ESP8266使用笔记之常用固件

开发板使用的是NodeMCU开发板：

1.学习使用ESP8266官方的SDK

1.1使用SDK提供的AT固件

1.2使用SDK Build固件

2.学习使用NodeMCU固件（上层可使用Lua开发）和MicroPython固件（上层可使用MicroPython开发）

学习使用ESP8266官方的SDK

使用AT固件：

下载开发包：esp8266_nonos_sdk_v1.5.4.7z，/bin/目录里面包含已经编译好的固件，NodeMCU上ESP8266模块带的SPI ROM大小为4MB，

参考2a-esp8266-sdk_getting_started_guide_cn.pdf：

使用烧写工具nodemcu-flasher烧写：

ai-think串口调试助手内置了常用的AT指令，比如发送 AT+GMR 可以获取版本信息：

使用SDK Build固件

下载esp8266_nonos_sdk_v1.5.4.7z，以其中IoT_Demo为例，熟悉固件的编译：乐鑫针对 ESP8266 提供两种SDK：NON-OS SDK 和 RTOS SDK（基于FreeRTOS）：

1.修改源程序：

因为我使用的NodeMCU上的SPI ROM大小为4MB，

参考2b-esp8266_non-os_sdk_iot_demo_guide_cn.pdf，需要修改下面的配置（\examples\IoT_Demo\）：

在应用的入口点添加一个输出：

2.编译固件

（使用VirtualBox+官方基于lubuntu的编译环境：ESP8266_lubuntu_20141021.ova）：

把修改过的 \examples\IoT_Demo\ 拷贝到 /ESP8266_NONOS_SDK/ 的根目录，切换到\ESP8266_NONOS_SDK\IoT_Demo\：

执行编译：

按照提示选择：2(noboot)-0-2-0-4(4096KB)

编译完成：会在\ESP8266_NONOS_SDK\bin\目录生成这两个文件：

3.重新烧录编译的固件，只需要更新编译生成的两个（offset分别为：0x00000和0x40000）：

使用串口工具：波特率为74880（去源代码里面看）：

这时PC会发现名为：ESP_6CE44B(后面的数字是MAC地址的后6位)的 AP（阅读user_init()会发现其中配置了开发板的AP功能），下图（左边是开发板打印出来的信息，可以看到开发板获取到了PC的MAC地址）是PC连上该 AP的信息：

通过网络调试助手简单分析一下ESP SDK API：

下图是ESP8266固件大致的初始化流程：

下图是使用网络调试助手与NodeMCU通信的截图：

小结：

1. ESP8266_NONOS_SDK-2.0.0提供了大量API供应用程序调用，user_init()就是应用程序的入口点；

2. SDK 以库文件的形式提供，API参考：2c-esp8266_non_os_sdk_api_reference_cn.pdf；

NodeMCU固件和MicroPython固件

NodeMCU固件是针对NodeMCU开发板，基于NON-OS SDK开发的固件；NodeMCU固件使用轻量化的脚本语言Lua，并使用基于spiffs的文件系统；

MicroPython固件支持使用MicroPython语言来开发；

上面两种固件实际上就是把两种脚本语言的解释器移植到了ESP8266上，固件开发者基于ESP8266的SDK移植解释器并实现各种Module，但是NodeMCU只支持ESP8266平台；而MicroPython则支持多种平台，比如ESP8266、ESP32、stm32等等。

下面通过点亮开发板上的一个LED来看看如何通过脚本编程硬件：

NoceMCU开发板上有2个LED，一个位于ESP8266模块上，该LED接GPIO2，把GPIO2拉低可以点亮LED；还有一个LED位于USB转串口芯片旁边，该LED接GPIO16，把GPIO16拉低可以点亮改LED。

使用NodeMCU固件

烧写工具nodemcu-flasher自带一个NodeMCU固件：nodemcu-flasher-master\Resources\Binaries\nodemcu_integer_0.9.5_20150318.bin

小结一下：

1. nodemcu默认执行的脚本是init.lua，如果找不到就显示命令提示符">"用来接收串口发来的指令；

2. nodemcu固件里面GPIO16的index被设成了0（led = 0）；

3. 网站：https://nodemcu-build.com/index.php提供了Build NodeMCU固件的服务，其中可以定制固件需要支持的Module。

NodeMCU固件

应用入口点位于：nodemcu-firmware-master\app\user\user_main.c::user_init()，system_init_done_cb()是ESP8266 SDK提供的API，用于注册系统初始化完成的回调函数，参考：2c-esp8266_non_os_sdk_api_reference_cn.pdf

nodemcu_init()最终会调用到下面的代码来加载init.lua。整个NodeMCU的源代码可以看成是从user_init()开始构建的一个应用，该应用实现的Lua解释器的功能。

使用MicroPython固件：

从http://micropython.org/download#esp8266下载ESP8266平台的MicroPython固件并烧录。

小结一下：

1.MicroPython固件默认执行的脚本是main.py，如果找不到就显示命令提示符">>>"用来接收串口发来的指令；

MicroPython固件

阅读MicroPython的源代码，可以发现MicroPython支持多种平台：ESP8266、ESP32、stm32等。

以ESP8266为例，应用入口点位于micropython-master\ports\esp8266\main.c::user_init()，下图system_timer_reinit()和system_init_done_cb()是ESP8266 SDK提供的API，参考：2c-esp8266_non_os_sdk_api_reference_cn.pdf

init_done()最终会调用到pyexec_file("main.py")来加载main.py，整个MicroPython的源代码可以看成是从user_init()开始构建的一个应用。

以ESP32为例，应用入口点位于micropython-master\ports\esp32\main.c::app_main()，下图nvs_flash_init()是SDK提供的API，xTaskCreate()是FreeRTOS提供的接口

mp_task()最终会调用到pyexec_file("main.py")来加载main.py。

下面的脚本会使ESP8266模块上的LED按1s间隔闪烁：

但是当我们点"Save to ESP"，会报错，原因是Save操作会先打开main.py，然后修改，但是我们开发板上还没有main.py（如下图）：

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