概述
目前有多种支持esp32开发的ide:
vscode visual studio+visual gdb esp ide(eclipse) clang …
上面的几种环境我都测试过,对比过后还是比较推荐vscode+espidf的方式,所以本文章主要介绍基于vscode和espidf搭建esp32的开发环境,并实现在线单步调试的功能。另外,esp32-s3系列可以直接通过芯片的usb接口直接进行调试,可以不需要外部的调试器,本文会分别介绍这两种调试方式。
视频版教程
【esp32开发】vscode+espidf开发环境搭建(实现单步调试)
硬件
esp32-s3开发板,购买的是muse lab的nanoESP32-S3开发板: 仿真器是乐鑫官方ESP-Prog,带串口和jtag接口: ![ESP-Prog](https://img-blog.csdnimg.cn/b5c89b3ca02841b685310fdde509cea4.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_19,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
硬件连线说明
硬件连接方式如下,注意ESP-Prog的串口TXD和RXD引脚分别对应开发板上面的TXD和RXD引脚,不需要交叉连接: ![硬件连线图](https://img-blog.csdnimg.cn/e2cb28f313804a1da47818eb1e7b2681.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
环境搭建
esp-idf下载和安装
请前往该链接:https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/?idf=4.4,点击下图红框选项下载esp-idf框架离线安装包。 下载后进行安装。
python 3.9.2安装
请前往python官网,下载并安装python。
git安装
请前往git官网,下载并安装python。
vscode安装
请前往visual studio code官网,下载并安装visual studio code。
vscode的乐鑫esp插件安装
打开vscode,打开扩展商店,搜索Espressif IDF并点击安装; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/81447017a98c42c0a8a5663eff98e1ff.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 安装完成后,点击键盘的F1,输入ESP-IDF: Configure ESP-IDF extension后回车,等待进行配置,选择第三个选项; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/0a99d99f9f164e91af1a079e9d525cf2.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 等待自动配置完成,关闭窗口,如果中间提示pip有更新,则需要先更新pip。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/3d56e468bff5465da9465a58ef69adaa.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
ESP-Prog设置
首先需要修改ESP-Prog的usb驱动,下载zadig; ESP-Prog通过usb连接到电脑,打开zadig,点击Option下的List All Devices; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/634eb3fbb9c943f399f59e5d1fad3c39.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_17,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 注意要选择Dual RS232-HS (Interface 0),不能选择Interface 1,因为Interface 1是串口驱动; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/46c4e64e846d45cda4fee0daf608570d.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_17,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 点击Replace Driver; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/9db495bfed90475db6c9fc234ce87ea4.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_17,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 等待安装成功; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/4f385a4b67484f74b489a6c370ac903a.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_17,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center) 检查一下,确认成功安装,注意如果更换了usb接口,需要重新安装驱动; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/643eb4e8b125480da5fe9574aa0e32ce.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_14,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
demo测试
创建示例工程
新建一个blink的示例工程,点击键盘的F1,然后输入example; 选择本地idf路径; 选择要创建的示例工程,然后确定要保存的路径。 esp-idf插件底栏按键介绍: ①选择串口端口号,如COM10; ②选择芯片型号; ③工程idf设置,相当于menuconfig; ④清理所有编译文件; ⑤编译; ⑥烧录方式,如uart、jtag和DFU; ⑦烧录; ⑧log监视窗口(monitor); ⑨编译+烧录+自动打开log监视窗口; ⑩openocd配置,开启openocd或停止openocd。
编译和烧录
先配置uart烧录端口,要根据自己实际端口号来选择,然后选择芯片型号,一定要选择目标芯片,不然编译会报错,我选的是ESP32-S3 (ESP-PROG JTAG),即外部jtag; 点击底栏的编译图标,等待编译完成; 点击底栏的烧录图标,首次烧录还需要选择烧录方式,我选择uart,然后等待烧录完成。
log打印
点击底栏的log监视图标,查看log打印。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1d35db84c2b0433091433459674665c9.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
menuconfig设置
点击底栏的设置图标,该功能相当于idf.py menuconfig命令。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/dfebffc12803473e880d4fc5d7789213.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
调试
esp32-s3在调试前,还需要额外配置调试接口的连接方式,因为esp32-s3默认的调试接口是内部usb-jtag接口,所以需要配置为使用外部jtag接口,执行下面操作: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/9a3ef633b0db4c98962b6c601b6a0f72.png#pic_center)
上电按住开发板的boot按键,执行espefuse.py -p COM10 burn_efuse STRAP_JTAG_SEL指令,设置一次即可,指令中的COM10是uart端口号;每次上电时将GPIO3浮空或拉低到地(上电时将GPIO3浮空或拉低到地,是选择使用外部jtag接口;上电时将GPIO3拉高到3.3v,则是选择使用内部usb-jtag接口)。
第一种方式:使用外部的ESP-Prog进行调试
连线方式,ESP-Prog通过usb连接到电脑,开发板通过左边的ESPLink这个type-c接口连接到电脑: 外部jtag调试器必须按照本文中ESP-Prog设置的说明来配置;把.vscode/launch.json文件修改为以下内容, 本配置参考了其他教程,原文地址:https://blog.csdn.net/qq_24679791/article/details/121441755, 但下面配置来源于复制乐鑫官方github的说明文档中,关于Use Microsoft C/C++ extension to debug的内容,地址:https://github.com/espressif/vscode-esp-idf-extension/blob/master/docs/DEBUGGING.md, 复制过来后,把"name": "GDB"修改为"name": "ESP32-S3 DEBUG";
{
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "ESP32-S3 DEBUG",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "${command:espIdf.getXtensaGdb}",
"program": "${workspaceFolder}/build/${command:espIdf.getProjectName}.elf",
"windows": {
"program": "${workspaceFolder}\\build\\${command:espIdf.getProjectName}.elf"
},
"cwd": "${workspaceFolder}",
"environment": [{ "name": "PATH", "value": "${config:idf.customExtraPaths}" }],
"setupCommands": [
{ "text": "target remote :3333" },
{ "text": "set remote hardware-watchpoint-limit 2"},
{ "text": "mon reset halt" },
{ "text": "thb app_main" },
{ "text": "flushregs" }
],
"externalConsole": false,
"logging": {
"engineLogging": true
}
}
]
}
4. 执行上文的编译和烧录后,点击底栏的openocd配置图标,并点击顶部Start Openocd,启动调试前必须执行这一步的操作; 5. 如果成功连接到芯片,会显示下图的信息,其中: ①为usb lib的错误信息,可以忽略; ②为成功连接到芯片的信息,如果连接不到芯片,会显示all zero或者all one的字眼; 6. 在主函数中任意地方打一个断点; 7. 点击键盘的F5,启动调试,根据我的经验,前两次启动都是启动失败的,第三次才启动成功,所以要多试几次; 8. 把变量添加到监视窗口、单步调试和停止调试; 9. 停止openocd,同样是点击底栏的openocd配置图标,然后点击Stop Openocd Running。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/918b7b6035784d49a381de3cff43030b.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA77-9IE1hcm5vb24=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)
第二种方式:使用模块自带的usb-jtag接口进行调试
因为开发板自带串口转usb,而且板载两个type-c接口,所以开发板仅需通过两条type-c线连接电脑,即可实现烧录和仿真的全部操作,无需飞线到外部的ESP-Prog。
连线方式,注意上电时,GPIO3必须要拉高到3.3v(我已修改过efuse的STRAP_JTAG_SEL标志位,没有修改efuse的话,默认就是使用内部usb-jtag功能); 查看usb是否正确显示USB JTAG/serial debug unit; 点击底栏的选择芯片型号图标,选择ESP32-S3 (Build-in USB JTAG); 点击底栏的烧录方式图标,选择jtag烧录或uart烧录; 编译和重新烧录;依次执行上文调试部分第一种方式的步骤3,4,5,6,7,8,9。
总结
通过上面的操作,已经成功搭建了esp32的vscode开发和调试环境,接下来就可以进行项目开发。在上文操作的过程中,如果遇到其他问题或者有更好的实现方法,欢迎在评论区留言,留下您宝贵的建议。
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