如编译器、调试器、Python 包等。
Windows 操作系统¶
请根据第一步中对 Windows (ESP-IDF 工具安装器) 的介绍，安装所有必需工具。
除了使用 ESP-IDF 工具安装器，您也可以通过 命令提示符 窗口手动安装这些工具。具体步骤见下：
cd %userprofile%\esp\esp-idf
install.bat
或使用 Windows PowerShell
cd ~/esp/esp-idf
./install.ps1
Linux 和 macOS 操作系统¶
cd ~/esp/esp-idf
./install.sh
下载工具备选方案¶
ESP-IDF 工具安装器会下载 Github 发布版本中附带的一些工具，如果访问 Github 较为缓慢，则可以设置一个环境变量，实现优先选择 Espressif 的下载服务器进行 Github 资源下载。
注解
该设置只影响从 Github 发布版本中下载的单个工具，它并不会改变访问任何 Git 仓库的 URL。
Windows 操作系统¶
如果希望在运行 ESP-IDF 工具安装器或在使用命令行安装工具时优先选择 Espressif 下载服务器，可通过以下方式设置：打开系统控制面板，然后点击高级设置，添加一个新的环境变量（类型为用户或系统都可以，名称为 IDF_GITHUB_ASSETS，值为 dl.espressif.com/github_assets），最后点击确定。
如果在添加新的环境变量前命令行窗口或 ESP-IDF 工具安装器窗口已经打开，请关闭这些窗口后重新打开。
当设置好这个新的环境变量后，ESP-IDF 工具安装器以及命令行安装程序将会优先选择 Espressif 下载服务器。
Linux 和 macOS 操作系统¶
要在安装工具时优先选择 Espressif 下载服务器，请在运行 install.sh 时使用以下命令：
cd ~/esp/esp-idf
export IDF_GITHUB_ASSETS="dl.espressif.com/github_assets"
./install.sh
自定义工具安装路径¶
本步骤中介绍的脚本将 ESP-IDF 所需的编译工具默认安装在用户根文件夹中，即 Linux 和 macOS 系统中的 $HOME/.espressif 和 Windows 系统的 %USERPROFILE%\.espressif。此外，您可以将工具安装到其他目录中，但请在运行安装脚本前，重新设置环境变量 IDF_TOOLS_PATH。注意，请确保您的用户已经具备了读写该路径的权限。
如果修改了 IDF_TOOLS_PATH 变量，请确保该变量在每次执行“安装脚本” (install.bat、install.ps1 或 install.sh) 和导出脚本 (export.bat、export.ps1 或 export.sh) 均保持一致。
第四步：设置环境变量¶
此时，您刚刚安装的工具尚未添加至 PATH 环境变量，无法通过“命令窗口”使用这些工具。因此，必须设置一些环境变量，这可以通过 ESP-IDF 提供的另一个脚本完成。
Windows 操作系统¶
Windows 安装器（ESP-IDF 工具安装器 ）可在“开始”菜单创建一个 “ESP-IDF Command Prompt” 快捷方式。该快捷方式可以打开命令提示符窗口，并设置所有环境变量。您可以点击该快捷方式，然后继续下一步。
此外，如果您希望在当下命令提示符窗口使用 ESP-IDF，请使用下方代码：
%userprofile%\esp\esp-idf\export.bat
或使用 Windows PowerShell
.$HOME/esp/esp-idf/export.ps1
Linux 和 macOS 操作系统¶
请在您需要运行 ESP-IDF 的“命令提示符”窗口运行以下命令：
. $HOME/esp/esp-idf/export.sh
注意，命令开始的 “.” 与路径之间应有一个空格！
如果您需要经常运行 ESP-IDF，您可以为执行 export.sh 创建一个别名，具体步骤如下：
复制并粘贴以下命令到 shell 配置文件中（
.profile，.bashrc，.zprofile等）alias get_idf='. $HOME/esp/esp-idf/export.sh'
通过重启终端窗口或运行
source [path to profile]，如source ~/.bashrc来刷新配置文件。
现在您可以在任何终端窗口中运行 get_idf 来设置或刷新 esp-idf 环境。
这里不建议您直接将 export.sh 添加到 shell 的配置文件。因为这会导致在每个终端会话中都激活 IDF 虚拟环境（包括无需使用 IDF 的情况），从而破坏使用虚拟环境的目的，并可能影响其他软件的使用。
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。
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
idf.py menuconfig
Windows 操作系统¶
cd %userprofile%\esp\hello_world
idf.py 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
注解
您终端窗口中显示出的菜单颜色可能会与上图不同。您可以通过选项 --style 来改变外观。更多信息，请运行 idf.py menuconfig --help 命令。
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：调出菜单或选项的帮助菜单，按回车键可退出帮助菜单。空格或Y 键：选择[*]配置选项；N 键：禁用[*]配置选项/ 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：编译工程¶
请使用以下命令，编译烧录工程：:
idf.py build
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。
$ idf.py build
Running cmake in directory /path/to/hello_world/build
Executing "cmake -G Ninja --warn-uninitialized /path/to/hello_world"...
Warn about uninitialized values.
-- Found Git: /usr/bin/git (found version "2.17.0")
-- Building empty aws_iot component due to configuration
-- Component names: ...
-- Component paths: ...
... (more lines of build system output)
[527/527] Generating hello-world.bin
esptool.py v2.3.1
Project build complete. To flash, run this command:
../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 40m 0x10000 build/hello-world.bin build 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin
or run 'idf.py -p PORT flash'
如果一切正常，编译完成后将生成 .bin 文件。
第九步：烧录到设备¶
请使用以下命令，将刚刚生成的二进制文件烧录至您的 ESP32 开发板：
idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
请将 PORT 替换为 ESP32 开发板的串口名称，具体可见 第六步：连接设备。
您还可以将 BAUD 替换为您希望的烧录波特率。默认波特率为 460800。
更多有关 idf.py 参数的详情，请见 idf.py。
注解
勾选 flash 选项将自动编译并烧录工程，因此无需再运行 idf.py build。
Running esptool.py in directory [...]/esp/hello_world
Executing "python [...]/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py -b 460800 write_flash @flash_project_args"...
esptool.py -b 460800 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 40m 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin 0x10000 hello-world.bin
esptool.py v2.3.1
Connecting....
Detecting chip type... ESP32
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision 1)
Features: WiFi, BT, Dual Core
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Changing baud rate to 460800
Changed.
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Flash params set to 0x0220
Compressed 22992 bytes to 13019...
Wrote 22992 bytes (13019 compressed) at 0x00001000 in 0.3 seconds (effective 558.9 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 82...
Wrote 3072 bytes (82 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 5789.3 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 136672 bytes to 67544...
Wrote 136672 bytes (67544 compressed) at 0x00010000 in 1.9 seconds (effective 567.5 kbit/s)...
Hash of data verified.
Leaving...
Hard resetting via RTS pin...
如果一切顺利，烧录完成后，开发板将会复位，应用程序 “hello_world” 开始运行。
第十步：监视器¶
您可以使用 make monitor 命令，监视 “hello_world” 的运行情况。注意，不要忘记将 PORT 替换为您的串口名称。
运行该命令后，IDF 监视器 应用程序将启动：:
$ idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor
Running idf_monitor in directory [...]/esp/hello_world/build
Executing "python [...]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 [...]/esp/hello_world/build/hello-world.elf"...
--- 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，您可以：
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：
idf.py -p PORT flash monitor
此外，
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。
更新 ESP-IDF¶
乐鑫会不时推出更新版本的 ESP-IDF，修复 bug 或提出新的特性。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。
此外，您可以仅更新变更部分。具体方式取决于您使用的 ESP-IDF 版本，请前往 更新 章节查看。
注意，更新完成后，请再次运行安装脚本，以防新版 ESP-IDF 所需的工具也有所更新。具体请参考 第三步：设置工具。
一旦重新安装好工具，请使用导出脚本更新环境，具体请参考 第四步：设置环境变量。