[筆記] ESP32 在 VS Code 開發環境的編譯與除錯
準備工作
1) 安裝 Visual Studio Code (VS Code)，並安裝其他 C/C++ 插件。
2) 安裝 Python 套件
3) 下載並執行 Setup ESP-IDF Tools：檢查電腦系統的環境，並幫我們把編譯的工具鏈 tool chain 安裝起來。
4) 在 VS Code 安裝 ESP-IDF 插件，點選插件後，看到下圖一並設定路徑後，點擊安裝 ESP-IDF。安裝 v4.2 版本後，會詢問是否下載安裝工具鏈，如果系統已經有安裝，那就設好路徑即可。最後，再安裝 python 虛擬環境給 ESP-IDF，便完成整個環境設定。
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| 圖一：ESP-IDF 擴充插件 |
建立專案
1) 從 ESP-IDF 選範例專案：按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Show Examples Projects"，出現下圖二的範例專案列表，我們可以從中選一個範例來創建，例如我從當中選了 blink 或 hello_word。按下右上方的創建，就會在左半邊出現專案。
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| 圖二：ESP-IDF 範例專案的列表 |
2) 編譯專案：按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Build your project"，VS Code 環境就會開發進行編譯的工作，在下方的欄位會顯示編譯的過程。
3) 設定模組型號：按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Device configuration"，彈出選項後，我們選擇 EPS32 為裝置的型號。
4) 電腦接上 ESP32 模組：按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Select port to use"，在 VS Code 會自動彈出 COM port 讓我們選擇，點選 EPS32 連接的 COM 即可。
5) 燒錄程式碼到 ESP32：按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Select Flash Method and Flash"，彈出選項 JTAG 或 UART，我們選擇 UART 為下載燒錄的方式 (前面我們已經設定 COM 了)。下載燒錄的方式設好了，下次只要按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Flash (UART) your project" 也一樣會進行燒錄。成功後，我們能看到下圖三的結果。
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| 圖三：下載燒錄程式碼的過程 |
6) 觀察 ESP32 模組：下載 blink 程式後，我們想要看看程式碼裡面有 printf 輸出的顯示情況，按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Monitor your device"，下方的輸出欄位就會看到每秒顯示輸出的結果。
走過上面每個步驟後，個人心得在 VS Code 開發環境和使用 Arduino IDE 環境下編譯 ESP32 模組都很類似，在 VS Code 下要瀏覽 SDK 函數的定義比較方便且快速，此外 VS Code 還能接上除錯器，進行斷點除錯。
最近遇到 VS Code 和 ESP-IDF extension 版本升級後，編譯過程出現失敗，看起來是 IDE 環境變數沒設定正確，所以按下 F1 選擇 "Configure ESP-IDF extension"，讓系統重新把環境變數再設定好，這樣編譯才能成功。
Debug 除錯
1) 先準備一個 ESP-prog JTAG 除錯的板子，下圖四說明開發 EPS32 的流程概念。本文前半段說明的是圖四的下半邊流程，如：編譯、下載燒錄、監看輸出結果，這缺點就是無法一步一步的控制程式碼行走和設定斷點。而圖四的上半邊流程是除錯的方式，需要一塊 JTAG 除錯仿真器，圖右上方的方塊所示。
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| 圖四：燒錄 監看 除錯 EPS32 的方塊圖 |
2) 接上 ESP-prog JTAG 到 ESP32 板子：JTAG 的四根接腳 (TMS、TCK、TDI、TDO) 接到 ESP32 的四根腳 (GPIO14、GPIO13、GPIO12、GPIO15)。另一邊，將 ESP-prog 接上電腦，電腦的裝置要看到兩個 "Dual RS232-HS" 接口，如果沒有看到，那代表驅動程式沒有安裝，需要下載 "Zadig" 驅動。
3) 安裝 OpenOCD 工具：如果依照前面安裝方式，在安裝 ESP-IDF 工具時，這個 OpenOCD 已經安裝進去了，我們可以輸入 "OpenOCD --version" 命令確認有沒有 OpenOCD 工具，正常情況下會返回版本號。好的，現在 ESP-prog 的 USB 已經接上電腦，另一端 JTAG 也接上 ESP32 板子，按 F1 後，上方的選單輸入 "ESP-IDF: Device configuration"，彈出選項後，我們選擇 "OpenOcd Config Files"，設定板子型號 (ESP-WROOM-32)。再按下 F1，上方的選單輸入 "ESP-IDF: OpenOCD Manager"，輸出欄位就可以看到 OpenOCD 連線的結果，如下圖所示。
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| 圖五：ESP-prog 透過 OpenOCD 連線後的結果 |
4) 斷點與除錯：當我們按下 F5 debug 後，VS Code 運行指標會停在程式碼的 app_main( )，那就代表我們成功設定好除錯環境了。可以再試著設定斷點，看看程式運行會不會停在斷點處？正如下圖所示。
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| 圖六：除錯畫面與斷點 |
參考資料
參考資料：專題研究 樂鑫 ESP32 影片
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