在ubuntu 20.04中通过vscode搭建ESP32-S3的开发环境

参考：
与 ESP32-S3 创建串口连接
快速入门
乐鑫ESP-IDF安装 VS Code ESP-IDF安装 ESP32的编译器安装

上周末上TB下单买了块ESP32-S3的开发板，断断续续的进行玩了三天，在环境搭建的过程中碰到了一些麻烦，周二晚才调通，本文主要基于调试的记录。

蓝色USB用于usb下载，黄色USB用于usb bridge串口下载。本文使用的是后者。

本文的环境主要是通过vscode安装的，所以无需提前下载ESP-IDF

1、 安装前的准备[可选]

因为从ESP-IDF的v4.3版本开始要求python版本不低于v3.6，而ubuntu 16.04默认的python3版本是v3.5，因此这里使用的是ubuntu 20.04。
并且由于后续的操作中随时可能因为安装失败，而想要回到历史快照中，所以我们可手动对虚拟机进行克隆。

1.1、 创建首个虚拟机

通过vmware安装ubuntu 20.04，虚拟机命名为ubuntu_2004，并通过以下指令修改软件源：

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources_init.list
#替换软件源
sudo sed -i "s@http://.*ubuntu.com@http://repo.huaweicloud.com@g" /etc/apt/sources.list
#更新软件源
sudo apt-get update
#更新本地软件包
sudo apt-get upgrade
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注意：可能是同一个vmware下还安装了ubuntu 16.04的原因，vmware tools失效了（仅可以复制文字，无法复制文件，网上的解决办法试了一个遍，仅有通过vmware的共享文件夹能和主机进行有限制的文件共享），所以vmware需要选择：虚拟机设置-网络适配器-桥接，以便后面通过samba或者nfs之类的进行文件共享。

1.2、 克隆出安装vscode的版本

关闭上个虚拟机ubuntu 20.04，然后依次选择vmware菜单下的 虚拟机->管理->克隆->下一页
接着分别勾选“虚拟机中的当前状态”->“创建完整克隆”，并将新的虚拟机命名为ubuntu 20.04_vscode：

新虚拟机在开机前，还需要在 虚拟机设置->-网络适配器->高级页面下，“生成”一下新的mac地址，以免造成网络冲突。
进入虚拟机后，在浏览器里打开网址https://code.visualstudio.com/，下载deb格式的安装包，使用类似下面的指令进行安装

sudo dkpg -i code_1.73.1-1667967334_amd64.deb
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最好是从网站上下载一个新版本的vscode，因为在使用原有的ubuntu中的旧版本vscode时，出现了弹出的"ESP-IDF Setup"是空白页面的问题。

后面的一些通用性的工作，其实都可以安装到这个版本的虚拟机里，比如设置git的梯子，准备samba服务，安装搜狗输入法之类的。

1.3、 克隆出正式开发的版本

参考上面的步骤，克隆出一个新的虚拟机：ubuntu 20.04_esp32，这也是后面开发直接应用到的版本。
当后续安装失败，想要回滚的时候，就继续以上的步骤，创建出一个新的虚拟机进行开发。

2、 搭建环境

2.1、安装软件包

按照当前版本官方的<快速入门>指南的说法：编译 ESP-IDF 需要以下软件包。

sudo apt-get install git wget flex bison gperf python3 python3-venv python3-setuptools cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0
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实际上还要加装了一个python3-pip，否则会在"ESP-IDF Setup"页面中出现错误提示：“/usr/bin/python3 -m pip” is not valid.(ERROR_INVALID_PIP)

2.1、安装Espressif IDF

通过vscode的菜单 view->Extensions，打开EXTENSIONS窗口，输入idf，找到并安装Espressif IDF。

2.2、配置Espressif IDF

点击键盘上的F1，输入“idf confi”，找到并点开“ESP-IDF:Configure ESP-IDF extension”，弹出新窗口"ESP-IDF Setup"。也可以从侧边栏的对应图标，进入到这个界面。

选择ADVANCED

上图中

• “Select download server"用于设置下载服务器，这里选择国内的"Espressif”。
• “Select ESP-IDF version"这里指定需要下载的版本，如果ESP-IDF已经提前下载下来了则选择"Find ESP-IDF in your system”
• "Enter ESP-IDF container directory"指定下载的路径，如果前面选择了"Find ESP-IDF in your system"则这里指定ESP-IDF的本地路径
• “Enter ESP-IDF Tools directory(IDF_TOOLS_PATH)”，这里使用默认的路径
• “Select Python version"指定python的版本，这里选择的是python3
  随后点击install，会自动连接服务器进行下载。
  下载完毕后，选择"Download ESP-IDF Tools”
  
  接下来就是等待下载完成了：
  
  因为网络问题，下载工具随时会失败，而导致需要重启vscode，重复2.2节的步骤。不过需要注意的是，因为前面已经下载过对应版本的esp-idf了，所以
  “Select ESP-IDF version"选择的是"Find ESP-IDF in your system”。

最好提前在ubuntu的右上角的小图标的下拉菜单中选择setting->network点击"network proxy"右边的小齿轮，设置常规的梯子。（后面测试中，这种常规的梯子或者git专用梯子都不会有加速效果，如果真的一直失败，而墙内的网页打开又正常的话，可以试下proxychains，用proxychains code启动vscode）

安装完毕后,提示需要复制一串代码到终端内执行，"ESP-IDF Setup"页面就可以关闭了。

至此，ESP-IDF的配置结束。

3、 创建helloworld，并下载

在vscode内，按F1，然后输入“idf show”，在下拉栏里选择的"ESP-IDF:Show Examples Projects"，再选择"use current ESP-IDF"

后面的一些设置，也往往是这样的形式：在vscode上方出现下拉栏，用户一次或者多次选择不同的选项，进行相关设置。

然后会弹出"ESP-IDF Examples"页面，在这里面选择hello_world，最后点击"Create project using example hello_world"

选择存放路径后，vscode内就会出现新创建的工程了：

观察到右下角有提示（在后面的过程中，看到要求安装啥就装啥，以免出现错误）

点击点击install进行安装，结束后，vscode下方出现如下的图标

部分图标的顺序也是用户首次操作的顺序，所以这里按照顺序讲解常用的几个图标。
1号图标代表当前连接的串口(与9号图标有关系)，可以在插入开发板前后，分别使用ls /dev/tty*来判断开发板对应的串口。比如先点击1号图标，然后再在vscode 顶部弹出的下拉框中勾选/dev/ttyACM0,接着再勾选对应的工程hello_world。
ps:在虚拟机右下角可以点击这个图标，选择串口连接的是host还是当前虚拟机

2号图标用来设置目标器件，首先会在vscode 顶部弹出的下拉框中弹出对应的工程，选择后会弹出新下拉菜单：

根据自己芯片的类型进行选择，我在上面是选中了esp32s3，接下来再选择下载方式：

这里选择usb bridge，也就是外置的usb串口模块比如cp2102。
4号图标用于打开menuconfig，但vscode里的menuconfig做成了下面菜单选择页面：

比如这里修改flash size，可以通过左侧的"Serial flasher config"进入，也可以通过在最上方的"Search parameter"找到它。
6号图标用于编译，编译完毕，会显示相应的空间占用：

8号图标用于烧录固件，点击后将要在vscode 顶部弹出的下拉框中，选择需要下载的UART，接着就会触发下载动作，下载完毕后提示：

第一次烧录可能会出现较多问题，注意选择一根好的usb数据线。如果进入不了下载模式，则长按boot键，再按reset键，最后松开两个按键。
一些常见的问题在这片文章里有解决办法：<ESP32入门之程序烧录：烧录错误总结>。
注意执行“sudo usermod -a -G dialout $USER”后是需要重启才能生效的。
网上的一个说法是可以通过“sudo chmod -R 777 /dev/ttyACM0”类似这样的指令，临时解决这个提示“A fatal error occurred: Could not open /dev/ttyACM0, the port doesn’t exist”的问题。

9号图标用于显示当前的串口数据，点击后将会在TERMINAL窗口看到板子的打印效果：

10号图标融合了前面的 编译/下载/显示串口三个功能。