ESP8266-Arduino杀手?

By | 2019年9月2日

Arduino之所以流行可能是因为它的学习曲线比较平缓,另外是支持它的第三方程序库非常多,无论在什么平台上都比较容易入门。多年前我曾和一些搞嵌入开发多年的朋友请教,他们更建议我多点尝试STM的开发,Arduino只能在实验室中玩玩很难产品化的,主要原因是由于芯片生产授权和Arduino嵌入到产品时很多时候都需要添加外围电路而导致生产成本很高。而对于我这种一直从事高级语言开发的人确在很难回退到STM那种让人难受的面向过程式编程方式,而鱼与熊掌是否真能兼得?

后来玩了IoT好几年了大多数时间都耗在搞4轴上,通信方式一直也就用着2.4G (nrf2401),以前一直认为这是一种最廉价的组合,用Arduino 做一个应用也是手到拈来。然,当我无意地发现被我扔到角落上的ESP8266时,我在IoT中形成的世界观彻底地改变了,因为终于找到了比Arduino 和STM更好的板子和开发方法。鱼与熊掌真能兼得!

以下是ESP8266的开发板,是用ESP12E的 NodeMCU

nodemcu

ESP8266的特点:

  • 用于快速原型的开发板,售价也就在10人民币左右 (Arudino + WIFI 可不止这个数)
  • ESP8266系列是中国公司生产的,在芯片授权上要比Arduino容易多了
  • 完全兼容Arduino上的库(绝大多数都兼容),这样可以将Arduino上的很多开发经验平滑过渡其上
  • 提供硬件的高级接口,如果采用NodeMCU的固件还可以使用micropython或者lua进行高级语言编程

ESP产品家族

ESP8266家族有很多个系列的产品,比较常见的是 ESP01, ESP12E, ESP07等。这些系列我们都可以在淘宝上轻松买到,价格都很低。做为开发人员的话可能开发板会更适合我们多一些,例如 NodeMCU, WeMos , ESP01。他们的芯片都是一样的,只是引脚和外围的配置有些差异。

近年ESP系列也在不断的改进,可能是销量推动了他们的进步吧。乐鑫相继推出了ESP32和ESP8285等的系列,有兴趣了解更多关于芯片的信息可以访问他们的官网:https://www.espressif.com/zh-hans。 至于ESP32系列貌似已经失去了他们的原有的价格优势虽然说是32位然后加上蓝牙但实际运用起来对于下位机而言意义并不是很大吧(这仅是我个人想法)

ESP8266开发环境准备

接下来会以ESP01为例,并且使用NodeMCU对ESP8266进行初探。下图为ESP01的实物产品图:

[ESP8266 针位]](https://img2018.cnblogs.com/blog/645016/201810/645016-20181014163643238-1540080383.png)

解决无法在Mac连接ESP8266的问题

CP210x USB to UART Bridge VCP Driver 安装后当接上ESP8266的测试板后死活无法找到该USB转串口的驱动,经过一番折腾终于在 https://blog.sengotta.net/signed-mac-os-driver-for-winchiphead-ch340-serial-bridge/ 上找到答案,这是由于CP210X驱动在Serial上没有合法的签名而导致加载失败( Sierra – macOS 10.12 的安全性被提高了),所以只能下载安装另一个驱动加以取代:CH304 就是一取代方案。

安装后连以前一直无法连接上的Arduino Nano 也被成功驱动了,确实是功夫不负有心人!

如何在macOS上刷NodeMCU的固件

首先按照下图所示的跳线方式将FTDI转串口的板子与ESP8266连接:

esp8266 刷固件跳线

下表为跳线的具体对应

ESP8266 (esp-01) FTDI Basic interface
RX TX
TX RX
VCC VCC 3.3V
GND GND
RESET 悬空
CH_PD VCC 3.3v
GPIO-0 GND
GPIO-2 悬空

刷固件时GPIO必须接地

接着按node-emcu-devkit"Geting Started on OSX"一文的推荐,在Mac下可以用Python的esptool工具来刷ESP8266的固件,在终端用pip来安装esptool:

$ pip install esptool

以下是esptool的具体用法帮助:

esptool 用法

安装成功esptool.py后接上ESP8266并在终端里读取一下串行端口的信息

$ esptool.py --port /dev/tty.wchusbserial1430 --baud 115200 read_mac

以上的指令是从串行口的驱动中读取物理的MAC地址(/dev/tty.wchusbserialXXX就是ESP8266的挂载点) 它将会返回这样的结果:

esptool.py v1.3
Connecting....
MAC: a0:20:a6:14:37:e2

接下来就需要将固件包刷到ESP8266上了,先从node-flasher 下载固件包:

本来有两个的,我只将常用的这个放上来,其它的你可以到GitHub上下载

最后,在终端输入以下指令进行固件更新:

$ esptool.py --port /dev/tty.wchusbserial1430 --baud 115200 write_flash 0x0 ./nodemcu-master-10-modules-2015-08-29-11-33-14-float.bin

使用Arduino IDE编程

刷完固件之后就可以开始着手编程了,由于这么多年一直在玩Arduino和树莓,一切硬件开发最终都是采用纯C,所以说开发环境一定是可以通用的,带着这种想法一入手NodeMCU立马想到的就是用Arduino IDE。在下一篇文字中我将会介绍如何用Arduino IDE进行ESP8266的编程。

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