ubuntu系统搭建ESP32 开发环境

Posted 2020-11-24 古澜

ubuntu 系统 esp32 环境安装的踩坑填坑过程!!! 过程很痛苦~~~

前言

ESP32 可以说是物联网市场一款比较精悍的芯片了。集成了BLE和802.11b Wi-Fi。低功耗、同时处理速度还挺强的。目前自己也是刚入手ESP32。可是在装环境的时候，踩了不少坑。
当然ESP32 支持的开发方式挺多的。例如在 arduino开发，windows下的msys32加esp-idf的开发环境(因为msys32 是虚拟一个linux环境，所以这种方式编译程序会比较慢)，也可以用Eclipse IDE+CMake+esp-idf开发，还有可以使用linux 系统下的GNU Make + esp-idf 开发。
本人使用的是linux系统下的开发环境。这里就不扯了，下面开始填坑之路。
环境的安装主要参考<乐鑫官网>。
（注意:因为在安装环境的过程中需要下载比较多的库和工具，所以要保证网络通畅）

一、安装准备

• 这里使用linux发行版本是ubuntu 16.04 LTS
• 需要的基本环境还有python2和git工具(没有这些的工具的可以百度安装)
• mkdir -p ~/esp32/source ~/esp32/crossTool ~/esp32/demos 使用这个命令创建好这些目录

1、更新ubuntu的源

1. 为了后面能正常安装工具，最好更新一下源。同时最好将源切换为国内的源。ubuntu 系统的是如下命令更新源，其他的Linux 发行版本可以百度更新：

• sudo apt-get install update

2. 因为安装esp32环境的过程中需要安装python的库，所以这里也最好将 pip 工具更新到最新版本。目前最新的版本是19.3.1，使用下面命令更新,如果不是最新版本一般都能正常更新。

• sudo python -m pip install --default-timeout=100 --upgrade pip

2、出错处理：

pip工具更新到最新版本之后,使用pip install 安装包有可能会出现下面的错误:

  # 错误的原因是新版本的库找不到 main 模块了
  Traceback (most recent call last): 
  File "/usr/bin/pip", line 9, in <module>
  from pip import main
ImportError: cannot import name \'main\'

解决的方法是修改 /usr/bin/pip 源程序
用sudo vi /usr/bin/pip 命令打开源程序
然后按照下面的方式修改，修改完之后应该就不会报错了

################修改前程序####################

import sys
from pip import main  
if __name__ == \'__main__\':  
    sys.exit(main())

################修改前程序####################



################修改后程序####################

import sys
from pip import __main__  # 这行修改
if __name__ == \'__main__\':
    sys.exit(__main__._main()) #这行修改

################修改后程序####################

3、按装依赖包

在<乐鑫官网>中的提到ununtu系统(其他系统或发行版本可以去官网查看)需要安装下面的依赖包。执行下面命令即可，或者去官网查看。

sudo apt-get install gcc git wget make flex bison gperf python python-pip python-setuptools python-serial python-cryptography python-future python-pyparsing python-pyelftools

二、交叉工具

1、下载交叉工具(xtensa-esp32-elf)

<乐鑫官网>这个页面有交叉工具的下载连接，如果下面给的这个链接下载不了，可以去官网复制，然后替换掉下面的链接（注意自己的是32系统还是64位系统)。然后执行下面的命令来下载 。(尽量下载官方最新稳定的工具和库)

1. cd ~/esp32/crossTool/
2. wget -c https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-gcc8_2_0-esp-2019r2-linux-amd64.tar.gz
3. tar zxvf xtensa-esp32-elf-gcc8_2_0-esp-2019r2-linux-amd64.tar.gz 具体的包名以下载的为准

2、设置交叉工具的环境变量

执行下面的步骤来设置环境变量
1、使用 sudo vi ~/.profile 命令打开这个文件
2、在.profile最后一行添加export PATH="$HOME/esp32/crossTool/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH"
3、执行reboot 命令重启系统，重启后交叉工具环境变量就起效了
4、echo $PATH 看一下有没有设置成功

三、源码库下载

1、下载源码库(esp-idf)

• <乐鑫官网>有库esp-idf的链接，如果下面的链接访问不了，可以去官网查看，或者自行去github 搜 esp-idf 库然后下载。
• 注意事项: 用 git 下载的时候一定要加 --recursive 选项，因为在下载完库之后还要下载比较多的依赖种子。如果不下载依赖种子的话后面编译的时候会报各种奇怪的错误例如: 找不到 micro-ecc目录之类的。 如果没加 --recursive 选项, 下载完之后需要执行 cd ~/esp32/source/ 和 git submodule update --init 命令。
• 执行下面的命令下载 esp-idf 源码库

• 1. cd ~/esp32/source/

2. git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git

2、设置环境变量

执行下面的步骤来设置esp-idf环变境量
1、使用 sudo vi ~/.profile 命令打开这个文件
2、在.profile最后一行添加export IDF_PATH="$HOME/esp32/source/esp-idf"
3、执行reboot 命令重启系统，重启后交叉工具环境变量就起效了
4、echo $IDF_PATH 看一下有没有设置成功

四、安装 Python 软件包

在这个过程几乎是绝望的，可能是网络不好然后导致下载软件包下载老是超时失败。经历过好几十次的尝试之后，最终把坑给填上了。下面来介绍一下填坑的办法。

1、官方安装方法

官方是执行下面的命令安装的。个人在这个过程中只能能下在前面一两个软件包，然后就报超时失败了。历经几十遍的尝试，最后我放弃了。如果能全部下安装完成就不用执行下面的解决办法了

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

2、解决办法一

在官方给的基础上增加了超时限制。命令如下:

• python -m pip install --default-timeout=100 --user -r $IDF_PATH/requirements.txt
• 虽然增加了超时限制，但是还是会报超时异常。而且这种方式安装有个缺点，就是报超时异常之后，下一次尝试之后又要全部重新下载。当然如果顺利的话就可以下载完了。又经历了几十遍之后，我真的要绝望了。然后果断放弃这种方法。

3、解决办法二

方法二这个方法就是查看 $IDF_PATH/requirements.txt 文件的作用是什么。文件的内容如下

# This is a list of python packages needed for ESP-IDF. This file is used with pip.
# Please see the Get Started section of the ESP-IDF Programming Guide for further information.
#
#查看 setuptools 软件包的版本是否大于或者等于 21
setuptools>=21
# The setuptools package is required to install source distributions and on some systems is not installed by default.
# Please keep it as the first item of this list. Version 21 is required to handle PEP 508 environment markers.
#

click>=5.0  #比较 click 软件包的版本是否大于或者等于 5.0
pyserial>=3.0  #比较 pyserial 软件包的版本是否大于或者等于 3.0
future>=0.15.2 #比较 future 软件包的版本是否大于或者等于 0.15.2
cryptography>=2.1.4 #比较 cryptography 软件包的版本是否大于或者等于 2.1.4
pyparsing>=2.0.3,<2.4.0 #比较 pyparsing软件包的版本是否大于或者等于 2.0.3 并且 小于 2.4.0
pyelftools>=0.22 #比较 pyelftools 软件包的版本是否大于或者等于 0.22
# windows-curses are required in Windows command line but cannot be installed in MSYS2. A requirement like
# "windows-curses; sys_platform == \'win32\'" would want to install the package on both of them. There is no environment
# marker for detecting MSYS2. So instead, a dummy custom package is used with "windows-curses" dependency for Windows
# command line.
file://${IDF_PATH}/tools/kconfig_new/esp-windows-curses; sys_platform == \'win32\'

大概了解到这个文件的内容之后，就是用命令来一个一个的更新，虽然有些软件包还是下载超时，但是至少能正常的安装部分了。安装的命令如下:

1. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade setuptools
2. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade click
3. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade pyserial
4. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade future
5. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade cryptography
6. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade pyparsing
7. sudo pip install --default-timeout=100 --upgrade pyelftools

如果上面的步骤都可以正常安装，然后就在执行一下下面的命令，看一下版本又没都正确或者没有少什么依赖库，如果全部检查通过，并且没有下载的过程就说明环境搭建完成了。如果还有的软件包下载超时，可以查看往下看 《解决办法三》

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

3、解决办法三

这个办法是最后的一个办法了，如果这个在解决不了，我也就没辙了。这个办法就是去 Python packages官网下载离线软件包来安装。直接在官网上搜索上面的方法还没能完成的python软件包，然后下载对应的版本(这个可以在上面的方法下载的过程中能看到)，然后使用浏览器下载下来。
下面我以cryptography软件包为例:

• 在 Python packages官网 中搜索 cryptography软件包,如下图:
  

• 我在命令行下载的过程下载的是cryptography-2.8-cp27-cp27mu-manylinux2010_x86_64 版本，所以选择 cryptography 2.8 的版本， 如下图：
  
• 找到 cryptography-2.8-cp27-cp27mu-manylinux2010_x86_64.whl 软件包然后下载
  

下载完之后 在本地中找到 cryptography-2.8-cp27-cp27mu-manylinux2010_x86_64.whl（一般在 ~/Downloads/ 目录中）,然后执行下面的命令安装:

• sudo pip install --default-timeout=100 ~/Downloads/cryptography-2.8-cp27-cp27mu-manylinux2010_x86_64.whl
• python -m pip install --user -r $IDF_PATH/requirements.txt 检查一下还有没有需要安装的

经历上面的方法应该可以将python的软件包按转完成

五、编译第一个demo

编译和烧写的过程可以参考乐鑫官网,这里就不过多介绍了，上面的的环境都安装成功了，一般都能正确编译。烧写的过程可能需要改一下串口的权限。环境装好了，剩下就靠自己去怎么耍了。如果个人以后做了什么比较好玩的demo也会更新上来。