乐鑫ESP32相关资料整理

乐鑫科技 Espressif 介绍

乐鑫科技 Espressif AIoT 领域软硬件产品的研发与设计，专注于研发高集成、低功耗、性能卓越、安全稳定、高性价比的无线通信 SoC，现已发布 ESP8266、ESP32、ESP32-S、ESP32-C 和 ESP32-H 系列芯片、模组和开发板。

Espressif Systems 包含涉及各种ESP soc系列的开源项目，包括sdk、组件、库、解决方案和工具。

产品介绍

产品种类根据芯片型号分为：芯片概览 、模组概览 、开发板概览 ，可以通过乐鑫产品选型工具对比选型。

ESP32-S2
ESP32-S3
ESP32-C2
ESP32-C3
ESP32-C6
ESP32
ESP8266

ESPRESSIF 乐鑫 AloT 系列芯片

特性ESP32系列ESP32-C3系列ESP32-S2系列ESP32-S3系列
发布时间2016202020202020
内核搭载低功耗 Xtensa®LX6 32位双核/单核 处理器搭载RISC-V32位单核处理搭载低功耗Xtensa®LX732位单核处理器搭载低功耗Xtensa®LX732位双核处理器
Wi-Fi协议802.11b/g/n、2.4 GHz802.11b/g/n、2.4 GHz802.11b/g/n、2.4 GHz802.11b/g/n、2.4 GHz
Bluetooth®Bluetooth v4.2 BR/EDR和 Bluetooth Low EnergyBluetooth 5.0×Bluetooth 5.0 支持远距离模式 (Long Range)
主频240 MHz (ESP32- soWD为160)160 MHz240 MHz240 MHz
SRAM520 KB400 KB320 KB512 KB
SDK 介绍

  • ESP-IDF 乐鑫物联网开发框架

    ESP-IDF 是乐鑫官方的物联网开发框架，适用于 ESP32、ESP32-S、ESP32-C 和 ESP32-H 系列 SoC。它基于 C/C++ 语言提供了一个自给自足的 SDK。

    软件组件和功能：

    RTOS 内核：FreeRTOS 内核已进行优化，可支持多核，具有基于功能的堆分配器。

    标准编程接口：包含 POSIX 线程和其他 POSIX API、BSD 套接字、线程安全的 C/C++ 标准库，支持虚拟文件系统。

    外设驱动程序：包含 SPI，I2C，UART，GPIO，I2S，ADC，DAC，电容触摸板，定时器，LED 和电机 PWM，RMT，脉冲计数器，CAN/TWAI，SD/eMMC/SDIO 主机和 SDIO 从机，以太网驱动器。

    Wi-Fi：Wi-Fi 驱动程序已通过 Wi-Fi Alliance 认证，支持 WPA3、Wi-Fi Mesh 协议、ESP-NOW 点对点协议、ESP-LR 远程协议、嗅探模式和 SmartConfig 配置协议。

    经典蓝牙和低功耗蓝牙：包含蓝牙控制器和两个主机栈：Bluedroid（双模）和 NimBLE（仅低功耗蓝牙），支持符合标准的 Bluetooth LE Mesh，所有组件均通过蓝牙 SIG 认证。

    网络协议：用于 IPv4 和 IPv6 连接的 LwIP TCP/IP 栈，DHCP 客户端和服务器，TLS 客户端和服务器（最高 1.2 版本），HTTP 客户端和服务器，HTTP2 客户端，WebSocket 客户端，MQTT，mDNS，CoAP，ModBus，SNTP，SMTP。

    电源管理：适用于 MCU 低功耗模式以及 Wi-Fi、蓝牙低功耗模式的电源管理框架；动态频率调节，支持 ULP（超低功耗）协处理器。

    存储：具备分区管理器、容错和日志结构的键值存储 (NVS)，支持加密、FAT 和 SPIFFS 文件系统。

    安全性：具备受硬件支持的安全性能，如 Flash 加密和安全启动，为 RSA、SHA 和 AES 提供加密加速器支持、以及 libsodium 和 micro-ecc 加密库。

    网络配置：使用 Bluetooth LE、Wi-Fi 和其他带外机制的设备加载统一配置框架。

    构建系统：基于 CMake 的构建系统，支持外部组件和外部应用项目。

    开发工具：包含 GCC 交叉工具链、基于 OpenOCD 的 JTAG 调试器、静态和动态足迹分析、内存泄漏检测器、核心转储崩溃分析器、兼容 Segger SystemView 工具的实时跟踪、Flash 和 eFuse 编程器、设备制造工具。

    IDE 支持：ESP-IDF 项目支持 Microsoft VS Code 插件和 Eclipse IDE 插件。

  • ESP8266_RTOS_SDK

    ESP8266 SDK。

  • ESP HomeKit SDK

    Apple HomeKit 技术提供了一种简单、安全的方式，使用户可以通过 iPhone、iPad 或 Apple Watch 控制灯，门，恒温器等家居设备。Espressif HomeKit SDK 全面集成了全新的 Apple HomeKit 协议，是一套完整的解决方案，方便厂商快速生产出能够接入 Apple HomeKit 的产品。

    Espressif HomeKit SDK 仅提供给已获得 MFi 许可的用户。获取 SDK 时请务必提供六位数的 Account Number。

  • 音频开发框架

    ESP-ADF是Espressif系统音频开发框架。

    [ESP-ADF 示例项目测试记录](./ESP-ADF 示例项目测试记录.md)

  • Mesh 开发框架

    ESP-MDF 是基于 ESP32芯片的 ESP-WIFI-MESH开发框架。ESP-WIFI-MESH 是一种基于 Wi-Fi 构建的 MESH 网络通信协议。

  • ESP32 for Arduino

    ESP32、ESP32-S2、ESP32-S3和ESP32-C3的Arduino核心。

  • ESP-AT

    为降低开发成本，可以烧录 AT 指令固件， 通过使用 AT 指令来控制芯片。

    • 内置 TCP/IP 堆栈和数据缓冲
    • 能便捷地集成到资源受限的主机平台中
    • 主机对指令的回应易于解析
    • 用户可自定义 AT 指令

    ESP-AT 是乐鑫开发的可直接用于量产的物联网应用固件，旨在降低客户开发成本，快速形成产品。通过 ESP-AT 指令，您可以快速加入无线网络、连接云平台、实现数据通信以及远程控制等功能，真正的通过无线通讯实现万物互联。

解决方案

  • 智能音频：ESP AVS、ESP-Skainet 、ESP AFE

  • 人机交互：ESP-HMI

  • 设备连接：ESP RainMaker 、 Matter 方案、 ACK 方案 、ACS 方案、ESP AWS IoT ExpressLink

  • 开源仓库

    • ESP-DL 深度学习引擎
    • ESP-WHO AI图像
    • ESP-SR AI语音
    • ESP-BOX AloT套件
    • ESP-CSI 无线感知
    • 其他库和框架
其他服务

  • 产测配件

  • 设计及认证服务

  • 生产服务

  • 产品供货保证

ESP-IDF 物联网开发框架

ESP-IDF 是乐鑫官方推出的物联网开发框架，支持 Windows、Linux 和 macOS 操作系统。

  • 编程指南

  • 社区讨论

  • EspressifApp

ESP-IDF 环境搭建

非IDE

  • 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

IDE (推荐)

  • Eclipse Plugin

    ESP-IDF Eclipse 插件可便利开发人员在 Eclipse 开发环境中开发基于 ESP32 的 IoT 应用程序。本插件集成了编辑、编译、烧录和调试等基础功能，还有安装工具、SDK 配置和 CMake 编辑器等附加功能，可简化并增强开发人员在使用标准 Eclipse CDT 开发和调试 ESP32 IoT 应用程序时的开发体验。

    第一次安装可以直接选择 https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/ Espressif-IDE 2.7.0 with ESP-IDF v4.4.3 或者 Espressif-IDE 2.6.0 with ESP-IDF v4.4.2

  • VSCode Extension

    扩展安装 Espressif IDF

注意

不同的源码release版本对应的编译工具不同，不同的编译工具对应的芯片不同:

// v4.4.2 
...Espressif\tools\xtensa-esp32-elf\esp-2021r2-patch3-8.4.0\xtensa-esp32-elf\bin;
...Espressif\tools\xtensa-esp32s2-elf\esp-2021r2-patch3-8.4.0\xtensa-esp32s2-elf\bin;
...Espressif\tools\xtensa-esp32s3-elf\esp-2021r2-patch3-8.4.0\xtensa-esp32s3-elf\bin;
...Espressif\tools\riscv32-esp-elf\esp-2021r2-patch3-8.4.0\riscv32-esp-elf\bin;
// v4.4.3
...Espressif\tools\xtensa-esp32-elf\esp-2021r2-patch5-8.4.0\xtensa-esp32-elf\bin;
...Espressif\tools\xtensa-esp32s2-elf\esp-2021r2-patch5-8.4.0\xtensa-esp32s2-elf\bin;
...Espressif\tools\xtensa-esp32s3-elf\esp-2021r2-patch5-8.4.0\xtensa-esp32s3-elf\bin;
...Espressif\tools\riscv32-esp-elf\esp-2021r2-patch5-8.4.0\riscv32-esp-elf\bin;
目录结构

在这里插入图片描述

examples：示例程序

示例分组:每个类别目录包含一个或多个示例项目

  • bluetooth/bluedroid Classic BT, BLE and coex examples using default Bluedroid host stack.
  • bluetooth/nimble BLE examples using NimBLE host stack.
  • bluetooth/esp_ble_mesh ESP BLE Mesh examples.
  • bluetooth/hci HCI transport (VHCI and HCI UART) examples.
  • build_system Examples of build system features.
  • cxx C++ language utilization examples and experimental components.
  • ethernet Ethernet network examples.
  • get-started Simple examples with minimal functionality. Good start point for beginners.
  • mesh Wi-Fi Mesh examples.
  • network Examples related to general network environment, test & analysis.
  • openthread OpenThread examples.
  • peripherals Examples showing driver functionality for the various onboard ESP32 peripherals.
  • protocols Examples showing network protocol interactions.
  • provisioning Wi-Fi provisioning examples.
  • security Examples about security features.
  • storage Examples showing data storage methods using SPI flash, external storage like the SD/MMC interface and flash partitioning.
  • system Demonstrates some internal chip features, or debugging & development tools.
  • wifi Advanced Wi-Fi features (For network protocol examples, see protocols instead.)
  • Zigbee Zigbee network and device examples.

docs：ESP_IDF 文档

ESP-IDF 编程指南文档中心，示例程序基本都有对应文档。需要注意的是 左上角芯片以及开发版本选择要对应。

ESP-IDF 官方支持的网络协议栈文档 对应的 通信协议相关示例。

TCP/IP：基于LWIP，支持 Socket接口，支持ICMP、DHCP、mDNS、NAPT
MQTT：支持MQTT over TCP/Websocket/Websocket SSL with mbedtls
HTTP(S)：支持Server模式、支持Client模式
WebSocket Client：支持WebSocket over TCP,TLS with mbedtls
Modbus：支持 Modbus RTU，ModbusASCIl，ModbusASCIlModbus TCP/IF loT Ecosystem
ESP-NOW：乐鑫2.4G自定义通信协议
ESP Local Control：基于Wi-Fi+HTTPS or BLE乐鑫自主本地控制协议
ESP-Modem：支持PPP协议拨号上网，可对接2G/3G/4G/5G模组
BLE-MESH：标准 BLE MESH 组网协议
ESP Wi-FiMESH：乐鑫Wi-FiMESH组网协议

ESP-IDF 官方支持外设驱动相关组件 对应的 外设相关示例程序

ADC：支持单次读取或 DMA 模式，12bit，最大测量范围 0~3100mV
LEDC(PWM)：可配置 8 路输出，最大 40MHz输出频率，支持自动占空比，用于驱动 LED 或电机
I2C： 支持 Master 模式或 Slave 模式，支持 8bit 或 10bit 地址模式，已适配多种传感器
SPl： 支持 Master 模式或 Slave 模式，支持挂载 Flash 等存储设备，SPI接口的显示设备
SDIO：支持挂载高速 SD 卡，已适配文件系统
I2S： 支持 Philips 模式、PCM 模式等多种格式，已适配多种 codec芯片
LCD：支持 SPI、8080、RGB、12C 等多种接口的屏幕
Touch：内置触摸传感器，14 通道，支持触摸按键、滑条、接近感应等。
RMT：支持多种收发模式，已适配 NEC 协议、DShot 协议、LED 灯条等
USB(ESP32S2/3)：支持主机模式或设备模式，支持 U 盘、USB 摄像头等

ESP-IoT-Solution 编程指南 对应 外接模块驱动程序

下载模式

windows 官方烧录工具及使用方法 。

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