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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。

注解

这是ESP-IDF 稳定版本 v4.2 的文档，还有其他版本的文档 ESP-IDF 版本简介 供参考。

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。

硬件：

一款 ESP32 开发板

USB 数据线 (A 转 Micro-B)

PC（Windows、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。

ESP32 应用程序开发¶

请点击下方连接，了解有关具体开发板的详细信息。

请根据下方详细步骤，完成安装过程。

第一步：安装准备 （Windows 、Linux 和 macOS）

第二步：获取 ESP-IDF

第三步：设置工具

第四步：设置环境变量

第五步：开始创建工程

第六步：连接设备

第七步：配置

第八步：编译工程

第九步：烧录到设备

第十步：监视器

在正式开始创建工程前，请先完成工具的安装，具体步骤见下：

Windows

Linux

Mac OS

在围绕 ESP32 构建应用程序之前，请先获取乐鑫提供的软件库文件 ESP-IDF 仓库。

获取 ESP-IDF 的本地副本：打开终端，切换到您要保存 ESP-IDF 的工作目录，使用 git clone 命令克隆远程仓库。针对不同操作系统的详细步骤，请见下文。

注解

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。

打开终端，后运行以下命令：

ESP-IDF 将下载至 ~/esp/esp-idf。

请前往 ESP-IDF 版本简介，查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。

除了安装必要工具外，第一步中介绍的 ESP-IDF 工具安装器 也能同时下载 ESP-IDF 本地副本。

请前往 ESP-IDF 版本简介，查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。

除了使用 ESP-IDF 工具安装器，您也可以参考 指南 手动下载 ESP-IDF。

除了 ESP-IDF 本身，您还需要安装 ESP-IDF 使用的各种工具，比如编译器、调试器、Python 包等。

请根据第一步中对 Windows (ESP-IDF 工具安装器) 的介绍，安装所有必需工具。

除了使用 ESP-IDF 工具安装器，您也可以通过 命令提示符 窗口手动安装这些工具。具体步骤见下：

或使用 Windows PowerShell

本步骤中介绍的脚本将 ESP-IDF 所需的编译工具默认安装在用户根文件夹中，即 Linux 和 MacOS 系统中的 $HOME/.espressif 和 Windows 系统的 %USERPROFILE%\.espressif。此外，您可以可以将工具安装到其他目录中，但请在运行安装脚本前，重新设置环境变量 IDF_TOOLS_PATH。注意，请确保您的用户已经具备了读写该路径的权限。

如果修改了 IDF_TOOLS_PATH 变量，请确保该变量在每次执行“安装脚本” (install.bat、install.ps1 或 install.sh) 和导出脚本 (export.bat、export.ps1 或 export.sh) 均保持一致。

此时，您刚刚安装的工具尚未添加至 PATH 环境变量，无法通过“命令窗口”使用这些工具。因此，必须设置一些环境变量，这可以通过 ESP-IDF 提供的另一个脚本完成。

Windows 安装器（ESP-IDF 工具安装器 ）可在“开始”菜单创建一个 “ESP-IDF Command Prompt” 快捷方式。该快捷方式可以打开命令提示符窗口，并设置所有环境变量。您可以点击该快捷方式，然后继续下一步。

此外，如果您希望在当下命令提示符窗口使用 ESP-IDF，请使用下方代码：

或使用 Windows PowerShell

请在您需要运行 ESP-IDF 的“命令提示符”窗口运行以下命令：

注意，命令开始的 “.” 与路径之间应有一个空格！

此外，您也可以将这行代码增加至您的 .profile 或 .bash_profile 脚本中，这样您就可以在任何命令窗口使用 ESP-IDF 工具了。

现在，您可以开始准备开发 ESP32 应用程序了。您可以从 ESP-IDF 中 examples 目录下的 get-started/hello_world 工程开始。

将 get-started/hello_world 复制至您本地的 ~/esp 目录下：

ESP-IDF 的 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。

重要

ESP-IDF 编译系统不支持带有空格的路径。

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 等

Linux 操作系统： 以 /dev/tty 开始

MacOS 操作系统： 以 /dev/cu. 开始

有关如何查看串口名称的详细信息，请见 与 ESP32 创建串口连接。

注解

请记住串口名，您会在下面的步骤中用到。

请进入 第五步：开始创建工程 中提到的 hello_world 目录，并运行工程配置工具 menuconfig。

打开一个新项目后，应首先设置“目标”芯片 idf.py set-target esp32。注意，此操作将清除并初始化项目之前的编译和配置（如有）。 您也可以直接将“目标”配置为环境变量（此时可跳过该步骤）。更多信息，请见 选择“目标”芯片。

如果之前的步骤都正确，则会显示下面的菜单：

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``或 ``Y 键：选择 [*] 配置选项；N 键：禁用 [*] 配置选项

英文问号 （查询配置选项）：调出有关该选项的帮助菜单

/ 键：寻找配置工程

注意

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（CONFIG_FREERTOS_UNICORE）。

请使用以下命令，编译烧录工程：:

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。

如果一切正常，编译完成后将生成 .bin 文件。

请使用以下命令，将刚刚生成的二进制文件烧录 (bootloader.bin, partition-table.bin 和 hello-world.bin) 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 第六步：连接设备。

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 idf.py。

注解

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。

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。

注解

（目前不支持）如果您希望使用 Eclipse IDE，而非 idf.py，请参考 Eclipse 指南。

您可以使用 idf.py -p PORT 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，IDF 监视器 应用程序将启动：:

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。

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采用了 26 MHz 晶振，而 ESP-IDF 默认支持大多数开发板使用的 40 MHz 晶振。

此时，您可以：

退出监视器。

打开 menuconfig。

进入 Component config –> ESP32-specific –> Main XTAL frequency 进行配置，将 CONFIG_ESP32_XTAL_FREQ_SEL 设置为 26 MHz。

然后，请重新 编译和烧录 应用程序。

注解

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 IDF 监视器，了解更多使用 IDF 监视器的快捷键和其他详情。

请前往 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 examples，或者直接开发自己的应用程序。

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 第二步：获取 ESP-IDF 中的指示，重新完成克隆。

此外，您可以仅更新变更部分。具体方式，请前往 更新 章节查看。

注意，更新完成后，请执行 install.sh （Windows 系统中为 install.bat）脚本，避免新版 ESP-IDF 所需的工具也有所更新。具体请参考 第三步：设置工具。

一旦重新安装好工具，请使用“导出脚本”更新环境，具体请参考 第四步：设置环境变量。