ESP8266 系統環境搭建

1. 前言

因為ESP8266/ESP32這個開發環境沒少折騰，是真沒見過這麼難搞又不清晰的環境。

簡單開發可以使用Arduino IDE ，這個平臺還是挺好的。開發使用Arduino的函數庫，很高效。
不過我還是不習慣，比如範例中binker demo的LED_BUILTIN，都不能跳轉到定義，不喜歡。現在來正經搭建一個8266的環境。其實挺簡單的，只是一直沒找對地方。

在其他博主那發現官方檔案： ESP8266_RTOS_SDK Programming Guide ，我是個對知識的檢索有強迫症的人，不知道從哪找到的這個連結就渾身不舒服，最後找到在官網檔案下 esp8266分類下的入門指南連結。

搭建開發環境的具體步驟是：工具鏈、獲取SDK、設定（如果想用IDE的話還應有IDE的設定）。

開發過程的四個步驟是：

設定專案並編寫程式碼
編譯專案並連結，以構建應用程式
燒錄到ESP8266
偵錯和監控

2. 開發環境的搭建

2.1 工具鏈獲取

Windows 一體化工具鏈和 MSYS2 zip 檔案：

https://dl.espressif.com/dl/esp32_win32_msys2_environment_and_toolchain-20181001.zip

本來打算用git bash 自帶的mingw呢，結果make階段提醒要使用 mingw32下的msys。結果治好乖乖用官網提供的一體化工具了。

之後的命令都是在 MINGW32.exe 下執行的。

2.2 SDK克隆

git clone --recursive https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK.git

一定要加上 recursive 迴圈下載子模組，我沒有加，結果後面會在make的時候才下載其他庫，還下載不下來。

我加上這個引數後，發現下載的是特別慢，掛了工具都慢，等了好久終於下載完成。另一個選擇是用gitee下載SDK（不用recursive下載子模組），再用一個工具下載子模組，參考：用樂鑫國內映象構建ESP8266_RTOS_SDK開發環境

實在想不通樂鑫看重海外市場，把國內生態怎麼做得不咋好。

2.3 設定

注：工具鏈使用環境變數 IDF_PATH 存取SDK目錄，在 ~/.bash_profile 末尾新增

export IDF_PATH="G:/IOT/ESP8266/ESP8266_RTOS_SDK"

使用source命令使之生效

source ~/.bash_profile

下載其他工具

ESP8266編譯和燒錄基於Python實現，需要安裝python的庫。

$ python -m pip install -r $IDF_PATH/requirements.txt

到這裡，環境設定就完成了。不不不

ESP8266專有工具鏈設定

一體化環境是為了ESP32設定的，ESP8266還需要下載特定的工具鏈，這個官網檔案或者RTOS說明中也有連結：

v8.4.0

https://dl.espressif.com/dl/xtensa-lx106-elf-gcc8_4_0-esp-2020r3-win32.zip

如果您還在使用舊版本 SDK(< 3.0)，請使用工具鏈 v4.8.5，如下：

https://dl.espressif.com/dl/xtensa-lx106-elf-win32-1.22.0-88-gde0bdc1-4.8.5.tar.gz

下載第一個之後，解壓。然後.bash_profile中新增環境變數：

export PATH="$PATH:/G/IOT/ESP8266/xtensa-lx106-elf/bin"

如果這裡沒設定ESP8266專有工具鏈，make設定後會出現提醒：

GENCONFIG
make：xtensa-lx106-elf-gcc：命令未找到

3. 開發過程

專案設定

將sdk中的examples/git-startd/hello_world複製出去，用mingw32執行到該目錄下，執行

make menuconfig

會看到下面介面：做一些設定（串列埠，波特率等）

燒錄

只設定了埠號和flash（本來是4M，燒錄時候報錯，設定為2M成功了）之後，再使用編譯和燒錄命令

make flash

報錯：

子模組 'components/json/cJSON'（https://github.com/DaveGamble/cJSON.git）未對路徑 'components/json/cJSON' 註冊
正克隆到 '/g/IOT/ESP8266/ESP8266_RTOS_SDK/components/json/cJSON'...
fatal: unable to access 'https://github.com/DaveGamble/cJSON.git/': OpenSSL SSL_connect: SSL_ERROR_SYSCALL in connection to github.com:443
fatal: 無法克隆 'https://github.com/DaveGamble/cJSON.git' 到子模組路徑 '/g/IOT/ESP8266/ESP8266_RTOS_SDK/components/json/cJSON'
克隆 'components/json/cJSON' 失敗。按計劃重試
正克隆到 '/g/IOT/ESP8266/ESP8266_RTOS_SDK/components/json/cJSON'...

這是因為從github下載一些模組沒有成功，網上有兩種解決方案。一是手動下載並放到對應目錄，二是調大http.postBuffer的值。我用了第一種，解決編譯時又報另外一個錯，遂用第二種。發現還是不行，去查為什麼會卻庫，發現克隆SDK 時沒有加 recursive引數迴圈下載子模組。

燒錄成功後。

可以用make monitor監視串列埠：

hello_world，就列印出了CPU核數，外部Flash大小2M。

用make monitor 看資料是正常的，用其他串列埠工具看到的是亂碼，原來這裡預設的波特率不是115200，是74800。修改波特率方法：

到這裡環境就搭建完成了。明天再去公司搭一套，整理&記錄一下問題。

使用VSCODE做開發環境

終端和編譯

vscode右鍵工作區→在整合終端開啟替換為mingw32。需要更改使用者設定，或者當前工作區的設定（在.vscode/settings.json）

    "terminal.integrated.shell.windows":"D:\\Software\\esp32_win32_msys2_environment_and_toolchain-20181001\\msys32\\msys2_shell.cmd",
    "terminal.integrated.shellArgs.windows": ["-defterm", "-mingw32", "-no-start", "-here"]

make menuconfig時亂碼：

檔案\msys32\etc\profile.d\esp32_toolchain.sh 新增語言設定：（zh_Cn）也行的

export LANG="en_Us"

之後就可以在終端下流暢地使用make了。

庫設定

現在vscode下看程式碼，是沒有關聯庫的，所以函數和標頭檔案都跳不了

標頭檔案分為兩類，如圖所示，一類是系統庫stdio.h等，一類就是 RTOS中的庫。

首先增加組態檔，

在 incluPath中新增這兩類庫：我的設定如下，第一個是RTOS庫，後面三個是系統gcc使用的庫（兩個星號表示目錄遞迴查詢）

"includePath": [
    "E:/labs/esp8266/ESP8266_RTOS_SDK/components/**",

    "E:/labs/esp8266/xtensa-lx106-elf/xtensa-lx106-elf/include/c++/8.4.0/**",
    "E:/labs/esp8266/xtensa-lx106-elf/xtensa-lx106-elf/sys-include" ,
    "E:/labs/esp8266/xtensa-lx106-elf/xtensa-lx106-elf/include", 
    "${workspaceFolder}/**"
    
],

想要檢視gcc包含的檔案，通過命令gcc -v -E -x c++ - ，因為make時發現gcc使用的是Toolchain path: /E/labs/esp8266/xtensa-lx106-elf/bin/xtensa-lx106-elf-gcc,所以應該使用/E/labs/esp8266/xtensa-lx106-elf/bin/xtensa-lx106-elf-gcc -v -E -x c++ - 檢視引入庫位置，所需的是下面紅框所示庫目錄

這樣就可以跳轉了。

總結

環境搭建折騰了好久。得總結一下，給迷茫的其他人一些指引。

需要的軟體和庫：msys2工具鏈（也可以自己安裝，但還是建議用官方提供的）、8266特有工具鏈、RTOS的庫（克隆很麻煩，其實需要的幾個元件可以一一下載並放到指定目錄即可）。設定就是把8266和RTOS庫的路徑設定到環境變數中（.bash_profile）。接著燒錄執行即可。現在看起來不算麻煩，但過程中真折磨人。

參考