# 与 ESP32-S2 创建串口连接

[English]

可以使用 USB 至 UART 桥或 ESP32-S2 支持的 USB 外设，与 ESP32-S2 创建串口连接。

部分开发板中已经安装有 USB 至 UART 桥。如未安装，可使用外部桥。

## 支持的 USB 外设

ESP32-S2 支持 USB 外设。无需 USB 至 UART 桥，便可直接烧录设备。

支持 USB 的 SoC

部分支持 USB 外设的开发板同时也包含 USB 至 UART 桥。

## 安装有 USB 至 UART 桥的开发板

在安装有 USB 至 UART 桥的开发板中，PC 和桥之间通过 USB 连接，桥和 ESP32-S2 之间通过 UART 连接。

安装有 USB 至 UART 桥的开发板

## 外部 USB 至 UART 桥

部分开发板使用外部 USB 至 UART 桥。这种情况通常出现在需要控制空间和成本的产品中，例如一些小型开发板或成品。

外部 USB 至 UART 桥

## 使用 USB 进行烧录

ESP32-S2 支持 USB 外设，无需外部 USB 至 UART 桥，即可烧录二进制文件。

ESP32-S2 上的 USB 使用 GPIO20 作为 D+， GPIO19 作为 D-。

二进制文件烧录完成后，需要手动进行复位。

## 使用 UART 进行烧录

本节描述如何使用 USB 至 UART 桥在 ESP32-S2 和 PC 之间建立串行连接。板上桥与外部桥均适用。

### 连接 ESP32-S2 和 PC

用 USB 线将 ESP32-S2 开发板连接到 PC。如果设备驱动程序没有自动安装，请先确认 ESP32-S2 开发板上的 USB 至 UART 桥（或外部转 UART 适配器）型号，然后在网上搜索驱动程序，并进行手动安装。

以下是乐鑫 ESP32-S2 开发板驱动程序的链接：

- CP210x: CP210x USB 至 UART 桥 VCP 驱动程序

- FTDI: FTDI 虚拟 COM 端口驱动程序

以上驱动仅供参考，请查看开发板用户指南，了解开发板具体使用的 USB 至 UART 桥芯片。一般情况下，当 ESP32-S2 开发板与 PC 连接时，对应驱动程序应该已经被打包在操作系统中，并已经自动安装。

对于使用 USB 至 UART 桥下载的设备，可以运行以下命令，包括定义波特率的可选参数。

    idf.py -p PORT [-b BAUD] flash

将 `PORT` 替换为 ESP32-S2 开发板的串口名称。`-b` 为可选参数，默认的波特率为 `460800`。如需改变烧录器的波特率，请用需要的波特率代替 `BAUD`。

要查看串口名称，Windows 用户请参考 check-port-on-windows，Linux 与 macOS 用户请参考 check-port-on-linux-and-macos。

例如，Windows 平台上串口名称为 `COM3`，所需波特率为 `115200`，可使用如下命令烧录开发板：

    idf.py -p COM3 -b 115200 flash

Linux 平台上串口名称为 `/dev/ttyUSB0`，所需波特率为 `115200`，可使用如下命令烧录开发板：

    idf.py -p /dev/ttyUSB0 -b 115200 flash

macOS 平台上串口名称为 `/dev/cu.usbserial-1401`，所需波特率为 `115200`，可使用如下命令烧录开发板：

    idf.py -p /dev/cu.usbserial-1401 -b 115200 flash

备注

如果设备不支持自动下载模式，则需要手动进入下载模式。请按住 `BOOT` 按钮，同时按一下 `RESET` 按钮。之后，松开 `BOOT` 按钮。

## 在 Windows 上查看端口

检查 Windows 设备管理器中的 COM 端口列表。断开 ESP32-S2 与 PC 的连接，然后重新连接，查看哪个端口从列表中消失后又再次出现。

以下为 ESP32 DevKitC 和 ESP32 WROVER KIT 串口：

设备管理器中 ESP32-DevKitC 的 USB 至 UART 桥

Windows 设备管理器中 ESP-WROVER-KIT 的两个 USB 串行端口

## 在 Linux 和 macOS 上查看端口

查看 ESP32-S2 开发板（或外部转串口适配器）的串口设备名称，请将以下命令运行两次。首先，断开开发板或适配器，首次运行以下命令；然后，连接开发板或适配器，再次运行以下命令。其中，第二次运行命令后出现的端口即是 ESP32-S2 对应的串口：

Linux:

    ls /dev/tty*

macOS:

    ls /dev/cu.*

备注

对于 macOS 用户：若没有看到串口，请检查是否安装 USB/串口驱动程序。具体应使用的驱动程序，见章节 连接 ESP32-S2 和 PC。对于 macOS High Sierra (10.13) 的用户，你可能还需要手动允许驱动程序的加载，具体可打开 `系统偏好设置` -> `安全和隐私` -> `通用`，检查是否有信息显示：“来自开发人员的系统软件...”，其中开发人员的名称为 Silicon Labs 或 FTDI。

## 在 Linux 中添加用户到 `dialout` 或 `uucp` 组

当前登录用户应当可以通过 USB 对串口进行读写操作。在多数 Linux 版本中，都可以通过以下命令，将用户添加到 `dialout` 组，从而获许读写权限:

    sudo usermod -a -G dialout $USER

在 Arch Linux 中，需要通过以下命令将用户添加到 `uucp` 组中:

    sudo usermod -a -G uucp $USER

请重新登录，确保串口读写权限生效。

## 确认串口连接

现在，请使用串口终端程序，查看重置 ESP32-S2 后终端上是否有输出，从而验证串口连接是否可用。

ESP32-S2 的控制台波特率默认为 115200。

### Windows 和 Linux 操作系统

在本示例中，我们将使用 PuTTY SSH Client，PuTTY SSH Client 既可用于 Windows 也可用于 Linux。也可以使用其他串口程序并设置如下的通信参数。

运行终端，配置在上述步骤中确认的串口：波特率 = 115200（如有需要，请更改为使用芯片的默认波特率），数据位 = 8，停止位 = 1，奇偶校验 = N。以下截屏分别展示了如何在 Windows 和 Linux 中配置串口和上述通信参数（如 115200-8-1-N）。注意，这里一定要选择在上述步骤中确认的串口进行配置。

在 Windows 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数

在 Linux 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数

然后，请检查 ESP32-S2 是否有打印日志。如有，请在终端打开串口进行查看。这里的日志内容取决于加载到 ESP32-S2 的应用程序，请参考 输出示例。如果没有看到输出日志，请参考 故障排除。

备注

请在验证完串口通信正常后，关闭串口终端。如果终端一直保持打开的状态，之后上传固件时将无法访问串口。

### macOS 操作系统

macOS 提供了 屏幕 命令，因此无需安装串口终端程序。

- 参考 在 Linux 和 macOS 上查看端口，运行以下命令:

      ls /dev/cu.*

- 会看到类似如下输出:

      /dev/cu.Bluetooth-Incoming-Port /dev/cu.SLAB_USBtoUART      /dev/cu.SLAB_USBtoUART7

- 根据连接到电脑上的开发板类型和数量，输出结果会有所不同。请选择开发板的设备名称，并运行以下命令（如有需要，请将“115200”更改为使用芯片的默认波特率）:

      screen /dev/cu.device_name 115200

将 `device_name` 替换为运行 `ls /dev/cu.*` 后出现的设备串口号。

- 屏幕 显示的日志即为所需内容。日志内容取决于加载到 ESP32-S2 的应用程序，请参考 输出示例。如果没有看到输出日志，请参考 故障排除。请使用 `Ctrl-A + K` 键退出当前 屏幕 会话。

备注

请在验证完串口通信正常后，关闭 当前屏幕会话。如果直接关闭终端窗口而没有关闭 屏幕，之后上传固件时将无法访问串口。

### 故障排除

如果没有日志输出，请检查以下原因：

- ESP32-S2 的供电是否正常

- 启动终端程序后，是否重置开发板

- 使用 在 Windows 上查看端口 与 在 Linux 和 macOS 上查看端口 中描述的方法，检查所选串口是否正确

- 其他程序是否正在使用该串口

- 串口终端程序中的串口设置是否适用于该应用程序

- 应用程序是否会输出日志。具体来说，如果在 `Component config` > `Log` > `Log Level` > `Default log verbosity (Info)` 中设置为 `No output`，则不会打印出任何日志。你可以在 `menuconfig` 中更改该设置。

- 是否禁用了日志输出（使用 hello world 示例 进行测试）

### 输出示例

以下是一个日志示例。如果没看到任何输出，请尝试重置开发板。

    ets Jun  8 2016 00:22:57

    rst:0x5 (DEEPSLEEP_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
    ets Jun  8 2016 00:22:57

    rst:0x7 (TG0WDT_SYS_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
    configsip: 0, SPIWP:0x00
    clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_drv:0x00,cs0_drv:0x00,hd_drv:0x00,wp_drv:0x00
    mode:DIO, clock div:2
    load:0x3fff0008,len:8
    load:0x3fff0010,len:3464
    load:0x40078000,len:7828
    load:0x40080000,len:252
    entry 0x40080034
    I (44) boot: ESP-IDF v2.0-rc1-401-gf9fba35 2nd stage bootloader
    I (45) boot: compile time 18:48:10
    ...

如果打印出的日志是可读的（而不是乱码），则表示串口连接正常。此时，可以继续进行安装，并最终将应用程序上载到 ESP32-S2。

备注

在某些串口接线方式下，在 ESP32-S2 启动并开始打印串口日志前，需要在终端程序中禁用串口 RTS ＆ DTR 管脚。该问题仅存在于将 RTS ＆ DTR 管脚直接连接到 EN ＆ GPIO0 管脚上的情况，绝大多数开发板（包括乐鑫所有的开发板）都没有这个问题。更多详细信息，请参考 esptool 文档。

如在安装 ESP32-S2 硬件开发的软件环境时，从 第五步：开始使用 ESP-IDF 吧 跳转到了这里，请从 第五步：开始使用 ESP-IDF 吧 继续阅读。

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