esp-idf/docs/zh_CN/get-started/index.rst
2019-08-20 14:49:48 +02:00

496 lines
17 KiB
ReStructuredText
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

*******************
快速入门CMake
*******************
:link_to_translation:`en:[English]`
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。
.. include:: /_build/inc/version-note.inc
概述
====
ESP32 SoC 芯片支持以下功能:
* 2.4 GHz Wi-Fi
* 蓝牙 4.2 标准
* 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** USB A/Micro USB B
* PCWindows、Linux 或 Mac OS
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 <https://www.eclipse.org/>`_
.. figure:: ../../_static/what-you-need.png
:align: center
:alt: ESP32 应用程序开发
:figclass: align-center
ESP32 应用程序开发
开发板简介
==========
请点击下方连接,了解有关具体开发板的详细信息。
.. toctree::
:maxdepth: 1
ESP32-DevKitC <../hw-reference/get-started-devkitc>
ESP-WROVER-KIT <../hw-reference/get-started-wrover-kit>
ESP32-PICO-KIT <../hw-reference/get-started-pico-kit>
ESP32-Ethernet-Kit <../hw-reference/get-started-ethernet-kit>
.. _get-started-step-by-step:
详细安装步骤
==============
请根据下方详细步骤,完成安装过程。
设置开发环境
~~~~~~~~~~~~~~~~
* :ref:`get-started-setup-toolchain`
* :ref:`get-started-get-esp-idf`
* :ref:`get-started-setup-path`
* :ref:`get-started-get-packages`
创建您的第一个工程
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
* :ref:`get-started-start-project`
* :ref:`get-started-connect`
* :ref:`get-started-configure`
* :ref:`get-started-build`
* :ref:`get-started-flash`
* :ref:`get-started-build-monitor`
.. _get-started-setup-toolchain:
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。请根据您的操作系统,点击下方对应的链接,并按照链接中的指导进行安装。
.. toctree::
:hidden:
Windows <windows-setup>
Linux <linux-setup>
MacOS <macos-setup>
+-------------------+-------------------+-------------------+
| |windows-logo| | |linux-logo| | |macos-logo| |
+-------------------+-------------------+-------------------+
| `Windows`_ | `Linux`_ | `Mac OS`_ |
+-------------------+-------------------+-------------------+
.. |windows-logo| image:: ../../_static/windows-logo.png
:target: ../get-started/windows-setup.html
.. |linux-logo| image:: ../../_static/linux-logo.png
:target: ../get-started/linux-setup.html
.. |macos-logo| image:: ../../_static/macos-logo.png
:target: ../get-started/macos-setup.html
.. _Windows: ../get-started/windows-setup.html
.. _Linux: ../get-started/linux-setup.html
.. _Mac OS: ../get-started/macos-setup.html
.. note::
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 :ref:`工具链的个性化设置<get-started-customized-setup>` 章节获取更多信息。
.. _get-started-get-esp-idf:
.. _get-started-set-up-tools:
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 <https://github.com/espressif/esp-idf>`_。
请将 ESP-IDF 下载到您的本地。
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。
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
打开终端,后运行以下命令:
.. include:: /_build/inc/git-clone-bash.inc
ESP-IDF 将下载至 ``~/esp/esp-idf``
请前往 :doc:`/versions`,查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. note::
较早版本 ESP-IDF 使用了 **MSYS2 bash 终端** 命令行。目前,基于 CMake 的编译系统可使用常见的 **Windows 命令窗口**,即本指南中使用的终端。
请注意,如果您使用基于 bash 的终端或 PowerShell 终端,一些命令语法将与下面描述有所不同。
打开命令提示符,后运行以下命令:
.. include:: /_build/inc/git-clone-windows.inc
ESP-IDF 将下载至 ``%userprofile%\esp\esp-idf``
请前往 :doc:`/versions`,查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。
.. include:: /_build/inc/git-clone-notes.inc
.. note::
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
.. _get-started-setup-path:
.. _get-started-set-up-env:
第三步:设置环境变量
===========================
请在您的 PC 上设置以下环境变量,否则无法编译工程。
- ``IDF_PATH`` 应设置为 ESP-IDF 根目录的路径。
- ``PATH`` 应包括同一 ``IDF_PATH`` 目录下的 ``tools`` 目录路径。
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 :doc:`add-idf_path-to-profile` 章节,查看 :ref:`Windows <add-paths-to-profile-windows>`:ref:`Linux 及 MacOS <add-idf_path-to-profile-linux-macos>` 操作系统的具体设置方式。
.. _get-started-get-packages:
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: ::
python -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt
.. note::
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 ``python2``, ``python2.7``,例如:
``python2.7 -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt``
.. _get-started-start-project:
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 :idf:`examples` 目录下的 :example:`get-started/hello_world` 工程开始。
:example:`get-started/hello_world` 复制至您本地的 ``~/esp`` 目录下:
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: bash
cd ~/esp
cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/hello_world .
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: batch
cd %userprofile%\esp
xcopy /e /i %IDF_PATH%\examples\get-started\hello_world hello_world
ESP-IDF 的 :idf:`examples` 目录下有一系列示例工程,都可以按照上面的方法进行创建。您可以按照上述方法复制并运行其中的任何示例,也可以直接编译示例,无需进行复制。
.. important::
ESP-IDF 编译系统不支持带有空格的路径。
.. _get-started-connect:
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``
- **Linux 操作系统:**``/dev/tty`` 开始
- **MacOS 操作系统:**``/dev/cu.`` 开始
有关如何查看串口名称的详细信息,请见 :doc:`establish-serial-connection`
.. note::
请记住串口名,您会在下面的步骤中用到。
.. _get-started-configure:
第七步:配置
=================
请进入 :ref:`get-started-start-project` 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
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: bash
cd ~/esp/hello_world
idf.py menuconfig
如果您的默认 Python 版本为 3.0 以上,可能需要运行 ``python2 idf.py``
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: batch
cd %userprofile%\esp\hello_world
idf.py menuconfig
Python 2.7 安装程序将尝试配置 Windows``.py`` 文件与 Python 2 关联起来。如果其他程序(比如 Visual Studio Python 工具)曾关联了其他版本 Python``idf.py`` 可能无法正常运行(文件将在 Visual Studio 中打开)。这种情况下,您可以选择每次都运行一遍 ``C:\Python27\python idf.py``,或更改 Windows 的 ``.py`` 关联文件设置。
.. note::
如果出现 ``idf.py not found无法找到 idf.py`` 错误,请确保 ``PATH`` 环境变量设置无误,具体请参考 :ref:`get-started-setup-path`。如果 ``tools`` 目录下没有 ``idf.py`` 文件,请确保 CMake 预览的分支正确无误,具体请参考 :ref:`get-started-get-esp-idf`
如果之前的步骤都正确,则会显示下面的菜单:
.. figure:: ../../_static/project-configuration.png
:align: center
:alt: 工程配置 — 主窗口
:figclass: align-center
工程配置 — 主窗口
``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````Y 键````N 键``:使能/禁用 ``[*]`` 配置选项
* ``英文问号``:调出有关高亮选项的帮助菜单
* ``/ 键``:寻找配置项目
.. attention::
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(:ref:`CONFIG_FREERTOS_UNICORE`)。
.. _get-started-build:
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。
.. code-block:: none
$ 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。
.. _get-started-flash:
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 :ref:`get-started-connect`
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 :ref:`idf.py`
.. note::
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``
.. code-block:: none
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。
.. note::
(目前不支持)如果您希望使用 Eclipse IDE而非 ``idf.py``,请参考 :doc:`Eclipse 指南 <eclipse-setup>`
.. _get-started-build-monitor:
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,:doc:`IDF 监视器 <../api-guides/tools/idf-monitor>` 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。
.. code-block:: none
...
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选用了 26 MHz 晶振,而 ESP-IDF 默认支持大多数开发板使用的 40 MHz 晶振。
.. figure:: ../../_static/get-started-garbled-output.png
:align: center
:alt: 乱码输出
:figclass: align-center
此时,请您:
1. 退出监视器。
2. 打开 :ref:`menuconfig <get-started-configure>`
3. 进入 ``Component config`` --> ``ESP32-specific`` --> ``Main XTAL frequency`` 进行配置,将 :ref:`CONFIG_ESP32_XTAL_FREQ_SEL` 设置为 26 MHz。
4. 然后,请重新 :ref:`编译和烧录 <get-started-flash>` 应用程序。
.. note::
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,
- 请前往 :doc:`IDF 监视器 <../api-guides/tools/idf-monitor>`,了解更多使用 IDF 监视器的快捷键和其他详情。
- 请前往 :ref:`idf.py`,查看更多 ``idf.py`` 命令和选项。
**恭喜,您已完成 ESP32 的入门学习!**
现在,您可以尝试一些其他 :idf:`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 :ref:`get-started-get-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 :doc:`重新设置 IDF_PATH <add-idf_path-to-profile>`。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 :ref:`更新 <updating>` 章节查看。
相关文档
===========
.. toctree::
:maxdepth: 1
add-idf_path-to-profile
establish-serial-connection
eclipse-setup
../api-guides/tools/idf-monitor
toolchain-setup-scratch
../get-started-legacy/index
.. _Stable version: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/stable/
.. _Releases page: https://github.com/espressif/esp-idf/releases