簡述
上手了一塊樂鑫科技官方推出的ESP32-S3-DevKitC-1開發板，發現 ESP32-S3 的綜合效能較比前兩代有著非常明顯的提升，wifi與藍芽功能，更充足的外設擴充套件能力，可以看出其在未來物聯網開發應用中將佔有更大的地位與應用場景。
micropython實現了大部分python 3 特性和語法，易學易上手，驗證程式效果無需編譯直接下載進晶片執行。有python基礎的自然知道好用，沒python基礎的，上手難度也絕對遠低於其他程式語言，在開源社群有多年積累的豐富資源，程式碼易讀性高，理解快，就如同python一樣擁有極強的生命力與應用價值。
micropython團隊在GitHub上的程式碼維護是很積極的，晶片支援，功能更新，BUG修復，所以掌握自行編譯最新的micropython韌體是很有必要的。
在此總結一番 micropython 開發環境的搭建，ESP32-S3 的韌體編譯，燒錄的一整套流程，以便大家上手應用。
Linux
Linux系統目前對於 micropython 來說是必須的。
如果已經有在用的Linux系統就可直接進行後續步驟，如果正在使用Windows系統則推薦一條上手Linux最便利的路徑，安裝VMware虛擬機器+Ubuntu系統。
其他上手Linux的方法多不勝數，各種虛擬機器，各色Linux發行版本百花齊放，但若說目前最低門檻我認為就是這條，僅需在搜尋引擎裡搜尋 VMware Ubuntu 即可獲取很成熟的配置經驗與資源。
關於軟體本體及系統映象檔案建議直接從各自的官方網站上獲取，安全可靠。
esp-idf環境搭建
ESP32系列晶片的開發絕大部分都是經由樂鑫科技提供的SDK軟體開發工具包 esp-idf 來進行的， micropython 也需要應用此SDK。
可以直接參考樂鑫科技的 esp-idf中文快速入門指南 來搭建。
以下是簡要彙總。
首先需要在home目錄下建立一個資料夾。
開啟一個 Terminal 終端 輸入以下命令建立資料夾：
mkdir -p ~/esp
進入這個資料夾：
cd ~/esp
輸入以下兩個命令之中的一個，從github上克隆esp-idf到這個資料夾裡，建議用後面一個命令，--depth=1命令可以使得克隆時不用獲取歷史提交（commit），對於這樣一個大型專案來說可以極大減少下載時間。將https替換為git則有可能解決各種下載失敗的問題，如何還是不行則需要再另尋他方，網路疑難雜症容易使人頭疼腦熱:(
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
git clone --recursive git://github.com/espressif/esp-idf.git --depth=1
進入esp-idf資料夾：
cd ~/esp/esp-idf
輸入以下命令安裝 ESP-IDF 使用的各種工具，比如編譯器、偵錯程式、Python 包等，可以一次單獨只為一個晶片型號配置，如 ./install.fish esp32s3 ,建議直接用以下命令全部安裝，一勞永逸：
./install.sh all
如果遭遇網路問題，多次嘗試無果後，也可以試試替換下載源到 Espressif 下載伺服器：
cd ~/esp/esp-idf
export IDF_GITHUB_ASSETS="dl.espressif.com/github_assets"
./install.sh all
倉庫克隆和工具安裝都弄好後，在需要執行 ESP-IDF 的終端視窗執行以下命令即可，例如在micropython開始編譯之前就必須要使其執行起來：
. $HOME/esp/esp-idf/export.sh
執行後輸入命令idf.py --help可以檢視幫助，idf.py --version檢視當前版本，idf.py --list-targets檢查當前支援的晶片型號。
在Ubuntu中為esp-idf建立快捷命令
用命令來開啟檔案並修改對於不熟悉linux的生手來說還需要多加學習和適應，我們可以利用好 Ubuntu 比較完善的圖形化操作介面，如同在windows裡修改檔案一般來修改linux裡的檔案，為esp-idf建立快捷命令。
在Ubuntu桌面開啟home資料夾（一般它的名字是你的使用者名稱），在右上角的選項欄中開啟顯示隱藏檔案。
雙擊這個.bashrc檔案，即可用文字編輯器開啟它。
在其最後一行，輸入以下命令並儲存檔案。
# get run esp-idf
alias get_idf='. /home/wind/esp/esp-idf/export.sh'
開啟一個終端，輸入以下命令使之生效：
source ~/.bashrc
以後在任何終端中輸入以下命令即可執行ISP-IDF：
get_idf
這比前文提到的要容易記憶很多，也可以自行替換成任何與其他命令不衝突的命令文字來使用。
micropython環境搭建
可以直接參考GitHub:micropython/port/esp32中的描述來搭建，以下是中文簡述，不想看英文的可以參考一下。
克隆micropython倉庫到本地，我選擇在esp資料夾中再建立一個mpy資料夾來放置。
在一個終端中開啟要放置micropython的資料夾：
cd ~/esp/mpy
輸入以下命令克隆倉庫：
git clone git://github.com/micropython/micropython --depth=1
進入micropython目錄中：
cd micropython/
先輸入以下命令編譯一下 mpy-coress ，這是為了構建MicroPython交叉編譯器，以便將一些內建指令碼預編譯為位元組碼，這隻需要做一次：
make -C mpy-cross
再開啟ESP32的目錄：
cd ports/esp32
輸入以下命令初始化子模組，這隻需要做一次：
make submodules
韌體編譯
確認ESP-IDF已經執行後，在ports/esp32目錄中可以立即輸入以下命令嘗試編譯一個預設設定的ESP32的micropython韌體出來：
make
一切順利的話會在此目錄中出現一個build-GENERIC資料夾，且內涵一個firmware.bin檔案，這就是適用於ESP32晶片的micropython韌體。
如果並不順利，需要先檢查ESP-IDF是否啟動，檢查ESP-IDF是否是最新版，檢查ESP-IDF所用相關工具是否都安裝完備，極大部分問題都是由於ESP-IDF或其相關工具出問題所導致的。
選擇linux系統也有考慮這部分原因，ESP-IDF在linux系統中配置起來最輕鬆穩定不容易產生各種疑難雜症。
確認可以正常編譯後，就可以開始做ESP32-S3晶片的韌體編譯了。
在ports/esp32目錄可以找到一個Makefile檔案，前文中make命令就是直接執行其內部的命令，開啟它進行編輯。
第6行設定要編譯的型號，此處改成GENERIC_S3即可設定為ESP32S3了，此時儲存檔案後就可以去終端用make命令開始編譯。
關於此Makefile檔案，我們可以稍微再瞭解得細緻一些，以便後續自行修改與使用。
第6行BOARD ?=指向的是ports/esp32/boards目錄下的資料夾名稱，開啟後可以看到已經有不少micropython官方支援的板型，在 BOARD ?=後面填入對應板型的資料夾名即可在終端使用make命令編譯適用於對應板型的韌體。
第12行PORT ?=用於設定將要燒錄韌體的裝置介面。
第13行BAUD ?=用於設定波特率，這將改變燒錄速度，也可能對燒錄穩定性有影響。
建議在第33行下面增加一行程式碼，這將在每次使用make命令編譯時，在最開始將應用ESP-IDF的idf.py menuconfig命令開啟工程配置視窗，方便調整晶片的各項功能，在以後熟悉修改工程配置檔案後可以刪除此行，如果編譯時不需要修改配置也可以直接按一下鍵盤的esc鍵退出，後續將自動完成編譯。
idf.py $(IDFPY_FLAGS) menuconfig
第44行後面的程式碼比較容易直觀理解，例如在終端中使用make clean命令等同於idf.py fullclean命令，完全刪除工程資料夾內的所有檔案。
韌體燒錄
對於ESP32-S3晶片，目前ESP-IDF尚且不支援通過晶片的USB介面來將韌體燒錄進flash，暫不知道為什麼擦除flash卻可以，推測後期ESP-IDF的更新會支援，屆時本文也將更新相應內容。
如果是使用樂鑫科技官方的FLASH下載工具 flash_download_tool 在Windows PC平臺則可以直接通過ESP32-S3晶片USB介面將韌體燒錄進flash。
無論用什麼方法，在對flash進行操作前，要保證晶片進入韌體下載模式，對於ESP32-S3-DevKitC-1開發板，進入韌體下載模式的按鍵順序是：
按住BOOT鍵，按一下RESET鍵並鬆開，鬆開BOOT鍵。
其他裝置或是出現的問題則需要參考ESP-IDF程式設計指南中關於燒錄過程中可能遇到的問題的描述或者是晶片手冊上的描述。
以下將簡述兩種燒錄方法。
Ubuntu終端make命令燒錄
目前在Ubuntu系統中使用終端命令的方法暫且只支援通過ESP32-S3晶片的UART串列埠燒錄韌體到flash。通常需要一個 ch340 或 cp2102 晶片將UART串列埠轉換為USB與系統連線，ESP32-S3-DevKitC-1開發板自帶一個，通過其UART轉USB的介面與PC的USB介面連線即可。
燒錄前要確認一下系統是否識別到裝置，通常需要先在VMware虛擬機器中做好USB連線的相關設定才行。
在不接入待燒錄的裝置的情況下，先在終端中輸入以下命令檢視當前所有裝置：
ls /dev/tty*
接入裝置，再輸入此命令，正常的話可以看到多出一個USB裝置，如果僅有接入這一個裝置，通常就是ttyUSB0，在Makefile檔案中無需修改介面名，若是別的就需要做出相應修改並儲存。
確認當前終端裡ESP-IDF執行中，且韌體編譯已經完成，ESP32-S3晶片處於韌體下載模式。
先用擦除命令擦除當前晶片的flash，再用燒錄命令將韌體燒錄進flash中。
make erase
make deploy
如果遇到許可權問題，使用如下命令獲取此USB介面的許可權：
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0
Windows FLASH下載工具燒錄
將firmware.bin檔案從其對應的工程資料夾中拷貝出來，放到Windows系統下的資料夾裡。VMware虛擬機器拷貝檔案很容易，在Ubuntu裡選擇檔案並複製，再到Windows的資料夾裡貼上即可將其拷貝出來，可以修改一下檔名以便記錄是用於什麼晶片，在什麼時候編譯的。
開啟樂鑫科技的FLASH下載工具，選擇晶片，選擇燒錄介面的模式，這裡就可以選擇USB，使用晶片自帶的usb介面燒錄，如果是ESP32-S3-DevKitC-1開發板就直接用USB口，而不用UART轉接出的USB。
在燒錄前先確認ESP32-S3晶片是否已經設定為韌體下載模式，ESP32-S3晶片是否已被Windows識別，可以到裝置管理器中檢視對應串列埠名，如果沒有則需要先排除一下是否自動連線到虛擬機器的系統裡了，如果有則要斷開其與虛擬機器的連線。
在晶片處於韌體下載模式的條件下，修改COM介面為對應的介面，新增韌體，對於ESP32-S3晶片要設定flash起始地址為0x0，具體見下圖。
可以修改BUAD波特率加快下載速度，但對穩定性可能有影響。
設定好後，先點選ERASE按鈕擦除flash，擦除完成後再點選START燒錄韌體進flash中。
簡單驗證韌體是否有效
推薦使用 PuTTY 串列埠除錯軟體，無論在Linux或是Windows中都可以下載使用，操作便捷。
在Linux系統如Ubuntu的終端裡使用如下命令安裝PuTTY：
sudo apt-get install putty
在終端輸入putty命令即可開啟，也可直接在應用程式列表找到它。
在Windows系統中，可以在PuTTY官網下載到64位的putty.exe檔案，執行即可，無需安裝。
PuTTY設定方法如圖：
需要注意前面編譯的micropython韌體預設將除錯資訊輸出在晶片的USB介面而不是UART序列介面，所以此時需要將直連晶片的USB介面與PC連線。
在Linux中，此時的裝置介面名稱應為ttyACM0，而在Windows中則是一個COM埠，具體名稱需檢視裝置管理器再對於填入。
Speed 一定要設定為 115200 ，這是晶片設計決定的。
點選Open即可開啟一個視窗，一般此時並無資訊，建議用組合按鍵ctrl + D軟體重啟micropython，可看到如下資訊。
這就是micropython的 REPL互動式直譯器 。
可以直接在此處鍵入micropython程式碼，例如：
print("Hello Wind~")
如果沒有得到類似上圖的資訊，亂碼或是無響應，則需要回頭去檢查編譯燒錄等各項設定流程是否有差錯了。
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