入门指南¶
在本章中，我们将介绍 ESP32 的开发环境，并帮助您了解 ESP32 可用的开发工具和代码仓库。
开发过程概述¶
使用 ESP32 开发产品时，常用的开发环境如下图所示：
ESP32 产品开发过程
上图电脑，即开发主机可以是 Linux、Windows 或 MacOS 操作系统。ESP32 开发板通过 USB 连接到开发主机，开发主机上有 ESP-IDF (乐鑫 SDK)、编译器工具链和项目代码。主机先编译代码生成可执行文件，然后电脑上的工具把生成的文件烧到板子上，然后板子开始执行文件。最后你可以从主机查看日志。
ESP-IDF 介绍¶
ESP-IDF 是乐鑫为 ESP32 提供的物联网开发框架。
- ESP-IDF 包含一系列库及头文件，提供了基于 ESP32 构建软件项目所需的核心组件。
- ESP-IDF 还提供了开发和量产过程中最常用的工具及功能，例如：构建、烧录、调试和测量等。
设置 ESP-IDF¶
请参照 ESP-IDF 入门指南，按照步骤设置 ESP-IDF。注：请完成链接页面的所有步骤。
在进行下面步骤之前，请确认您已经正确设置了开发主机，并按照上面链接中的步骤构建了第一个应用程序。如果上面步骤已经完成，那让我们继续探索 ESP-IDF。
ESP-IDF 详解¶
ESP-IDF 采用了一种基于组件的架构：
组件设计
ESP-IDF 中的所有软件均以“组件”的形式提供，比如操作系统、网络协议栈、Wi-Fi 驱动程序、以及 HTTP 服务器等中间件等等。
在这种基于“组件”的架构下，你可以轻松使用更多自己研发或第三方提供的组件。
开发人员通常借助 ESP-IDF 构建 应用程序，包含业务逻辑、外设驱动程序和 SDK 配置。
应用程序架构
应用程序必须包含一个 main 组件，这是保存应用程序逻辑的主要组件。除此之外，应用程序根据自身需求还可以包含其他组件。应用程序的 CMakeLists.txt/Makefile 文件定义了应用程序的构建指令，此外，应用程序还包含一个可选的 sdkconfig.defaults 文件，用于存放应用程序默认的 SDK 配置。
获取 ESP-Jumpstart 库¶
ESP-Jumpstart 库包含了一系列由 ESP-IDF 构建的 应用程序，我们将在本次练习中使用这些应用程序。首先克隆 ESP-Jumpstart 库：
$ git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-jumpstart
我们将构建一个可用于量产的固件，因此选择使用 ESP-IDF 稳定版本进行开发。目前 ESP-Jumpstart 使用的是 ESP-IDF v4.4 稳定版本，请切换到这一版本。
$ cd esp-idf
$ git checkout -b release/v4.4 remotes/origin/release/v4.4
$ git submodule update --recursive
现在，我们构建 ESP-Jumpstart 中的第一个应用程序 Hello World，并将其烧录到开发板上，具体步骤如下，相信您已经熟悉这些步骤：
$ cd esp-jumpstart/1_hello_world
$ export ESPPORT=/dev/cu.SLAB_USBTOUART # Or the correct device name for your setup
$ export ESPBAUD=921600
$ idf.py menuconfig
$ idf.py flash monitor
上面的步骤将构建整个 SDK 和应用程序。构建成功后，将会把生成的固件烧录到开发板。
烧录成功后，设备将重启。同时，你还可以在控制台看到该固件的输出。
ESP8266 用户¶
请确保已将 IDF_PATH 设置为 ESP8266_RTOS_SDK 的路径，并使用 esp-jumpstart 的 platform/esp8266 分支。请使用以下命令切换到该分支：
$ cd esp-jumpstart
$ git checkout -b platform/esp8266 origin/platform/esp8266
代码¶
现在，让我们研究一下 Hello World 应用程序的代码，只有如下几行：
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
void app_main()
{
int i = 0;
while (1) {
printf("[%d] Hello world!\n", i);
i++;
vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS);
}
}
这组代码非常简单，下面是一些要点：
- app_main() 函数是应用程序入口点，所有应用程序都从这里开始执行。FreeRTOS 内核在 ESP32 双核上运行之后将调用此函数，FreeRTOS 一旦完成初始化，即将在 ESP32 的其中一个核上新建一个应用程序线程，称为主线程，并在这一线程中调用 app_main() 函数。应用程序线程的堆栈可以通过 SDK 的配置信息进行配置。
- printf()、strlen()、time() 等 C 库函数可以直接调用。IDF 使用 newlib C 标准库，newlib 是一个占用空间较低的 C 标准库，支持 stdio、stdlib、字符串操作、数学、时间/时区、文件/目录操作等 C 库中的大多数函数，不支持 signal、locale、wchr 等。在上面示例中，我们使用 printf() 函数将数据输出打印到控制台。
- FreeRTOS 是驱动 ESP32 双核的操作系统。FreeRTOS 是一个很小的内核，提供了任务创建、任务间通信（信号量、信息队列、互斥量）、中断和定时器等机制。在上面示例中，我们使用 vTaskDelay 函数让线程休眠 5 秒。有关 FreeRTOS API 的详细信息，请查看 FreeRTOS 文档。