esp-idf/docs/zh_CN/get-started/establish-serial-connection.rst

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与 {IDF_TARGET_NAME} 创建串口连接
==============================================
:link_to_translation:`en:[English]`
.. only:: not SOC_USB_OTG_SUPPORTED and not SOC_USB_SERIAL_JTAG_SUPPORTED
可以使用 USB 至 UART 桥,与 {IDF_TARGET_NAME} 创建串口连接。
.. only:: SOC_USB_OTG_SUPPORTED or SOC_USB_SERIAL_JTAG_SUPPORTED
可以使用 USB 至 UART 桥或 {IDF_TARGET_NAME} 支持的 USB 外设,与 {IDF_TARGET_NAME} 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。
.. only:: SOC_USB_OTG_SUPPORTED or SOC_USB_SERIAL_JTAG_SUPPORTED
支持的 USB 外设
------------------------
{IDF_TARGET_NAME} 支持 USB 外设。无需 USB 至 UART 桥,便可直接烧录设备。
.. blockdiag::
:scale: 70%
:caption: 支持 USB 的 SoC
:align: center
blockdiag usb_capable_esp {
node_height = 80;
span_width = 160;
span_height = 140;
default_fontsize = 16
# labels of diagram nodes
PC [label="Personal\n Computer"];
CHIP [label="{IDF_TARGET_NAME}", width=120];
DUMMY [shape=none, width=1]
# node connections
PC <- DUMMY [label = "USB", fontsize=14];
DUMMY -> CHIP [fontsize=14];
group {
shape = line;
style = dotted;
color = "#FF0000";
label = "Development Board\n\n\n";
CHIP; DUMMY;
}
}
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 {IDF_TARGET_NAME} 之间通过 UART 连接。
.. blockdiag::
:caption: 安装有 USB 至 UART 桥的开发板
:align: center
blockdiag esp_dev_board_with_usb_to_uart_bridge {
node_height = 80;
span_width = 160;
span_height = 140;
default_fontsize = 16
# labels of diagram nodes
PC [label="Personal\nComputer"];
BRIDGE [label="USB-to-UART\n Bridge"];
CHIP [label="{IDF_TARGET_NAME}", width=120];
# node connections
PC <-> BRIDGE [label = "USB", fontsize=14];
BRIDGE <-> CHIP [label = "UART", fontsize=14];
group {
shape = line;
style = dotted;
color = "#FF0000";
label = "Developmment Board\n\n\n";
BRIDGE; CHIP;
}
}
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。
.. blockdiag::
:caption: 外部 USB 至 UART 桥
:align: center
blockdiag external_usb_to_uart_bridge_to_esp {
node_height = 80;
span_width = 160;
span_height = 140;
default_fontsize = 16
# labels of diagram nodes
PC [label="Personal\n Computer"];
BRIDGE [label="USB-to-UART\n Bridge", width=180];
CHIP [label="{IDF_TARGET_NAME}", width=120];
DUMMY [shape=none, width=1]
# node connections
PC <-> BRIDGE [label = "USB", fontsize=14];
BRIDGE <- DUMMY [label = "UART", fontsize=14];
DUMMY -> CHIP [fontsize=14];
group {
shape = line;
style = dotted;
color = "#FF0000";
label = "Programmmer Board\n\n\n";
BRIDGE
}
group {
shape = line;
style = dotted;
color = "#FF0000";
label = "Development Board\n\n\n";
CHIP; DUMMY;
}
}
.. only:: SOC_USB_OTG_SUPPORTED or SOC_USB_SERIAL_JTAG_SUPPORTED
使用 USB 进行烧录
------------------
{IDF_TARGET_NAME} 支持 USB 外设,无需外部 USB 至 UART 桥,即可烧录二进制文件。
{IDF_TARGET_USB_PIN_DM:default="尚未更新!", esp32c3="GPIO18", esp32s3="GPIO19", esp32s2="GPIO19", esp32c6="GPIO12"}
{IDF_TARGET_USB_PIN_DP:default="尚未更新!", esp32c3="GPIO19", esp32s3="GPIO20", esp32s2="GPIO20", esp32c6="GPIO13"}
{IDF_TARGET_NAME} 上的 USB 使用 **{IDF_TARGET_USB_PIN_DP}** 作为 **D+** **{IDF_TARGET_USB_PIN_DM}** 作为 **D-**
.. only:: SOC_USB_SERIAL_JTAG_SUPPORTED and not esp32s3
.. note:: {IDF_TARGET_NAME} 仅支持 *USB CDC and JTAG*
首次烧录需要手动设置 {IDF_TARGET_NAME} 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。
.. only:: esp32s3
首次烧录需要手动设置 {IDF_TARGET_NAME} 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。
.. only:: esp32s2
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 {IDF_TARGET_NAME} 和 PC 之间建立串行连接。板上桥与外部桥均适用。
连接 {IDF_TARGET_NAME} 和 PC
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
用 USB 线将 {IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 开发板驱动程序的链接:
* CP210x: `CP210x USB 至 UART 桥 VCP 驱动程序 <https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers>`_
* FTDI: `FTDI 虚拟 COM 端口驱动程序 <https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/>`_
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 {IDF_TARGET_NAME} 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,您可以运行以下命令,包括定义波特率的可选参数。
.. code-block:: bash
idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
如需改变烧录器的波特率,请用需要的波特率代替 ``BAUD``。默认的波特率为 ``460800``
.. note::
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 {IDF_TARGET_NAME} 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:
.. figure:: ../../_static/esp32-devkitc-in-device-manager.png
:align: center
:alt: 设备管理器中 ESP32-DevKitC 的 USB 至 UART 桥
:figclass: align-center
设备管理器中 ESP32-DevKitC 的 USB 至 UART 桥
.. figure:: ../../_static/esp32-wrover-kit-in-device-manager.png
:align: center
:alt: Windows 设备管理器中 ESP-WROVER-KIT 的两个 USB 串行端口
:figclass: align-center
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 {IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 对应的串口:
Linux::
ls /dev/tty*
macOS::
ls /dev/cu.*
.. 注解::
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 {IDF_TARGET_NAME} 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。
.. _linux-dialout-group:
在 Linux 中添加用户到 ``dialout``
-----------------------------------
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,您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 {IDF_TARGET_NAME} 后终端上是否有输出,从而验证串口连接是否可用。
.. only:: esp32c2
使用 40 MHz 的 XTAL 时ESP32-C2 的控制台波特率默认为 115200使用 26 MHz 的 XTAL 时,其波特率默认为 74880。
.. only:: not esp32c2
{IDF_TARGET_NAME} 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 <https://www.putty.org/>`_ `PuTTY SSH Client <https://www.putty.org/>`_ 既可用于 Windows 也可用于 Linux。您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。
.. figure:: ../../_static/putty-settings-windows.png
:align: center
:alt: 在 Windows 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数
:figclass: align-center
在 Windows 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数
.. figure:: ../../_static/putty-settings-linux.png
:align: center
:alt: 在 Linux 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数
:figclass: align-center
在 Linux 操作系统中使用 PuTTY 设置串口通信参数
然后,请检查 {IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 的应用程序,请参考 `输出示例`_
.. 注解::
请在验证完串口通信正常后,关闭串口终端。如果您让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,因此您不用安装串口终端程序。
- 参考 `在 Linux 和 macOS 上查看端口`_,运行以下命令::
ls /dev/cu.*
- 您会看到类似如下输出::
/dev/cu.Bluetooth-Incoming-Port /dev/cu.SLAB_USBtoUART /dev/cu.SLAB_USBtoUART7
- 根据您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
``device_name`` 替换为运行 ``ls /dev/cu.*`` 后出现的设备串口号。
- 您需要的正是 **屏幕** 显示的日志。日志内容取决于加载到 {IDF_TARGET_NAME} 的应用程序,请参考 `输出示例`_。请使用 Ctrl-A + \\ 键退出 **屏幕** 会话。
.. 注解::
请在验证完串口通信正常后,关闭 **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。
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。
.. highlight:: none
::
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,您可以继续进行安装,并最终将应用程序上载到 {IDF_TARGET_NAME}。
.. 注解::
在某些串口接线方式下,在 {IDF_TARGET_NAME} 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`_
如您在安装 {IDF_TARGET_NAME} 硬件开发的软件环境时,从 :ref:`get-started-connect` 跳转到了这里,请从 :ref:`get-started-configure` 继续阅读。
.. _esptool 文档: https://docs.espressif.com/projects/esptool/en/latest/advanced-topics/boot-mode-selection.html#automatic-bootloader