ESP32开发板C++与Python编程环境搭建Arduino IDE和Thonny软件教程【ESP32入门教程】

一：视频演示

二：前言概述

1.ESP32介绍

ESP32是一款由乐鑫科技（Espressif Systems）推出的超高性价比、自带Wi-Fi和蓝牙的微控制器芯片。它是目前Ai人工智能、物联网（IoT）、智能家居和创客DIY圈子里最受欢迎的主流开发板之一，作为一款功能强大的低功耗系统级芯片，它支持双模无线2.4GHzWi-Fi与蓝牙，这意味着你可以用它轻松连wifi网络或进行蓝牙通信，同时ESP32还支持C++与Python主流编程语言。

2.ESP32功能

在开发板上有着丰富的各种外设接口，包含大量的通用引脚GPIO/ADC/DAC/PWM/I2C/SPI/UART串口等等。我们可以用它来采集传感器数据，联网上传数据，远程控制，结合摄像头做简易的人脸识别、局域网监控，Ai机器人等等。

3.准备工作

本文将为你详细介绍如何为ESP32分别搭建C++开发环境与MicroPython的编程环境。你需要准备以下内容：

·ESP32-S3开发板1个

·USB转TypeC数据线1根

·台式电脑或者笔记本1台（MacOS或Windows系统均可）

三：C/C++编程环境

本次我们使用的软件是Arduino IDE，简单来理解Arduino IDE是一款专门给单片机和开发板（比如 Arduino、ESP32、ESP8266 等）写代码、编译上传程序的免费开源软件。如果把 ESP32开发板比作电脑的“硬件”，那么 Arduino IDE 就是用来给它“装软件/写指令”的工具。

1.下载Arduino软件

打开这个网站https://www.arduino.cc/en/software/，在网页界面选择适合你电脑系统的版本进行下载，并将软件安装好！

2.Arduino设置中文

3.添加ESP32开发板库

https://jihulab.com/esp-mirror/espressif/arduino-esp32/-/raw/gh-pages/package_esp32_index_cn.json

等待安装完成后，重启一下Arduino IDE软件即可使用

4.选择ESP32与端口号

5.安装依赖库

在 Arduino 生态系统中，"库（Library）"是预先编写的代码包，用于简化特定任务的编程，比如驱动传感器、控制显示屏、网络连接或数据处理。使用库可以避免从零开始编写代码，让开发者专注于项目核心逻辑，提升开发效率。

依赖库的来源和分发方式常见有三种安装方法：1.通过库管理器直接安装。 2.通过手动安装  3.网上下载库ZIP导入

具体要根据在开发过程中的需求来选择。 我们这里直接采用第一种从管理器里安装

6.测试点灯程序

众所周知 "点灯程序"是学习每个单片机开发板的第一个实验程序。可以有效的测试板子正常状态！ 

将下列的测试代码复制粘贴到代码区域，点击"上传" 等待编译上传成功后就可以看到ESP32开发板上灯闪烁。

#include <Adafruit_NeoPixel.h> // 导入Adafruit NeoPixel依赖库

// 硬件引脚与参数定义
#define LED_PIN    48  // WS2812 数据引脚
#define NUM_LEDS   1   // 板载灯珠数量

// 初始化 NeoPixel 对象
// 参数 1: 灯珠数量
// 参数 2: 引脚编号
// 参数 3: 像素类型标志（WS2812 常见为 NEO_GRB + NEO_KHZ800）
Adafruit_NeoPixel strip(NUM_LEDS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  strip.begin();           // 初始化灯珠对象
  strip.setBrightness(30); // 设置亮度 (0～255级，数字越大亮度越大)
  strip.show();            // 初始化所有灯珠为关闭状态
}

void loop() {
  // 定义不同颜色 (R, G, B)
  uint32_t colors[] = {
    strip.Color(255, 0, 0),     // 红色
    strip.Color(0, 255, 0),     // 绿色
    strip.Color(0, 0, 255),     // 蓝色
    strip.Color(255, 255, 0),   // 黄色
    strip.Color(0, 255, 255),   // 青色
    strip.Color(255, 0, 255),   // 紫色
    strip.Color(255, 255, 255)  // 白色
  };

  int numColors = sizeof(colors) / sizeof(colors[0]);

  // 循环闪烁彩灯
  for (int i = 0; i < numColors; i++) {
    // 亮灯
    strip.setPixelColor(0, colors[i]);
    strip.show();
    delay(300); // 亮灯持续 300ms

    // 灭灯（实现闪烁效果）
    strip.setPixelColor(0, strip.Color(0, 0, 0));
    strip.show();
    delay(200); // 灭灯持续 200ms
  }
}

查看结果：

到此C++的编程环境就搭建完成了！在后续的开发中可将代码直接上传即可（每次上传会自动清空板内原有的程序）

7.Arduino IDE界面介绍

四：Python编程环境

关于ESP32使用MicroPython的编程软件有很多，这里推荐新手使用Thonny，它是一款基于Python的编程软件，支持在Windows、Mac、Linux等多平台使用，支持语法着色、代码自动补全、debug等功能，软件也非常容易上手!  

1.下载Thonny软件

Thonny软件下载官网：https://thonny.org 打开官网后选择适合你电脑系统的版本进行下载，并将软件安装好！由于Thonny.org是国外网站，内地用户存在无法打开外网或下载比较慢。那么也可直接戳这里下载→Thonny编程软件

2.软件基础设置

3.固件安装

3.1 下载固件：

ESP32原生只能读懂 C/C++ 编译出来的机器码，如果没有MicroPython的固件ESP32是听不懂你所写的Python代码。那么刷入固件也就是给 ESP32 开发板安装了一个微型 MicroPython 解析器引擎。 请根据下面步骤把固件安装好，这个安装过程可能会慢一点，请耐心等待安装完成。

3.2 安装固件：

3.测试点灯程序

众所周知 "点灯程序"是学习每个单片机开发板的第一个实验程序。可以有效的测试板子正常状态！ 

将下列的测试代码复制粘贴到代码区域，点击左上角"运行" 等待编译上传成功后就可以看到ESP32开发板上灯闪烁。

import time
from machine import Pin
import neopixel

# 引脚配置板载灯引脚为GPIO48
LED_PIN = 48  

# 初始化 NeoPixel
# 构造函数输出模式与灯珠的数量
np = neopixel.NeoPixel(Pin(LED_PIN, Pin.OUT), 1)

#点亮颜色转换辅助函数
def wheel(pos):
    """根据 0-255 的位置生成 HSV 彩虹过渡色 (返回 R, G, B 元组)"""
    pos = pos % 256
    if pos < 85:
        return (255 - pos * 3, pos * 3, 0)
    elif pos < 170:
        pos -= 85
        return (0, 255 - pos * 3, pos * 3)
    else:
        pos -= 170
        return (pos * 3, 0, 255 - pos * 3)

#循环改变颜色
print("WS2812 测试开始！按 Ctrl+C 可停止运行。")

brightness = 0.2  # 亮度缩放 (0.0 到 1.0)，WS2812

try:
    hue = 0
    while True:
        # 1. 计算当前的 RGB 颜色值
        r, g, b = wheel(hue)
        
        # 2. 乘以亮度比例
        r = int(r * brightness)
        g = int(g * brightness)
        b = int(b * brightness)
        
        # 3. 设置第 0 颗灯的颜色 (RGB) 并发送数据
        np[0] = (r, g, b)
        np.write()
        
        # 4. 色相自增，实现颜色平滑过渡
        hue = (hue + 1) % 256
        
        # 延时控制渐变速度 (单位：秒)
        time.sleep(0.02)

except KeyboardInterrupt:
    # 按下 Ctrl+C 停止时关灯
    np[0] = (0, 0, 0)
    np.write()
    print("\n程序已停止，灯光已熄灭。")

结果：运行代码后板载灯开始亮不同颜色

4.Thonny软件界面介绍

至此MicroPython的编程环境就搭建完成了！在后续的开发中可将程序文件命名为main.py就能实现上电自启程序