【esp32s3】2 - 第一个组件

下面的内容编写时间跨度有点大，乱了得一团，也没ai整理。食之无味，弃之可惜。

推荐笔记：ESP32 之 ESP-IDF 教学（十八）—— 组件配置（KConfig）
推荐笔记：Kconfig 拓展
乐鑫组件库，网页在线。

一、准备工程

  • 先重新弄一个工程，也算是复习一下上一节课的内容。这次换一种方式创建。

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  • 选择模板

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  • 最后结果如下图. 编译下载监听调试都没有问题。再开始下一步。

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二、添加或创建组件

1) 添加组件

  • 乐鑫官方有一个在线库，可以方便 添加组件 ，使用以下指令打开主页。
ESP-IDF: 乐鑫组件注册表 
ESP-IDF: Show ESP Component Registry
  • 添加 点灯组件 led_strip 和 按钮组件 button ，注意版本，不同版本直接差别可能较大！！！
  • 两个组件的官方介绍页面为：LED 指示灯 和 按键 。

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  • 官方组件添加很方便，直接下载即可。编译没有问题。
  • 虽然只添加了两个组件，但是下载了三个，其中一个应该是依赖，被一同下载了。
  • 官方组件是不允许修改的，每次编译都会检查和确保哈希值。一般创建自己的组件，然后依赖，在其基础上实现功能或改动。应该是不建议直接复制一份然后修改 。

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2) 创建组件

  • 下面使用vscode的一键 创建组件 功能，快速弄两个模板组件。

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  • 如何就可以看到大致结构如下，创建两个组件实现对提示灯和按键的测试或调用。
  • 创建多一些测试文件，最后结构如下：

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自动创建的 .h 头文件居然没有 ifndef 宏定义保护。我个人还是喜欢加保护。这样以防万一。在个人工程里，嵌套调用还是很频繁的。

  • 往代码里填写一些测试内容，按钮的测试内容如下，闪灯的内容类似。
  • 注意 CMakeLists.txt 简单理解，添加编译路径，指定参与编译的文件。
/* 以下是 CMakeLists.txt 内容 */
idf_component_register(SRCS "button_test.c" "examples/button_examples.c" INCLUDE_DIRS "include") 
// 因为 CMakeLists.txt 中没有添加 examples 文件路径， 所以下面使用相对路径/* 以下是 button_examples.c 内容 */
#include <stdio.h>
#include "button_examples.h"
#include "esp_log.h"static const char *TAG = "button_examples.c";void button_examples_func(void)
{ESP_LOGI(TAG, "button_examples_func Start!");}/* 以下是 button_test.c 内容 */
#include <stdio.h>
#include "button_test.h"
#include "examples/button_examples.h" // 注意这里是使用了相对路径 
#include "esp_log.h" // 组件默认包含了 esp-idf 库， 直接引用static const char *TAG = "button_test.c";void button_test_func(void)
{ESP_LOGI(TAG, "button_test_func Start!");button_examples_func();
}/* 以下是 main.c 内容 */
#include <stdio.h>
#include "esp_log.h"#include "led_test.h"
#include "button_test.h"
// #include "examples/button_examples.h" 无法导入 button_examples.h 文件，起到隔离保护作用const char *TAG = "main.c";void app_main(void)
{ESP_LOGI(TAG, "app_main Start!");led_test_func();button_test_func();
}/* 编译运行监听内容如下 */
I (236) main_task: Started on CPU0
I (246) main_task: Calling app_main()
I (246) main.c: app_main Start!
I (246) led_test.c: led_test_func Start!
I (246) led_examples.c: led_examples_func Start!
I (256) button_test.c: button_test_func Start!
I (256) button_examples.c: button_examples_func Start!
I (266) main_task: Returned from app_main()

四、组件路径依赖

本文只介绍 ESP-IDF 推荐的规范格式，有一些非规范的操作也可以灵活实现目的，并不推荐也不介绍。

1) 组件路径/目录

  • ESP-IDF 默认仅从以下位置查找组件：

    • $IDF_PATH/components/（ESP-IDF 内置组件，如 driver、esp_wifi 等）
    • $PROJECT_PATH/components/（当前项目的 components 目录）
    • $PROJECT_PATH/managed_components/（当前项目的 managed_components 目录）

  • 有一些第三方组件（开发板的驱动），不合适重复放在工程中，也不能放在 ESP-IDF安装目录里，就可以在 CMakeLists.txt 中显式设置 EXTRA_COMPONENT_DIRS ，该定义默认是空，不会添加任何额外的组件目录。

# ⭐ 必须在 项目根目录的 CMakeLists.txt 中设置
cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
include($ENV{IDF_PATH}/tools/cmake/project.cmake)  # 必须放在 set 之前list(APPEND EXTRA_COMPONENT_DIRS     	# 额外组件路径（可以是绝对路径或相对于项目目录的路径）# "../shared_components"         	# 上级目录的共享组件# "C:/your/custom_components"   	# 绝对路径组件目录
)# ⭐ EXTRA_COMPONENT_DIRS 必须在这里设置（在 project() 之前）
project(hello_component)  # 初始化 ESP-IDF 项目
  • 重名组件会被替换，优先级从小到大，和局部变量类似。
  • 初始编译时所有组件都会被编译，所以需要很久。

2) 组件依赖

  • 重点：永远通过组件名而非路径建立依赖关系，这是 ESP-IDF 模块化设计的核心原则！
  • 组件之间的依赖通过 CMakeLists.txt 修改。
  • 例如上例中，按钮组件依赖闪灯组件，就可以导入闪灯组件的头文件，调用函数。
idf_component_register(SRCS "led_test.c" // 单独指定每一个参与编译的 .cINCLUDE_DIRS "include" // 只限定对外开放 这个文件夹内的头文件# REQUIRES # button_test  # 明确依赖的组件名（非路径）PRIV_REQUIRES button_test  # 仅当前组件内部使用，对外不可见# "$($ENV{IDF_TARGET})"  # 根据目标芯片选择依赖，相当于可配置更改)
  • 头文件不添加在 INCLUDE_DIRS ： 用相对路径，作用域仅限于当前组件内部。
  • 头文件添加在 INCLUDE_DIRS ： 将路径变为公共 API，允许跨组件直接引用。
  • 黄金法则：最小化暴露原则——仅将必要的头文件路径加入 INCLUDE_DIRS，内部实现细节用相对路径隔离。
  • 为什么 .c 文件需要逐个指定？ .c 文件在编译时会经历以下过程：
    • 编译（Compile）：每个 .c 文件都会独立编译成对象文件（.o）。
    • 链接（Link）：所有 .o 文件合并生成最终的库或固件。
  • 因此需要 显式列出每个 .c 文件；
    • 避免误编译：确保只编译需要参与构建的源文件（而不是目录下所有文件）。
    • 精确控制依赖：可以针对特定 .c 文件设置编译选项（如 CFLAGS）。
    • 构建系统优化：仅重新编译修改过的 .c 文件。

五、菜单配置项

问DS：为什么esp中，有Kconfig和Kconfig.projbuild两种不同的格式?

在 ESP-IDF 开发框架中，Kconfig 和 Kconfig.projbuild 是两种不同用途的配置文件格式，它们的主要区别在于 作用范围 和 设计目的。以下是详细解释：

1. Kconfig（组件级配置）

  • 作用对象：用于 单个组件（Component） 内部的配置。
  • 功能：定义组件自身需要的可配置选项（如硬件参数、功能开关等）。
  • 文件位置：位于组件的根目录（如 components/your_component/Kconfig）。
  • 特点：
    • 仅在组件的编译过程中生效。
    • 选项对其他组件不可见（除非显式暴露）。
    • 遵循 ESP-IDF 的组件隔离原则，保证模块化。

示例场景：
比如一个 SPI 驱动组件可能需要配置默认时钟频率，此时会在 Kconfig 中定义：

   config SPI_CLOCK_SPEEDint "SPI clock speed (Hz)"default 1000000helpSet the SPI master clock frequency.

2. Kconfig.projbuild（项目级全局配置）

  • 作用对象：影响 整个项目 或 多个组件 的全局配置。
  • 功能：覆盖或扩展项目范围的配置（如 SDK 工具链选项、系统级参数）。
  • 文件位置：可存在于组件目录或项目根目录（优先级高于普通 Kconfig）。
  • 特点：
    • 配置选项会直接出现在顶层 menuconfig 菜单中。
    • 可能破坏组件隔离性，需谨慎使用。
    • 通常用于硬件适配或特殊需求（如切换目标芯片型号）。

示例场景：
项目需要强制指定所有组件的日志级别，可以在 Kconfig.projbuild 中：

   config LOG_DEFAULT_LEVELint "Global log level"default 3range 0 4

关键区别总结

特性KconfigKconfig.projbuild
作用范围组件内部整个项目全局
使用场景组件私有配置跨组件或系统级配置
隔离性严格隔离可能影响其他组件
推荐使用频率高频（标准做法）低频（特殊需求）

为什么设计两种格式？

  1. 模块化需求：
    ESP-IDF 强调组件化开发，Kconfig 确保每个组件的配置独立，避免命名冲突。

  2. 灵活性的平衡：
    Kconfig.projbuild 为特殊场景（如硬件适配、全局优化）提供“后门”，但需手动启用。

  3. 优先级控制：
    当两者冲突时，Kconfig.projbuild 的配置会覆盖普通 Kconfig，方便项目定制。

最佳实践建议

  • 优先使用 Kconfig：保持组件解耦。
  • 慎用 Kconfig.projbuild：仅在需要全局覆盖时使用，并添加详细注释说明。
  • 命名约定：在组件中避免定义全局选项（如以 CONFIG_ 开头的选项应谨慎）。

通过这种设计，ESP-IDF 实现了配置的灵活性和模块化的平衡。

  • 修改 Kconfig 文件，一定要删除 build 文件才会同步 sdkmenuconfig 菜单，否则最多只是刷新了宏定义，不会刷新菜单选项。
  • 尝试修改例程，添加以下测试代码。分别添加全局和组件配置，然后刷新菜单。就能看到宏定义被创建，菜单也出现选项。
/* main/Kconfig.projbuild 文件内容 */
menu "Example Configuration main.c"config MAIN_TESTint "main.c test"range 10 3600000default 1000helpDefine the main test.endmenu/* components/button_test/Kconfig 文件内容 */
menu "Example Configuration button.c"config BUTTON_TESTint "button.c test"range 10 3600000default 1000helpDefine the button test.endmenu/* components/led_test/Kconfig 文件内容 */
menu "Example Configuration led.c"config LED_TESTint "led.c test"range 10 3600000default 1000helpDefine the led test.endmenu
  • main 配置菜单出现在一级菜单，而组件配置菜单位于 Component config 下面的二级菜单。
  • 如果希望本地组件的菜单在 main 菜单下面，可以修改为以下内容。可以输入中文，但终端显示错位，VSCode 中就能显示正常。
menu "Example Configuration main.c"rsource "../components/button_test/Kconfig" # 相对路径rsource "../components/led_test/Kconfig"config MAIN_TESTint "main.c test 中文" # 名字 range 10 3600000default 1000helpmain.c test 中文. # 帮助endmenu

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问 DS：source、rsource 和 orsource 的区别？
以下内容貌似瞎说的，我试了而一下觉得路径没成功，相对路径成功了。而另一个工程使用source搭配相对路径也成功了。所以有点疑惑。

在 Kconfig 系统中，source、rsource 和 orsource 是用于导入其他 Kconfig 文件的命令，但它们的行为和用途有所不同。以下是它们的详细解释和区别：

1. source

  • 功能：从指定的路径导入另一个 Kconfig 文件。
  • 路径解析规则：
    • 绝对路径：直接使用给定的路径（如 source "/path/to/Kconfig"）。
    • 相对路径：路径是**相对于 $srctree（源码根目录）**解析的，而不是当前文件所在目录。
  • 典型用途：
    用于导入项目中或 ESP-IDF 内置的组件 Kconfig 文件。
  • 失败行为：
    如果文件不存在，会报错并终止解析（如你遇到的问题）。

2. rsource

  • 功能：相对路径导入（Relative-source），路径是相对于当前 Kconfig 文件所在目录解析的。
  • 路径解析规则：
    相对路径基于当前文件的位置，而非 $srctree。
    （这是与 source 的关键区别！）
  • 典型用途：
    当需要从当前组件目录中导入子模块的 Kconfig 文件时。
  • 失败行为：
    文件不存在时会报错。

3. orsource

  • 功能：可选导入（Optional-source），如果文件不存在，则静默忽略，不会报错。
  • 路径解析规则：
    与 source 相同（相对于 $srctree）。
  • 典型用途：
    导入可能不存在的可选配置文件，避免因文件缺失导致构建失败。
  • 失败行为：
    文件不存在时不会报错。

三者的对比总结

命令路径解析基准文件不存在时的行为典型场景
source$srctree报错并终止强制依赖的组件或核心配置
rsource当前文件目录报错并终止组件内部的子模块配置
orsource$srctree静默忽略可选的自定义或平台特定配置
  • 最后，如果修改了配置文件，为了避免每次重复配置，可以使用指令 idf.py save-defconfig
    保 存当前的已修改配置，留作下次使用。
# This file was generated using idf.py save-defconfig. It can be edited manually.
# Espressif IoT Development Framework (ESP-IDF) 5.4.1 Project Minimal Configuration
#
CONFIG_IDF_TARGET="esp32s3"
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE_4MB=y
CONFIG_BUTTON_TEST=999
CONFIG_LED_TEST=666
CONFIG_MAIN_TEST=555

六、实战

  • 将组件的示例内容实现，路径类似：managed_components\espressif__button\test_apps\main。里面有多个例子，拷贝出来进行仿制，然后对组件进行二次打包，作为个人组件方便调用。搭配 Kconfig 配置就更加规范了。

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  • 提一句按钮的使用，单个按键没啥好讲的，主要是adc按键，使用 excel 表格方便计算，举例3000mV，分成5个按钮。
  • 参考例程给的思路，分成 n+1，已知所需电压，假设上拉电阻R0，计算理论R1~R5，然后查电阻本寻找合适的电阻，然后再计算实际触发电压，然后编写注册按钮的程序。

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