OVMS3-idf/docs/zh_CN/get-started/index.rst
2020-02-24 12:55:55 +01:00

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快速入门
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:link_to_translation:`en:[English]`
本文档旨在指导用户搭建 {IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 开发板等步骤。
.. include-build-file:: inc/version-note.inc
概述
============
.. only:esp32
ESP32 SoC 芯片支持以下功能:
* 2.4 GHz Wi-Fi
* 蓝牙 4.2
* 高性能双核
* 超低功耗协处理器
* 多种外设
.. only:esp32s2
ESP32-S2 SoC 芯片支持以下功能:
* 2.4 GHz Wi-Fi
* 超低功耗协处理器
* 多种外设
{IDF_TARGET_NAME} 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 {IDF_TARGET_NAME} 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。
准备工作
=============
硬件:
* 一款 **{IDF_TARGET_NAME}** 开发板
* **USB 数据线** (A 转 Micro-B)
* PCWindows、Linux 或 Mac OS
软件:
* 设置 **工具链**,用于编译 {IDF_TARGET_NAME} 代码;
* **编译工具** —— CMake 和 Ninja 编译工具,用于编译 {IDF_TARGET_NAME} **应用程序**
* 获取 **ESP-IDF** 软件开发框架。该框架已经基本包含 {IDF_TARGET_NAME} 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 <https://www.eclipse.org/>`_
.. figure:: ../../_static/what-you-need.png
:align: center
:alt: {IDF_TARGET_NAME} 应用程序开发
:figclass: align-center
{IDF_TARGET_NAME} 应用程序开发
开发板简介
===========================
请点击下方连接,了解有关具体开发板的详细信息。
.. only:: esp32
.. toctree::
:maxdepth: 1
ESP32-DevKitC <../hw-reference/esp32/get-started-devkitc>
ESP-WROVER-KIT <../hw-reference/esp32/get-started-wrover-kit>
ESP32-PICO-KIT <../hw-reference/esp32/get-started-pico-kit>
ESP32-Ethernet-Kit <../hw-reference/esp32/get-started-ethernet-kit>
.. _get-started-step-by-step:
详细安装步骤
=========================
请根据下方详细步骤,完成安装过程。
设置开发环境
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
* :ref:`get-started-get-prerequisites` :doc:`Windows <windows-setup>`:doc:`Linux <linux-setup>`:doc:`macOS <macos-setup>`
* :ref:`get-started-get-esp-idf`
* :ref:`get-started-set-up-tools`
* :ref:`get-started-set-up-env`
创建您的第一个工程
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
* :ref:`get-started-start-project`
* :ref:`get-started-connect`
* :ref:`get-started-configure`
* :ref:`get-started-build`
* :ref:`get-started-flash`
* :ref:`get-started-build-monitor`
.. _get-started-get-prerequisites:
第一步:安装准备
=============================
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:
.. toctree::
:hidden:
Windows <windows-setup>
Linux <linux-setup>
MacOS <macos-setup>
+-------------------+-------------------+-------------------+
| |windows-logo| | |linux-logo| | |macos-logo| |
+-------------------+-------------------+-------------------+
| `Windows`_ | `Linux`_ | `Mac OS`_ |
+-------------------+-------------------+-------------------+
.. |windows-logo| image:: ../../_static/windows-logo.png
:target: ../get-started/windows-setup.html
.. |linux-logo| image:: ../../_static/linux-logo.png
:target: ../get-started/linux-setup.html
.. |macos-logo| image:: ../../_static/macos-logo.png
:target: ../get-started/macos-setup.html
.. _Windows: ../get-started/windows-setup.html
.. _Linux: ../get-started/linux-setup.html
.. _Mac OS: ../get-started/macos-setup.html
.. _get-started-get-esp-idf:
第二步:获取 ESP-IDF
=================================
在围绕 {IDF_TARGET_NAME} 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 <https://github.com/espressif/esp-idf>`_
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。
.. note::
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。
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
打开终端,后运行以下命令:
.. include-build-file:: inc/git-clone-bash.inc
ESP-IDF 将下载至 ``~/esp/esp-idf``
请前往 :doc:`/versions`,查看 ESP-IDF 不同版本的具体适用场景。
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
除了安装必要工具外,第一步中介绍的 :ref:`get-started-windows-tools-installer` 也能同时下载 ESP-IDF 本地副本。
请前往 :doc:`/versions`,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 :ref:`指南 <get-esp-idf-windows-command-line>` 手动下载 ESP-IDF。
.. _get-started-set-up-tools:
第三步:设置工具
=================================
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。
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
请根据第一步中对 Windows (:ref:`get-started-windows-tools-installer`) 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:
.. code-block:: batch
cd %userprofile%\esp\esp-idf
install.bat
或使用 Windows PowerShell
.. code-block:: powershell
cd ~/esp/esp-idf
./install.ps1
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: bash
cd ~/esp/esp-idf
./install.sh
自定义工具安装路径
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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 ``$HOME/.espressif`` 和 Windows 系统的 ``%USERPROFILE%\.espressif``。此外,您可以可以将工具安装到其他目录中,但请在运行安装脚本前,重新设置环境变量 ``IDF_TOOLS_PATH``。注意,请确保您的用户已经具备了读写该路径的权限。
如果修改了 ``IDF_TOOLS_PATH`` 变量,请确保该变量在每次执行“安装脚本” (``install.bat````install.ps1````install.sh``) 和导出脚本 (``export.bat````export.ps1````export.sh``) 均保持一致。
.. _get-started-set-up-env:
第四步:设置环境变量
=======================================
此时,您刚刚安装的工具尚未添加至 PATH 环境变量,无法通过“命令窗口”使用这些工具。因此,必须设置一些环境变量,这可以通过 ESP-IDF 提供的另一个脚本完成。
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Windows 安装器(:ref:`get-started-windows-tools-installer` )可在“开始”菜单创建一个 "ESP-IDF Command Prompt" 快捷方式。该快捷方式可以打开命令提示符窗口,并设置所有环境变量。您可以点击该快捷方式,然后继续下一步。
此外,如果您希望在当下命令提示符窗口使用 ESP-IDF请使用下方代码
.. code-block:: batch
%userprofile%\esp\esp-idf\export.bat
或使用 Windows PowerShell
.. code-block:: powershell
.$HOME/esp/esp-idf/export.ps1
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
请在您需要运行 ESP-IDF 的“命令提示符”窗口运行以下命令:
.. code-block:: bash
. $HOME/esp/esp-idf/export.sh
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````.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。
.. _get-started-start-project:
第五步:开始创建工程
========================================
现在,您可以开始准备开发 {IDF_TARGET_NAME} 应用程序了。您可以从 ESP-IDF 中 :idf:`examples` 目录下的 :example:`get-started/hello_world` 工程开始。
:example:`get-started/hello_world` 复制至您本地的 ``~/esp`` 目录下:
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: bash
cd ~/esp
cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/hello_world .
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: batch
cd %userprofile%\esp
xcopy /e /i %IDF_PATH%\examples\get-started\hello_world hello_world
ESP-IDF 的 :idf:`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。
.. important::
ESP-IDF 编译系统不支持带有空格的路径。
.. _get-started-connect:
第六步:连接设备
==========================================
现在,请将您的 {IDF_TARGET_NAME} 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``
- **Linux 操作系统:**``/dev/tty`` 开始
- **MacOS 操作系统:**``/dev/cu.`` 开始
有关如何查看串口名称的详细信息,请见 :doc:`establish-serial-connection`
.. note::
请记住串口名,您会在下面的步骤中用到。
.. _get-started-configure:
第七步:配置
=========================
请进入 :ref:`get-started-start-project` 中提到的 ``hello_world`` 目录,并运行工程配置工具 ``menuconfig``
Linux 和 MacOS 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: bash
cd ~/esp/hello_world
idf.py menuconfig
Windows 操作系统
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
.. code-block:: batch
cd %userprofile%\esp\hello_world
idf.py menuconfig
如果之前的步骤都正确,则会显示下面的菜单:
.. figure:: ../../_static/project-configuration.png
:align: center
:alt: 工程配置 — 主窗口
:figclass: align-center
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````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
.. only:: esp32
.. attention::
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(:ref:`CONFIG_FREERTOS_UNICORE`)。
.. _get-started-build:
第八步:编译工程
=========================
请使用以下命令,编译烧录工程:::
idf.py build
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。
.. code-block:: none
$ idf.py build
Running cmake in directory /path/to/hello_world/build
Executing "cmake -G Ninja --warn-uninitialized /path/to/hello_world"...
Warn about uninitialized values.
-- Found Git:/usr/bin/git (found version "2.17.0")
-- Building empty aws_iot component due to configuration
-- Component names: ...
-- Component paths: ...
... (more lines of build system output)
[527/527] Generating hello-world.bin
esptool.py v2.3.1
Project build complete. To flash, run this command:
../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 40m 0x10000 build/hello-world.bin build 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin
or run 'idf.py -p PORT flash'
如果一切正常,编译完成后将生成 .bin 文件。
.. _get-started-flash:
第九步:烧录到设备
=============================
请使用以下命令,将刚刚生成的二进制文件烧录至您的 {IDF_TARGET_NAME} 开发板:
``idf.py -p PORT [-b BAUD] flash``
请将 PORT 替换为 {IDF_TARGET_NAME} 开发板的串口名称,具体可见 :ref:`get-started-connect`
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 :ref:`idf.py`
.. note::
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``
.. code-block:: none
Running esptool.py in directory [...]/esp/hello_world
Executing "python [...]/esp-idf/components/esptool_py/esptool/esptool.py -b 460800 write_flash @flash_project_args"...
esptool.py -b 460800 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 40m 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x8000 partition_table/partition-table.bin 0x10000 hello-world.bin
esptool.py v2.3.1
Connecting....
Detecting chip type... {IDF_TARGET_NAME}
Chip is {IDF_TARGET_NAME}D0WDQ6 (revision 1)
Features: WiFi, BT, Dual Core
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Changing baud rate to 460800
Changed.
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Flash params set to 0x0220
Compressed 22992 bytes to 13019...
Wrote 22992 bytes (13019 compressed) at 0x00001000 in 0.3 seconds (effective 558.9 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 82...
Wrote 3072 bytes (82 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 5789.3 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 136672 bytes to 67544...
Wrote 136672 bytes (67544 compressed) at 0x00010000 in 1.9 seconds (effective 567.5 kbit/s)...
Hash of data verified.
Leaving...
Hard resetting via RTS pin...
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。
.. note::
(目前不支持)如果您希望使用 Eclipse IDE而非 ``idf.py``,请参考 :doc:`Eclipse 指南 <eclipse-setup>`
.. _get-started-build-monitor:
第十步:监视器
======================
您可以使用 ``make 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,:doc:`IDF 监视器 <../api-guides/tools/idf-monitor>` 应用程序将启动:::
$ idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor
Running idf_monitor in directory [...]/esp/hello_world/build
Executing "python [...]/esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 [...]/esp/hello_world/build/hello-world.elf"...
--- idf_monitor on /dev/ttyUSB0 115200 ---
--- Quit: Ctrl+] | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
ets Jun 8 2016 00:22:57
rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
ets Jun 8 2016 00:22:57
...
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。
.. code-block:: none
...
Hello world!
Restarting in 10 seconds...
I (211) cpu_start: Starting scheduler on APP CPU.
Restarting in 9 seconds...
Restarting in 8 seconds...
Restarting in 7 seconds...
您可使用快捷键 ``Ctrl+]``,退出 IDF 监视器。
.. only:: esp32
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。
.. figure:: ../../_static/get-started-garbled-output.png
:align: center
:alt: 乱码输出
:figclass: align-center
此时,您可以:
1. 退出监视器。
2. 打开 :ref:`menuconfig <get-started-configure>`
3. 进入 ``Component config`` --> ``ESP32-specific`` --> ``Main XTAL frequency`` 进行配置,将 :ref:`CONFIG_ESP32_XTAL_FREQ_SEL` 设置为 26 MHz。
4. 然后,请重新 :ref:`编译和烧录 <get-started-flash>` 应用程序。
.. note::
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 :doc:`IDF 监视器 <../api-guides/tools/idf-monitor>`,了解更多使用 IDF 监视器的快捷键和其他详情。
- 请前往 :ref:`idf.py`,查看更多 ``idf.py`` 命令和选项。
**恭喜,您已完成 {IDF_TARGET_NAME} 的入门学习!**
现在,您可以尝试一些其他 :idf:`examples`,或者直接开发自己的应用程序。
更新 ESP-IDF
================
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 :ref:`get-started-get-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 :ref:`更新 <updating>` 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 :ref:`get-started-set-up-tools`
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 :ref:`get-started-set-up-env`
相关文档
=================
.. toctree::
:maxdepth: 1
establish-serial-connection
eclipse-setup
../api-guides/tools/idf-monitor
toolchain-setup-scratch
:esp32: ../get-started-legacy/index
.. _Stable version: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/stable/
.. _Releases page: https://github.com/espressif/esp-idf/releases