乐鑫ESP32入门到精通项目开发参考百例下载：

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3.1 ESP-IDF 简介 
ESP-IDF（Espressif IoT Development Framework）是乐鑫（Espressif Systems）为 ESP 系列芯片开发的物联网开发框架。它支持 ESP32、ESP32-S、ESP32-C 和 ESP32-H 系列 SoC，基于 C/C++语言提供了一个自给自足的 SDK，方便用户在这些平台上开发通用应用程序。ESP-IDF 具有免费开源、专业稳定、功能丰富和易于使用等特点。它支持 Eclipse 和 VSCode 等 IDE，集成了大量的软件组件，包括 RTOS、外设驱动程序、网络栈、多种协议实现技术以及常见应用程序的使用助手。此外，ESP-IDF 还提供了详尽的软件组件使用和设计文档，包含 100 多个示例，有助于开发人员充分理解 ESP-IDF 功能，并从中挑选最适合构建其应用程序的模块。 
下面我们来看一下 Windows 系统下 ESP-IDF 的安装流程。 
3.2 安装 ESP-IDF 物联网开发框架 
3.2.1 下载 ESP-IDF 物联网开发框架 
打开乐鑫官方 Windows 安装下载中心下载 ESP32-IDF 安装包，找到 5.1.2 离线安装包。ESP32 的开源物联网开发框架安装包如下图所示： 

 
图 3.2.1.1 ESP32-IDF 安装包（部分截图） 
上图中 ESP32-IDF v5.1.2 - Offine Installer，5.1.2 是当前最新版本，如果没有 ESP32-IDF v5.1.2 - Offine Installer，说明官方有更新最新版本。我们建议使用离线 ESP32-IDF 安装包，因为使用在线 ESP32-IDF 安装包搭建环境需要网络的支持，所以我们不能保证网络下载过程中丢失某些文件，从而导致搭建环境失败。 
下载成功后，在安装程序上单击右键选择<以管理员身份运行>运行 esp-idf-tools-setup-
 
图 3.2.1.2 以管理员身份运行 IDF 安装文件打开安装程序后选择简体中文安装，如下图所示： 
 
图 3.2.1.3 选择简体中文 
往下走就是许可协议，勾选“我同意此协议”，单击下一步，如下图所示： 
 
图 3.2.1.4 勾选“我同意此协议” 
如果是第一次安装，会出现如下图提示。 
 
安装程序会检查你当前系统有没有打开"长路径支持"，因为 GNU 编译器产生的编译文件会有非常深的目录结构，如果不支持长路径，编译可能出现文件不存在，目录不存在等奇怪的错误。这里单击应用修复按钮，可以修复这个问题。 
在弹出的确认对话框中，选择是，开始修复。 
 
图 3.2.1.6 在注册表中启用长路径如果修复不成功，一般情况是安装软件打开时没有使用管理员权限打开，可以手动修改注册表来支持长路径：打开注册表 HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem\LongPat hsEnabled 设置为 1。如下图所示： 
 
修复完成之后，点击下一步。 
接下来一步，开始选择安装目录，安装程序默认的安装位置为 C:\Espressif，但这里我是安装在 D 盘，如果全部源码编译后可能产生几十 G 的大小占用，我们在 D 盘下创建 ESP32\Espre ssif 文件夹来保存 ESP32-IDF 库安装过程中生成的文件，如下图所示： 
 
图 3.2.1.8 设置安装路径 
这个安装路径非常重要，因为 VS Code 软件的 IDF 插件需要此路径来获取相关文件，所以开发者务必牢记该路径。 
下一步，确认安装组件，这里全部打勾，默认完全安装时 ESP32C2 是不打勾的（如下图所示），看需要自己选择。然后单击下一步。 
 
图 3.2.1.9 选择安装组件我们选择全部安装。点击下一步再次确认安装目录信息，然后单击安装。安装完成，三个全部勾选，1、2 用于测试环境安装是否成功，3 是将 IDF 工具链加入杀毒工具排除项，以加快编译速度，如下图所示： 
 
3.2.2 验证 ESP-IDF 库 
ESP-IDF 安装完成之后，系统自动打开两个窗口，它们分别为 PowerShell 命令行和传统的 cmd 命令行窗口，分别如下图所示： 
 

从上图中可以看到，当出现红色方框内的内容时，可以初步证明安装是没有问题的，同时这两个窗口都提示“idf.py build”字符串，它是 ESP32-IDF 库提供的编译代码命令。到此，我们如何验证 ESP32-IDF 库安装是否成功呢？这里我们使用 ESP32-IDF 库提供的实例来验证安装是否成功。首先我们打开 D:\ESP32\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.1.2\examples\get-started 路径，在此路径下包含三个 ESP32-S3 例程，如下图所示： 
 
这里我们使用第二个例程（hello_world）来验证 ESP32-IDF 库是否安装成功，首先拷贝这里例程的路径，然后在 PowerShell 或 cmd 命令行窗口输入命令“cd D:\ESP32\Espressif\framew orks\esp-idf-v5.1.2\examples\get-started\hello_world”，最后按回车进入此例程，如下图①所示： 
 
此时在此窗口输入命令“idf.py build”（上图②）编译此工程，编译结果如下所示： 
 
 窗口提示命令“idf.py -p (port) flash”，证明 ESP32-IDF 库安装完成。开发者也可以使用其他命令来验证，如命令（idf.py Menuconfig 进入菜单配置、idf.py set-target xxx 选择芯片或者是 idf.py monitor 开启监控等）。 
3.2.3 添加 ESP32-IDF 的环境变量 
按照此过程（此电脑→属性→高级系统→环境变量）打开，如下图所示： 
 
图 3.2.3.1 添加环境变量 
如果 ESP32-IDF 库安装成功，则系统自动为我们添加上图中的 IDF_TOOLS_PATH 和
IDF_PATH 环境变量，否则手动添加这两个环境变量。 
3.3 搭建开发环境 
3.3.1 下载与安装 VSCode 
鉴于我们使用的是 VSCode IDE 搭配官方 IDF 的方式进行开发，我们接下来便介绍一下
VSCode 的安装过程。 
首先，进入 VSCode 官方下载页面，根据系统需求选择下载安装包下图是 VSCode
 
图 3.3.1.1 VSCode 官网下载界面 
     这里，我们选择 Windows 版本进行下载。因为，我们是在 Windows 环境下进行的开发，故在此介绍 Windows 版本的下载步骤。不出意外，其它版本的下载方式应该也是一样的。这里我们不多废话，直接点击下载。 
     下载完后，我们按照如下所示步骤进行即可： 
 

 在该步骤中，路径如需更改的，请您点击“浏览”进行更改，但请注意：修改的路径最好不要出现中文，以避免在往后的开发过程中遇到问题而导致重装软件，这对您来说就得不偿失了。 
 
     如需修改，同样点击“浏览”进行设置，无需修改的话直接点击“下一步”即可。 
 
     这一步骤同样是有需求的都勾上，我们建议是都勾上。 
 
 
 
详细的个性化设置我们便不多介绍了，在这里我们介绍如何设置中文界面。 
我们在上图 3.4.8 中找到最左边一栏的“扩展”在搜索框中输入“Chinese”即可出现红色框内的扩展应用，然后我们点击安装并重启软件即可。 
至此，VSCode 的安装与配置便算是大功告成了。感谢您能耐心看到此处。 

3.3.2 安装 Espressif IDF 插件 
打开VS Code软件，然后按下快捷键“Ctrl+Shift+X”进入应用商城，在搜索栏下搜索Espressif 
IDF 插件，点击安装即可： 
 
至此 Espressif IDF 插件就算安装好了，接下来我们来看看插件的配置。 
3.3.3 配置 Espressif IDF 
快捷键 ctrl+shift+p 呼出命令栏，在弹如下提示框后，搜索“配置 ESP 插件”，或者在使用快捷键 ctrl+shift+p 呼出命令栏后，在搜索框输入配置命令：Configure ESP-IDF。 
 
 
 
到这一步需要注意的两点： 
     ①：这一项有两个选项，我们选择“Espressif”，不选择“Github”。因为，国内用户安装 “Github”会非常的慢，有时甚至会下载失败，所以我们选择“Espressif”选项即可。经过之前的配置选择该选项也会快很多。 
     ②：这一项也很关键，这是我们编译工具目录，路径选择不对安装也会失败。 
     然后我们点击右下角“install”进行安装： 
 
这里我们选择下载“ESP-IDF Tools”： 
 
 

安装完成后会出现如下提示： 
 

 
问题来了？我们知道 ESP32-S3 可以使用串口下载，那么它的串口波特率是多少呢？这里我们可在上图扩展设置中设置串口波特率，如下图所示： 
 
图 3.6.12 串口波特率设置 
安装 Espressif IDF 插件之后，按下快捷键“Ctrl+,”进入设置界面，在此界面下将设置以 json 文件打开，如下所示： 
 
将设置以 JSON 方式打开，上面的部分是我们自己创建的一些设置，下面是 Espressif IDF 插件根据 ESP 环境变量自动生成的一些配置，一般不需要更改，如下代码所示： 
{ 
    /* 上面的部分是我自己创建的一些设置 */ 
"editor.insertSpaces": false,                /* 自动插入空格禁用*/ 
    "editor.detectIndentation": false,           /* 启用时根据文件内容进行重写*/ 
    "editor.renderControlCharacters": true,     /* 是否显示控制字符：启用*/ 
    "editor.renderWhitespace": "all",            /* 显示4个空格是.... */ 
    "editor.tabSize": 4,                         /* tab设置为4个空格*/ 
    "editor.fontSize": 18,                       /* 代码字体大小*/ 
    "editor.fontFamily": "Monaco, 'Courier New', monospace", /* 代码字体*/     "update.mode": "manual",                     /* 设置不自动更新*/ 
} 
3.4 调试相关工具介绍 
经过前面的配置，我们已经完成了 VSCode 软件下开发 ESP32-S3 的环境搭建。下面我们重点来讲解 VS Code 软件提供用户调试相关的工具有哪些，如下所示： 
 
图 3.4.1 调试相关工具 
1，选择串口（插头）：即连接开发板的下载串口号，VS 会列出当前连接电脑的所有串口让你选择，这个会记录，再新打开 VSCode 不用重新选择，开发过程中尽量不要更换 USB 线的电脑插口，否则串口号会变。 
2，选择目标芯片：对应 idf 命令 idf.py set-target xxxx。即你当前这个工程是要下载到什么芯片上面，如 ESP32 S2,S3,C2,C3 等等，工程要与芯片相匹配，这个选择是写入当前工程配置的，一般不用更改，工程下配置文件基本已经选择好的。 
3，选择当前工程目录（文件夹）：也不用修改，一般打开工程时会默认操作都在这个工程目录下 
4，工程配置菜单（齿轮）：对应 idf 命令 idf.py menuconifg，用来配置当前工程的一些设置，配置项非常多，建议使用到再修改。一般代码工程都是配置好的，且不用修改 
5，清除工程（垃圾桶）：清除工程编译文件，一般用于压缩拷贝工程文件时用到，清除后工程目录占用空间会占用非常小，KB 级，编译后为百 MB 级，还有一些编译过程中奇奇怪怪的问题也可以先清除编译后再编译 
6，编译工程（圆柱体）：编译当前工程，只是编译，没有下载功能 
7，选择下载模式（五角星）：一般都是选择串口 UART 方式下载 
8，下载（闪电）：下载编译好的固件到设备芯片上，这里只是下载，没有编译功能，修改代码后要先编译再点这个下载，所做的修改才有效。 
9，串口监控（小电视）：打开与设备连接的串口，打印设备串口信息 
10，编译/下载/监控（一团火）：最常用的一个，它将编译下载和打开串口监控做在了一起，点一次全部搞定 
11，打开命令行：打开命令行窗口，且会定位在当前项目路径下，可以执行 idf 的一些命令 
12，执行自定义任务：不使用 
13，工程的错误与警告提示