1~2 课程简介+ESP32-IDF环境搭建、存储结构、启动流程（虚拟机Linux环境下）

哔站“宸芯IOT”视频链接

一、课程内容介绍

1.什么是ESP32

• ESP32是集成2.4GHz Wi-Fi和蓝牙双模的单芯片方案，具有超高的射频性能、稳定性、通用性和可靠性，以及超低的功耗，满足不同的功耗需求，适用于各种应用场景。
• ESP32是ESP8266的后继产品，具有比ESP8266更出色的性能以及更优秀的能力；
• ESP32主要面向IOT（Internet of Things，物联网）领域，同时它也和MCU一样具备很多外设（如UART、I2C、SPI、SDIO、PWM等）因此可满足大部分的单芯片产品解决方案；
• ESP32有多种开发方式：Micropython、arduino、esp-idf；（可以从官网免费获得其SDK，里面大部分的源码是开源的）

2.ESP32-IDF开发环境

1. ESP32-IDF基于C/C++开发；
2. ESP32-IDF是乐鑫官方主推的开发环境，也是其更新维护较为频繁的SDK（很多新的特性以及bug修复都会第一时间在ESP-IDF上进行发布）；
3. 使用ESP-IDF开发出来的程序固件运行速度比arduino、Micropython开发出来快；

3.常见的ESP32型号

特性	ESP32	ESP32-S2	ESP32-S3	ESP32-C3	ESP32-C6
内核	Xtensa LX6双核处理器	Stensa single-core32-bit LX7	Xtensa dual-core 32-bit LX7	RISC-V	RISC-V
主频	240MHz	240MHz	240MHz	160MHz	160MHz
无线协议	BT 4.2、BLE、2.4G WiFi	2.4G WiFi	BT5.0、 BLE、2.4G WiFi	BT5.0、BLE、2.4GWiFi	BT5.0、BLE、IEEE802.15.4（可支持Zigebee和Thread协议）
SRAM	520KB	320KB	512KB	400KB	512KB
ROM	448KB	128KB	384KB	384KB	320KB
GPIO数量	34	43	45	22	30
			额外增加用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令（vector instructions），可用于部分AI开发

• ESP32这个经典型号无论是外设还是内部RAM资源都基本满足我们的学习需求；价格相对中肯；
• S2定位较为模糊，裁剪了很多东西；
• 项目中需要更低成本的可以考虑C系列；如果要用到AI方面可以考虑S3；

4.ESP32开发板推荐

二、ESP32开发环境搭建

1. 需要安装的软件

• 软件下载链接（百度网盘）

(1)Vscode、Git安装【需要使用Git从Github或Gitee下载最新的ESP-IDF的SDK代码】具体步骤可参考这篇博客

(2)VMware虚拟机安装

• 电脑配置要求：
  • 运行内存16GB（推荐32GB以上）；
  • 200G以上的硬盘空间；
• 下载软件
  
• 双击下载好的Vmware安装程序；
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

(3)在Vmware虚拟机中安装Ubuntu

• 打开安装好的Vmware
  
  
  
  
  

  

  

  
  
  
  
  
  
  
  

• 等待出现下面界面
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  
  

• 等待很久（需要时间比较久），会系统会重启
  

• 如果进入到上面界面，依然很久没有进入下图所示的shell界面，可以按照下图中标注中重新启动
  

• 之后输入用户名和密码（输入密码是不显示的，输入完密码按回车即可）

  

• 输入指令"sudo apt-get install net-tools"安装网络工具
  

• 输入“ifconfig”指令查看IP地址
  

• 修改USB控制器
  

(4)MobaXterm安装

• MobaXterm是一款非常好用且免费的终端工具，支持很多协议，可以用MobaXtern通过SSH登录到虚拟机中的Ubuntu系统中进行开发
  
• 解压MobaXterm_Portable_v24.0，双击解压后的可执行文件；
  
• 通过SSH登录到Ubuntu系统
  
• 输入下面指令,来安装一些必要的工具

  sudo apt-get install git wget flex bison gperf python3-pip python3-venv cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0 net-tools
  

  
• 创建esp32文件夹、跳转到esp32文件夹中（该文件夹用来存放ESP32-IDF SDK）

  mkdir esp32
  cd esp32/
  

  
• 输入下面指令，通过Git拉取ESP工具（由于ESP32-IDF SDK存放在Github上，国内网络访问不太稳定，需要使用ESP工具辅助拉去ESP32-IDF SDK）

  git clone https://gitee.com/EspressifSystems/esp-gitee-tools.git
  

  
• 跳转到esp-gitee-tools文件夹中，执行jihu-mirror.sh set命令（该命令会将Github上的地址自动替换成jihu上的镜像地址）

  
  cd esp-gitee-tools
  ls
  ./jihu-mirror.sh set
  

• 回到上级目录，输入下面指令，拉取ESP-IDF SDK源码

  git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
  

  
  

• ESP-IDF有很多个版本，注意大版本之间是不兼容的，例如在V4版本上编译的项目在V5版本上基本上是编译不了的

  cd esp-idf
  git checkout v5.2
  git submodule update --init --recursive
  
  

  
  

• 安装编译工具

  //1.更换pip源，否则编译工具下载会很慢
  pip config set global.index-url http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
  pip config set global.trusted-host mirrors.aliyun.com
  	
  //2.安装编译工具【需要在esp-idf路径中执行！！！】
  ../esp-gitee-tools/install.sh  
  

  
  

• 设置环境变量并将环境变量放到.bashrc中

  source export.sh			    【需要在esp-idf路径中执行！！！】
  echo "source ~/esp32/esp-idf/export.sh" >> ~/.bashrc
  

  

• 下载课程配套源码

  cd ~/esp32
  git clone --recursive https://gitee.com/vi-iot/esp32-board.git
  

  

• 编译helloworld例程

  cd esp32-board/helloworld
  idf.py build		
  

  

• 把开发板插到电脑上
  

• 设置USB串口权限，之后把虚拟机关闭后重新打开；

  sudo usermod -aG dialout usrname		//username为自己定义的用户名
  

  

• 重启后，需要重新把USB连接到虚拟中，之后烧录helloworld例程到开发板中
  
  

• 查看打印信息的指令”idf.py monitor"，退出打印"Ctrl + ]"
  

(5)使用Vscode登录到Ubuntu系统上

• 安装"Remote SSH"插件
  
• 配置远程链接
  
  
  
  
  
  
  
• 安装插件
  
  

• 把ESP-IDF的源码路径添加到工程中，之后头文件就不会标红了并且可以查看源码
  

• 通过Vscode登录Ubuntu时使用证书的方式自动验证，避免重复输入密码
  
  

ssh-keygen -t ed25519 -C [e-mail]

2.工程目录简介

• .vscode文件夹
  

• build文件夹
  

• main文件夹
  
  

• CMakeLists.txt
  

• sdkconfig
  

3.工程配置

• 根据乐鑫产品选型工具查看芯片具体配置参数，地址
  

• 选择芯片型号"idf.py set-target esp32"
  

• 配置芯片参数"idf.py menuconfig,配置后需要重新编译工程"idf.py build"
  
  
  
  

三、ESP32的存储结构介绍

四、ESP32的启动流程