ESP32

Arduino core for the ESP32 リファレンス

１．Arduino IDEをインストール

２．GitHubからArduino Core for the ESP32からボード情報を追加します。
	https://github.com/espressif/arduino-esp32
	そのページで、下図の様に、Installation Instructions 項目の、Instructions for Boards Managerというリンクを開きます。
	ページが飛ぶので、Stable release link のところの URL をコピーします。
	https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

３．Arduino IDE を起動し、ファイルメニューの環境設定を開きます。
	設定タブにて、「追加のボードマネージャーのURL」にコピーしたURLを貼り付けます。OKボタンを押します。

４．ツールメニューのボードからボードマネージャを開きます。
	一覧が表示されたら「esp32」を検索しインストールボタンを押します。

５．インストールが完了したら、再度、ツールメニューから以下の項目を選択します。
	ボート:"ESP32 Dev Module"
	シリアルポート:　※デバイスマネージャで確認
	書込装置:"USBasp"

６．書き込み等の確認は、ファイルメニューのスケッチ例から「ESP32」のサンプルを読み込み
	コンパイルおよび、書き込みを行う。

購入した直後はスケッチが何も書き込まれていないため、ダウンロードモードにして書き込みをします。
また、書き込まれているスケッチによっては、USBでの通信ができなくなっていることもあり、その場合にもダウンロードモードにて書き込みを行う。
１．USBケーブルを接続して、BOOTボタンを押しながらENボタンを押す。
２．ENボタンを離し、スケッチを書き込みする。
３．正常に書き込みが進んだらBOOTボタンを離す。

１．ArduinoIDEにて書き込み時にesptoolコマンドおよびファイルの情報を確認する。
	ArduinoIDEの環境設定にて”より詳細な情報を表示する：”の設定で書き込みにチェックを入れる。
	その後、実際に書き込みを行いエディタウィンドウにてesptoolコマンドの内容（一行）をコピーしテキストファイルに保存する。
２．esptoolコマンドの内容より、binファイル(コンパイル後のバイナリデータ)を全てコピーしておく。
	ArduinoIDEのスケッチ→コンパイル済みバイナリをエクスポートにてinoと同一フォルダにbinファイルを作成することができる。
３．１で作成したテキストファイルを編集し、２でコピーしたファイルの保存先にパスを変更する。
４．テキストファイルの拡張子を.batにして実行すると書き込みができます。

また、esptool.exeとbinファイルを同一フォルダにコピーして配布することで、IDEの開発環境が無くても書き込み作業ができます。

[ツール]-[Partition Scheme]メニューで設定する。
標準で用意されたパーティションの一例
プリセット　プログラム	SPIFFS	EEPROM	OTA
default.csv	1.28MB	1.46MB	4KB	有効
minimal.csv	1.28MB	700KB	4KB	無効
no_ota.csv	2MB	1.98MB	4KB	無効
huge_app.csv	3.07MB	956KB	4KB	無効
min_spiffs.csv	1.92MB	188KB	4KB	有効

●GPIOマトリクス機能
｢(物理的な)ピン｣｢IO MUX(マルチプレクサ)｣｢GPIO マトリックス｣という3つの回路があります。
GPIOピンは再割り当てすることが可能です。基本的に内蔵ペリフェラルのほぼ全てが変更できます。
ただし、以下の制約があります。
・GPIO 0,2 回路的にブートモードの設定に利用
・GPIO 1,3 シリアル通信(UART U0RXD、U0TXD)に利用するため注意
・GPIO 6～11 ESP-WROOM-32モジュール内部では既にFLASHメモリと接続されている
・GPIO 12 内蔵LDOの電圧設定に利用
・GPIO 15 U0TXDピンのデバッグログの設定に利用されることがある
・GPIO 34～39 入力のみ
Ethernet, SDIO, SPI, JTAG, UARTなどの高速信号は、パフォーマンス低下を回避するためにGPIOマトリクスを介さないで接続可能なものがあり、その場合は出力ピンが固定される。

GPIO	種類	アナログ入力	タッチ入力	RTC		PULL	pinMode初期値
GPIO0	I/O	ADC2_CH1	TOUCH1		RTC_GPIO11	○	PULLUP
GPIO1	I/O							○	PULLUP
GPIO2	I/O	ADC2_CH2	TOUCH2		RTC_GPIO12	○	PULLDOWN
GPIO3	I/O							○	PULLUP
GPIO4	I/O	ADC2_CH0	TOUCH0		RTC_GPIO10	○	PULLDOWN
GPIO5	I/O							○	PULLUP
GPIO6	I/O							○	PULLUP
GPIO7	I/O							○	PULLUP
GPIO8	I/O							○	PULLUP
GPIO9	I/O							○	PULLUP
GPIO10	I/O							○	PULLUP
GPIO11	I/O							○	PULLUP
GPIO12	I/O	ADC2_CH5	TOUCH5		RTC_GPIO15	○	PULLDOWN
GPIO13	I/O	ADC2_CH4	TOUCH4		RTC_GPIO14	○	INPUT
GPIO14	I/O	ADC2_CH6	TOUCH6		RTC_GPIO16	○	INPUT
GPIO15	I/O	ADC2_CH3	TOUCH3		RTC_GPIO13	○	PULLUP
GPIO16	I/O							○	INPUT
GPIO17	I/O							○	INPUT
GPIO18	I/O							○	INPUT
GPIO19	I/O							○	INPUT
GPIO21	I/O							○	INPUT
GPIO22	I/O							○	INPUT
GPIO23	I/O							○	INPUT
GPIO25	I/O	ADC2_CH8			RTC_GPIO6	○
GPIO26	I/O	ADC2_CH9			RTC_GPIO7	○
GPIO27	I/O	ADC2_CH7	TOUCH7		RTC_GPIO17	○	INPUT
GPIO32	I/O	ADC1_CH4	TOUCH9		RTC_GPIO9	○
GPIO33	I/O	ADC1_CH5	TOUCH8		RTC_GPIO8	○
GPIO34	I	ADC1_CH6			RTC_GPIO4	×
GPIO35	I	ADC1_CH7			RTC_GPIO5	×
GPIO36	I	ADC1_CH0			RTC_GPIO0	×
GPIO37	I	ADC1_CH1			RTC_GPIO1	×
GPIO38	I	ADC1_CH2			RTC_GPIO2	×
GPIO39	I	ADC1_CH3			RTC_GPIO3	×

●pinMode()一覧
ピンによって起動時に設定されているモードが違うので、使用するピンは初期化してから使うようにしたほうが安全です。

モード			入力接続
INPUT			入力（LOW=0、HIGH=1）
INPUT_PULLUP		入力（3.3Vに抵抗経由で接続）
INPUT_PULLDOWN		入力（GNDに抵抗経由で接続）
ANALOG			入力（0～4095）
OUTPUT			出力（LOW：0V、HIGH：3.3V）
OUTPUT_OPEN_DRAIN	出力（LOWのときにはGND接続で変わらないが、HIGHのときには3.3Vを出力するのではなく、なにも接続されていないハイインピーダンス状態になります。）

pinMode(4, OUTPUT);  // GPIO_4番pinを出力設定

●デジタル入力 digitalRead()
25%の0.825Vより低い電圧の場合LOWになり、75%の2.475Vより高いとHIGHになります。

●デジタル出力 digitalWrite()
LOWの場合には0V、HIGHの場合には3.3Vの電圧を出力します。
LOWの場合には内部でGNDに接続するイメージになり、外部電源からGPIOに接続してLOWすることで、HIGHよりも多くの電流を流すことが可能です。
使用できるGPIOピンは、0～33

digitalWrite(4, HIGH); // GPIO_4番pinをHIGH
digitalWrite(4, LOW); // GPIO_4番pinをLOW

●PWM出力 ledcWrite()
パルス幅変調出力です。電流を周期的にON/OFFすることで出力量を制御します。ArduinoのanalogWrite()と同様の振る舞いをします。
チャンネルが0～15まであり、各チャンネル毎に周波数と分解能を設定して複数ピンへの割り当てが可能。
LEDCには Note / Tone 関係の関数が含まれています。ledcWriteNote() / ledcWriteTone() にて音を鳴らすことができます。
また、通信用のクロックとしても使用できます。
使用できるGPIOピンは、0～33

ledcSetup(0, 12000, 8); // チャンネル設定（channel, Hz, bit）8bitの場合は0～256の範囲で出力できる
ledcAttachPin(4, 0); // GPIO_4番pinをPWMの0チャンネルに設定
ledcWrite(0, 128); // 128/256で 50%の出力

●アナログ出力 dacWrite()
アナログ電圧が直接ピンから出力される。主にスピーカーを鳴らす場合に利用することが多い
出力値は、0～255 ※256ではない
ESP32は2chの8bit DACを内蔵しており、出力ピンはGPIO25,26ピンの位置に固定されています。
使用できるGPIOピンは、25、26

dacWrite(25, 128); // GPIO_25番pinを128/255で 50%の出力

double i=0.0;
void loop() {
  dacWrite(25, 128+128*sin(i));
  i+=0.01;
}

●アナログ入力（ADC） analogRead()
アナログ入力として0～4095の値が返ってきます。
入力範囲はanalogReadResolution()にて解像度設定でより荒い値に変更することができます。
0は0V、4095は3.3Vに対応していますが、精度はそれほど高くないので注意して利用してください。
ADCに接続されているGPIOでのみアナログ入力が可能です。GPIO32以降であればどんな状況でも利用可能です。無線を利用しない場合にはADC2に接続されている端子でも利用が可能です。
ESP32には逐次比較型(SAR)ADCモジュールが2つ内蔵されています。分解能は9～12bitで、デフォルトは12bitです。
ADC1 には、GPIO32～39に相当するピンと、後述するホールセンサが接続されています。
ADC2 には、それ以外のピンと、deep sleep機能用の入力などが接続されています。
Wi-Fi使用時には ADC2が使えません。つまり、実質 A4 (IO32) ～ A7 (IO35) の 4 本しか使えません。
また、ADCの入力には減衰器を設定することができます。実のところ、ESP32のADCモジュールは0～1 Vの間でAD変換を行っています。
このモジュールに例えば11db(約1/3.6倍)の減衰器を設定することで、0～3.6 Vの間のAD変換ができるようになります。
デフォルトでは11dBの減衰が設定され、12bitでの最大値は3.6 Vを示しています。
また、現在AD変換の結果は少し誤差があるとのことです(?公式スレッド参照)。
他にも議論が見受けられ(?例1,?例2)、状況によって値が変わる可能性がある点に注意したほうが良いでしょう。
このADCの補正に関しては色々議論が進んでいるようです。参考情報として、電源電圧3.31 VでA0ピン(GPIO36)に1.667 Vを入力した時のADCの値は、
1950程度でした。値が4095の時3.50 Vになる計算です。この値も何度かのアップデートで変わっている可能性があります。
setupのブロックでanalogSetAttenuation()関数を呼ぶことで減衰率の設定ができます。
例えば減衰無し(入力電圧範囲 0～1 V)であれば、analogSetAttenuation(ADC_0db);と設定します。詳しくは?このあたりを参照ください。
また、ADC2回路を利用するピンは、今のところWiFi機能と並行して利用できず、常に値が4095になります(?参照)。
将来的に修正するようですが、注意してください。
ADCに使えるピンを以下の表に示します。

GPIO	ADC		WiFi使用時
0	ADC2_CH1	不可
2	ADC2_CH2	不可
4	ADC2_CH0	不可
12	ADC2_CH5	不可
13	ADC2_CH4	不可
14	ADC2_CH6	不可
15	ADC2_CH3	不可
25	ADC2_CH8	不可
26	ADC2_CH9	不可
27	ADC2_CH7	不可
32	ADC1_CH4
33	ADC1_CH5
34	ADC1_CH6
35	ADC1_CH7
36	ADC1_CH0
37	ADC1_CH1
38	ADC1_CH2
39	ADC1_CH3

●Serial (UART)
Serialオブジェクトは、Serial、Serial1、Serial2として定義されており宣言なしに利用可能です。
３系統のハードウエアシリアルを利用可能です。※UART0は、USBポートで使用。

UART0	UART1	UART2
 IO1	IO10	IO17	TXD
 IO3	IO9 	IO16	RXD
 IO22	IO11	IO7 	RTS
 IO19	IO6 	IO8 	CTS

HardwareSerial mySerial1(1);  //UART1 (RX=9, TX=10)
HardwareSerial mySerial2(2);  //UART2 (RX=16, TX=17)
void setup() {
  mySerial1.begin(115200, SERIAL_8N1, 32, 33);  //ピンを変更 (RX=32, TX=33)
  mySerial2.begin(115200);
  while(!mySerial1);  //ポートを開くまでの待ち

.begin()　UARTを設定します。Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, 32, 33);
　　void begin(unsigned long baud, uint32_t config=SERIAL_8N1, int8_t rxPin=-1, int8_t txPin=-1,
　　　　　　　　 bool invert=false, unsigned long timeout_ms = 20000UL, uint8_t rxfifo_full_thrhd = 112);
.readStringUntil()　指定した文字を受信するまで読み込みます。Serial.readStringUntil('\r')

UART2(IO16,IO17)を使った例です。

HardwareSerial Serial1(2);

void setup() {
  // initialize both serial ports:
  Serial.begin(115200);
  Serial1.begin(115200);
}

void loop() {
  // read from port 1, send to port 0:
  if (Serial1.available()) {
    int inByte = Serial1.read();
    Serial.write(inByte);
  }

  // read from port 0, send to port 1:
  if (Serial.available()) {
    int inByte = Serial.read();
    Serial1.write(inByte);
  }
}
受信したデータがAsciiの場合は、Serial.write(inByte);とすることで、文字が出力されます。
サンプルの関数Serial.read()は1byteを読み込みします。
また、Serial.avialable()は、取得可能なバイト数を確認できます。

●I2C（Inter-Integrated Circuit）通信
半二重シリアル通信方式です。モーターや温度、湿度センサーなど多くの対応デバイスがあり、それら利用する場合にこの端子を利用します。
I2C0、I2C1の2系統があり、デフォルトでは以下のピンが設定されています。

・I2C0
GPIO	定数
21	SDA
22	SCL

・I2C1 未定義

void begin(int sda=-1, int scl=-1, uint32_t frequency=100000);

●SPI（Serial Peripheral Interface）通信
同期式全二重シリアル通信で、I2Cより高速にデータ通信を行うことができ、主にEEPROMやSDカード、各種素子などの扱うデータ容量が大きいところで利用されています。
また、内蔵FLASHとの接続にも利用されているため、IO6～IO11を使ったSPIは利用不可です。
VSPI、HSPIの2系統があり、デフォルトでは以下のピンが設定されています。

GPIO	VSPI	SPI
18	VSPICLK	SCK
19	VSPIQ	MISO
23	VSPID	MOSI
5	VSPICS0	SS
21	VSPIHD
22	VSPIWP

GPIO	HSPI	SPI
14	HSPICLK	SCK
12	HSPIQ	MISO
13	HSPID	MOSI
15	HSPICS0	SS
4	HSPIHD
2	HSPIWP

void begin(int8_t sck=SCK, int8_t miso=MISO, int8_t mosi=MOSI, int8_t ss=-1);

●Bluetooth
Bluetoothを使用するには、様々なライブラリが提供されており簡単に通信をすることが可能です。
◆BluetoothSerialライブラリ
　　シリアル通信をBluetooth通信に置き換える仕組みで、通常のUART通信と同じように記述できます。
　　ホスト側では、ESP32とペアリングをすると仮想シリアルポートが作成されます。

#include "BluetoothSerial.h"
BluetoothSerial SerialBT;  //インスタンス化
void setup() {
  SerialBT.begin("ESP32Dev");  //第一引数はデバイス名を指定
}

//マスタとしてスレーブに接続する場合
uint8_t MACaddr[6]  = {0x40, 0xf5, 0x20, 0x53, 0x12, 0x34};  //接続先スレーブのMACアドレス
void setup() {
  SerialBT.begin("ESP32Dev_master" ,true);  //第二引数はマスターとして使用する場合にtrue
  if(SerialBT.connect(MACaddr)) {  //Bluetooth接続
    Serial.println("connected"); 
  } else {
    while(!SerialBT.connected(10000)) {
      Serial.println("No connect"); 
    }
  }
  if (SerialBT.disconnect()) {  //Bluetooth切断
    Serial.println("Disconnected Succesfully!");
  }
  SerialBT.connect();  //Bluetooth再接続
}

//BLEタグ（ビーコン）受信検索サンプル
#include "BLEDevice.h"
#define DEF_BLE_ADDR "05:B3:EC:xx:xx:xx"
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  BLEDevice::init("");  // BLEモジュールの初期化
  pBLEScan = BLEDevice::getScan();  // スキャンオブジェクトを取得
  pBLEScan->setActiveScan(false);  // パッシブスキャンに設定
}
void loop() {
  BLEScanResults foundDevices = pBLEScan->start(10);  // 10秒間スキャン
  int count = foundDevices.getCount();  // 受信したデバイス数を取得
  for(int i = 0; i < count; i++) {  // 検出した個数分ループ
    BLEAdvertisedDeviced bleDev = foundDevices.getDevice(i);
    BLEAddress bleAddr = bleDev.getAddress();  // BLEのMACアドレス取得
    std::string bleName = bleDev.getName();    // BLEの名称取得
    if(DEF_BLE_ADDR == bleAddr.toString()) {  // MACアドレス確認
      Serial.printf(("name=[%s]; addr=[%s]", bleName.c_str(), bleAddr.toString().c_str());
      Serial.println
    }
  }
}

●WiFi
様々なライブラリを使うことで多くの機能を実現できます。スケッチ例にあるサンプルで確認できます。

WiFi.begin(ssid, password);  //特定のAPへ接続
wifiMulti.run();  //複数のAPを指定できる
WiFiScan();  //アクセスポイントをスキャンする
WiFi.disconnect(true);  // WiFi切断 true:Wi-Fi機能OFF　false:APへ接続しない
WiFi.mode(WIFI_OFF);

  Serial.print("Wifi Connecting");
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);  //WiFi接続
  if(WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    Serial.printf("Connected, IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
    Flag = true;
    break;
  } else {
    Serial.print('.');
    delay(500);
  }

●ホールセンサ(磁気センサー) hallRead()
ESP32に内蔵されている磁力センサーです。ESP32に磁石を近づけると値が小さくなるセンサーです。
ホールセンサの出力は、内蔵LNAに接続されている、つまりGPIO36,37(SENSOR_VP,SENSOR_VN)につながっているため、
他の回路とは基本的に排他利用となっています。

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int v = hallRead();
  Serial.println(v, DEC);
  delay(200);
}

●タッチ入力 touchRead()
静電容量を利用したタッチセンサーです。ピンに一瞬電荷をチャージして、直後にピンの電荷を確認することでタッチの確認をしています。
タッチセンサーとADCは別の回路のため、無線を利用している場合でもADC2に接続されているピンを利用することができます。
タッチセンサとして使える入力を以下に示します。

GPIO	定数 
4	T0 
0	T1  ←注意
2	T2  ←注意
15	T3  ←注意
13	T4 
12	T5
14	T6
27	T7
33	T8 ←注意
32	T9 ←注意

●内部温度センサー temperatureRead()
ESP32の内部温度のセンサーです。外気温ではなく内部温度のため高負荷でESP32を利用した場合には上昇していきます。

●動作クロックの変更
setup()で int ret = setCpuFrequencyMhz(240); //240,160,80,40,20,10が使用可

●Deep Sleepモード
ESP32の動作モードは、アクティブモード、モデムスリープモード、ライトスリープモード、ディープスリープモード、ハイバネーションモード、休止モードがあり
ArduinoIDEで簡単に扱えて効果が大きい停止モードがDeep Sleepになります。
Deep Sleepからもとの状態に戻す（ウェイクアップ）させるには次の方法があります。

・タイマーによるウェイクアップ
  esp_deep_sleep(time);  //直ちにDeep Sleepに移行しマイクロ秒後にウェイクアップ
  esp_sleep_enable_timer_wakeup(time);  //スリープ時間をマイクロ秒単位で指定
  esp_deep_sleep_start();  //Deep Sleepへ移行し上記で設定した時間後にウェイクアップ
・外部ウェイクアップ
  ext0とext1の2種類があります。
  esp_sleep_enable_etx0_wakeup(GPIO_NUM_x, level)  //指定のGPIOピンが 0:Lowでウェイクアップ、1:Highでウェイクアップ
  esp_sleep_enable_etx1_wakeup(bitmask, mode)  //複数のRTC GPIOを使用してウェイクアップ
・タッチピンを使ったウェイクアップ
・ULPコプロセッサを使ったウェイクアップ

#include "esp_deep_sleep.h"

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200, SERIAL_8N1);
  Serial.println("Start");  

  esp_deep_sleep_pd_config(ESP_PD_DOMAIN_RTC_PERIPH, ESP_PD_OPTION_OFF);
  esp_deep_sleep_pd_config(ESP_PD_DOMAIN_RTC_SLOW_MEM, ESP_PD_OPTION_OFF);
  esp_deep_sleep_pd_config(ESP_PD_DOMAIN_RTC_FAST_MEM, ESP_PD_OPTION_OFF);
  esp_deep_sleep_pd_config(ESP_PD_DOMAIN_MAX, ESP_PD_OPTION_OFF); 
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  delay(1000);
  Serial.println("good night!");

  esp_deep_sleep_enable_timer_wakeup(10 * 1000 * 1000);  // wakeup(restart) after 10secs
  esp_deep_sleep_start();

  Serial.println("zzz");  // ここは実行されない
}

●タスク処理
複数の処理を同時に起動して効率的に処理を行います。
・スレッド処理
　同じCPUコア内にて時間で切り替えをしながら実行するタスクのことです。
・マルチコア処理
　別のCPUコアで実行する処理となり完全な並列処理をします。
　メモリやIO関連では同時アクセスしないよう排他制御を考慮する必要があります。

TaskHandle_t task1Handle;  //タスクハンドルの宣言

void task1(void *pvParameters) {  //引数はvoidのポインターを指定
  while (1) {  //通常は終了しないようループさせる
    Serial.print(".");
    delay(1);  //ループ中に同じ優先度のタスクを実行するにはディレイを入れる
    ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);  //通知が来るまで待機する場合
  }
  vTaskDelete(NULL);  //タスクハンドルを使用しないで自分自身を削除する場合
}

void setup(){
  xTaskCreateUniversal(
    task1,       //作成するタスク関数
    "task1",     //表示用タスク名。あまり意味がなく一覧を取得時に表示される
    8192,        //スタックメモリ量。基準値8192
    NULL,        //タスクへ渡す起動パラメータ。不要な場合はNULLを指定する
    1,           //優先度 0:低 24:高 loop()関数内は優先度1
    &task1Handle, //タスクハンドル。起動後に変数を利用してタスクを制御する場合に指定し、不要な場合はNULLを指定する
    APP_CPU_NUM  //実行するコア。他にPRO_CPU_NUM
  );
}

void loop(){
}

vTaskDelete(task1Handle);  //タスクを削除
vTaskSuspend(task1Handle); //タスクを一時停止
vTaskResume(task1Handle);  //タスクを再開
xTaskNotifyGive(task1Handle);  //タスクに通知を送る
//タスクに通知を送る。sendDataは32bitの値で、eSetValueWithOverwriteは上書きする
xTaskNotify(rxTaskHandle, sendData, eSetValueWithOverwrite);

●キュー（Queue）
タスク間で複数のデータを安全にやり取りするための仕組みです。
データはFIFO(先入れ先出し)で格納されます。

QueueHandle_t myQueue;  //キューハンドルの宣言

// 受信側のタスク関数
void rxTask(void *pvParameters) {
  int receivedData = 0;
  while (1) {
    //キューからデータを受信（キューハンドル, 変数のアドレス, 待ち時間ms） portMAX_DELAY:受信するまで待機
    if (xQueueReceive(myQueue, &receivedData, portMAX_DELAY) == pdPASS) {
      Serial.println(receivedData);
    }
  }
}

void setup() {
  myQueue = xQueueCreate(5, sizeof(int));  //キューの作成（キューに貯められる数, 要素サイズ）
  if (myQueue == NULL) Serial.println("キューの作成に失敗しました");
  xTaskCreateUniversal(rxTask, "ReceiverTask", 4096, NULL, 1, NULL, APP_CPU_NUM);  //タスクの作成
}

void loop() {
  static int counter = 0;
  counter++;

  //キューへデータを送信（キューハンドル, 変数のアドレス, キューが満杯のときの空き待ち時間ms）
    if (xQueueSend(myQueue, &counter, 0) == pdPASS) {
    Serial.println(counter);
  } else {
    Serial.println("キューが満杯で送信失敗");
  }

  delay(2000);
}

/*
スレッド間でのセマフォを使った同期処理
xSemaphoreTake～xSemaphoreGiveの間は同時にどちらか片方しかその内部の処理が実行されない。
2つ目のパラーメーターはこの時間待機して、待機時間が過ぎてももう片方の処理が終わらなった場合にタイムアウトして諦める時間。
*/
SemaphoreHandle_t xMutex = NULL; 
volatile int intdata = 0;
 
void subProcess(void * pvParameters) {
    while (1) {
        if (xSemaphoreTake( xMutex, ( portTickType ) 100 ) == pdTRUE) {
            intdata = intdata + 1000;
            Serial.println(intdata);
            xSemaphoreGive(xMutex);
        }
        delay(500);
    }
}
 
void setup() {
    Serial.begin(9600);
    xMutex = xSemaphoreCreateMutex();
    xSemaphoreGive(xMutex);
    xTaskCreatePinnedToCore(subProcess, "subProcess", 4096, NULL, 1, NULL, 0); //Core 0でタスク開始
}
 
void loop() {
    if (xSemaphoreTake( xMutex, ( portTickType ) 100 ) == pdTRUE) {
        intdata = intdata + 1;
        Serial.println(intdata);
        xSemaphoreGive(xMutex);
    }
    delay(500);
}

/*
スレッド間でのキューを使ったデータの受け渡し
Core0aはdelay(1)間隔の高速ループでキューからの受信を待ち受けています。
一方で、Core1aはdelay(1000)のゆっくりとした間隔でキューを発信しています。
また、メインループはdelay(100)の間隔で更新されています。
このため、メインループ10回の表示につき、Core0aが受け取ったキューを1回表示するという実行結果になります。
*/
TaskHandle_t thp[2];  //タスクハンドル
QueueHandle_t xQueue_1;  //キューハンドル

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  xQueue_1 = xQueueCreate( 10, 16 );  //待ち行列の席数, 一席あたりのバイト数
  xTaskCreatePinnedToCore(Core0a, "Core0a", 4096, NULL, 2, &thp[0], 0);
  xTaskCreatePinnedToCore(Core1a, "Core1a", 4096, NULL, 1, &thp[1], 1);
}

void loop() {
  Serial.println("[ main ] loop");
  delay(100);
}

void Core1a(void *args) {
  int a = 0;  //送信データの変数
  while (1) {
    xQueueSend( xQueue_1, &a, 0 );  //キューハンドル名, 送信用変数アドレス, 待ち行列の席が空くまで待つ時間
    a++;
    delay(1000);
  }
}

void Core0a(void *args) {//スレッド ②
  int b = 0;  //データ受信用の変数
  while (1) {
    xQueueReceive( xQueue_1, &b, portMAX_DELAY );  //キューハンドル名, 受信用変数アドレス, キュー空きを待つ最大時間（portMAX_DELAYで無限待ち）
    Serial.print("[Core0a] xQueueReceive:");
    Serial.println(b);
    delay(1);
  }
}

●ウォッチドッグ
定期的に生存確認を行ってシステムがハングアップしていないかを監視する仕組みです。
無限ループなどにはまっている場合に自動的にリブートします。
監視時間はウォッチドッグタイマ(WDT)と呼ばれ、ESP32では3秒間応答がないとリブートがかかります。
・初期値
　Core 0（PRO_CPU）WDT有効
　Core 1（APP_CPU）WDT無効 ※通常の処理はCore1です。
・ウォッチドッグタイマのリセット方法
　delay()を入れることでWDTはリセットされます。

●ULPコプロセッサ
低消費電力用にもう一つプロセッサを載せており、これをULPコプロセッサと呼びます。
ただ、ArduinoIDEから利用する分には制約があり、プログラミングもアセンブラで行う必要があります。

●SPIFFS(SPI Flash File System)によるファイル操作
ESP32-DevKitC(ESP-WROOM-32)には4MByteのフラッシュメモリが内蔵されていてSPIで接続されています。
このフラッシュメモリをファイルシステムとしてストレージのように利用する事ができます。
SPIFFSは数MByteまで利用できますので、ファイルなどの比較的大きなデータでも保存できます。
一度書き込んだファイルはスケッチを書き換えても消えません。
また、EEPROMも同じフラッシュメモリに保存されます。
SPIFFS は便利ですが、秒単位でログを取るような用途には向いていません (フラッシュメモリなので書き換え回数に上限があります)。
設定値など小さなデータはEEPROMを利用する方がよいでしょう。サイズは4KB。
アップロードツールにて、Arudino IDEからファイルを書き込みすることができます。ただし、Arudino IDE 2.x.xは未対応。

#include "FS.h"
#include "SPIFFS.h"

const uint32_t BUF_SIZE = 255;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial);
  Serial.println("");

  SPIFFS.begin(true);

  /* CREATE FILE */
  File fp = SPIFFS.open("/TEST.TXT", FILE_WRITE); // 書き込み、存在すれば上書き
  char buf[BUF_SIZE + 1];
  String s = "The quick brown fox jumps over the lazy dog.\r\n";
  s.toCharArray(buf, BUF_SIZE);
  for (int i=0; i<20; i++)
    fp.write((uint8_t *)buf, BUF_SIZE);
  fp.close();

  /* READ FILE */
  fp = SPIFFS.open("/TEST.TXT", FILE_READ); // 読み取り
  while (fp.read((uint8_t *)buf, BUF_SIZE) == BUF_SIZE)
    Serial.print(buf);
  fp.close();

  /* DELETE FILE */
  SPIFFS.remove("/TEST.TXT");

  SPIFFS.end();
}

void loop() {
}

●タイマー
ESP-WROOM-32には、64ビットタイマーモジュールが2個あり、それぞれのタイマーモジュールは2個のタイマーを持っています。
このため、合計4個のタイマーを利用することができます。
ボード 2.0.xと3.x.xで記述方法が変わったので注意します。

// タイマー設定 ボード 2.0.x
#define TimerPeriod 100000  //割り込み周期（us）100ms
hw_timer_t * timer = NULL;

// タイマー割込みルーチン
void IRAM_ATTR onTimer() {  //IRAM上に格納
  ++TimerCnt;  //100ms毎にカウントアップ
}

void setup() {
  // タイマー
  timer = timerBegin(0, 80, true);  //タイマー番号、分周比（1us）
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true);  //割込み発生時のルーチン指定
  timerAlarmWrite(timer, TimerPeriod, true);  //割り込み周期、繰り返し実行（falseの場合は1回のみ）
  timerAlarmEnable(timer);  //タイマー起動（停止はtimerAlarmDisable()）
}


// タイマー設定 ボード 3.x.x
#define TimerPeriod 100000  //割り込み周期（us）100ms
hw_timer_t * timer = NULL;

// タイマー割込みルーチン
void ARDUINO_ISR_ATTR onTimer() {  //IRAM上に格納
  ++TimerCnt;  //100ms毎にカウントアップ
}

void setup() {
  // タイマー
  timer = timerBegin(1000000);  //タイマー周波数 1Mhz
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer);  //割込み発生時のルーチン指定
  timerAlarm(timer, TimerPeriod, true, 0);  //割り込み周期us, 繰り返し実行（falseの場合は1回のみ）,0
}

●GPIO割り込み(ISR)
ハードウエア割り込みは基本的に優先度が高いため、他のソフトウェア割り込みより優先して動きます。

attachInterrupt(GPIO_PIN, fnc, FALLING);
値    define    トリガー条件
0x00	DISABLED  無効
0x01	RISING    LOWからHIGHに変化
0x02	FALLING   HIGHからLOWに変化
0x03	CHANGE    信号レベルが変化
0x04	ONLOW     LOWのときに常に発生
0x05	ONHIGH    HIGHのときに常に発生

volatile int cnt = 0;  //ISR内で使用する変数にはvolatile修飾子を指定
void IRAM_ATTR onButton() {  //IRAM_ATTR属性(メモリにロード)
  Serial.println(++cnt);
}
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(GPIO_PIN_4, INPUT);
  attachInterrupt(GPIO_PIN_4, onButton, FALLING);  .//pinに割り込みを設定
}
void loop() {
  delay(1);
}

●リセット
ESP.reset(); //ハードリセット（いくつかのレジスタは古い状態のままになる）
ESP.restart(); //再起動（上記よりもクリーンな起動ができる）

●リブートを繰り返し動作しない場合の対処
フラッシュメモリを消去し再度スケッチを書き込みすることで復帰する場合があります。
症状はシリアルモニターで115200bpsに設定した後、ESP32を起動しブートログにて確認をする。
書き込みツールを使用して、下記のコマンドを実行する。

esptool.exe --chip esp32 --port COM1 --baud 921600 erase_flash

●ビルトイン BASIC
ESP32-WROOM-32 にはビルトイン BASIC が仕込まれています。
ビルトインBASICを起動するには、GPIO12を10kΩ抵抗でプルアップします。
１．GPIO12 と 3V3 を10kΩ抵抗で繋ぐ。
２．USBでPCと接続し、シリアルモニタを115200 bpsで開く。
３．以下のようなメッセージが繰り返し出る ので Enter を入力するとBASIC が起動する。。
　　 (GPIO15をプルダウンしている場合には”OK”のみが繰り返し表示される)

ets Jun  8 2016 00:22:57

rst:0x10 (RTCWDT_RTC_RESET),boot:0x33 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
configsip: 0, SPIWP:0x00
clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_drv:0x00,cs0_drv:0x00,hd_drv:0x00,wp_drv:0x00
mode:DIO, clock div:2
cmd len -1
Falling back to built-in command interpreter.
OK
>

>help
A very Basic ROM console. Available commands/functions:
LIST
NEW
RUN
NEXT
LET
IF
GOTO
GOSUB
RETURN
REM
FOR
INPUT
PRINT
PHEX
POKE
STOP
BYE
MEM
?
'
DELAY
END
RSEED
HELP
ABOUT
IOSET
IODIR
PEEK
ABS
RND
IOGET
USR

A$ のような文字列変数は使えません。A-Z の一文字変数 (整数型) のみです。配列変数は実装されていません。
PRINT 文に書式は実装されていません。INPUT 文にプロンプト文は実装されていません。
Arduino 言語にある analogRead() / analogWrite() に相当するステートメント / 関数はありません。

LEDを26ピンにセットしてLチカ
Ctrl+Cでプログラムをストップできる。
>10 iodir 26,1
>20 ioset 26,0
>30 delay 500
>40 ioset 26,1
>50 delay 500
>60 goto 20
>list
10 IODIR 26,1
20 IOSET 26,0
30 DELAY 500
40 IOSET 26,1
50 DELAY 500
60 GOTO 20
OK
>run
break!
OK
>