ESP8266开发之旅 基础篇② 如何安装ESP8266的Arduino开发环境

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1. 硬件

    笔者选择它的理由很简单——既有NodeMcu的功能，又可以作为ESP8266-01系列模组的烧写器，这样就不用手动搭建ESP01的烧写环境。

    2. ESP8266模块 + USB转TTL线
    如果WiFi模块是ESP8266-01系列，首先请看一下以下引脚接口说明：

    其余引脚悬空即可。 从引脚介绍表可以看出，关键引脚GPIO0决定了模块当前处于什么工作模式。

烧录固件模式

    请按照下图连接ESP8266-01和USB转TTL线，进入烧录模式：

    如果WiFi模块是ESP8266-12系列，按照下图对应引脚接线：

温馨提示

• 从Arduino IDE角度来看，ESP8266工作模式包括：
  1.烧录固件模式
  下载代码的时候，需要将GPIO0口接地；
  2.正常工作模式
  下载完代码，需要将GPIO0口悬空；
  有电路经验的读者可以安装拨码开关来切换工作模式。

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 注意ESP8266安全工作电压是3.3V，不要直接连接5v；
• 手动切换工作模式之后，最好重新启动一下ESP8266模块（通断电）；
• 有时ESP8266下载失败，有可能是供电问题，可以尝试独立供电，不直接连到TTL Vcc;
• 烧录固件，我们需要了解的是，我们的固件是以下哪一种：AT固件、自己编写的SDK固件（基于ESP8266 SDK开发或者Lua）以及本书基于Arduino平台开发的ESP8266固件（笔者成为 ESP8266 Arduino固件）。

2. 软件开发环境

2.1 安装Arduino IDE

    由于某些原因，Arduino官网网站（https://www.arduino.cc/en/Main/Software） 经常打不开或者下载速度极慢，导致下载IDE非常困难，读者可以通过以下两种方式下载安装：

1. 笔者提供了百度网盘链接（https://pan.baidu.com/s/1QGAbBAsP4-VNQfT-bV46aA） 以供大家下载，长期有效，请注意英文大小写。
2. 通过Arduino中文社区链接地址（https://www.arduino.cn/thread-5838-1-1.html） 去下载。

    如果你下载的是windows安装版（exe后缀），那么直接安装即可，其他则直接解压即可使用，注意路径不要存在中文目录。笔者写本书的时候所用的Arduino IDE版本是1.8.5，启动Arduino，会出现如下图所示界面：

2.2 安装ESP8266开发环境

    安装好Arduino IDE环境后，就得在它基础上配置Arduino Core For ESP8266。以window版本为例，读者可以安装以下顺序安装：

1. 打开Arduino IDE->菜单项文件->首选项，然后会看到附加开发版管理器网址，填入http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json，重启IDE；
   
   
   
2. 重启IDE之后->菜单项工具->开发板->点击开发板管理器->滚动找到ESP8266平台；
   
   
   
3. 从下拉选项中选择你想下载的版本，点击安装，需要等待一段时间安装完毕。笔者建议下载最新的版本，笔者写本书的时候最新版本是2.4.2，后续章节都是基于这个版本来讲解。
4. 安装成功的话，会可以看到下图所示。

    到此，整个软件开发环境搭建完毕。

温馨提示

• 如果安装失败，一般都是因为网络问题，可以尝试多次重新安装；多次安装失败之后，可能需要翻墙；
• Arduino Core For ESP8266库版本之间是有区别，有些版本可能没有某些方法，比如笔者刚开始的时候安装了2.0.0版本，但是编译代码不通过，提示client.peekBytes方法不存在,安装最新版本完美无bug。
• Arduino IDE界面相对比较简单，笔者觉得代码提示功能、自动补全不够友好，推荐使用Visual Studio、Eclipse等更为专业的开发环境进行开发。这些第三方的开发环境都需要下载对应的Arduino插件进行配置，笔者这里就不具体讲解，有兴趣的可以自行查阅资料解决。

当然如果你还是安装不成功，可以到博主技术群去寻找一键安装exe文件

3. 烧录ESP8266

    实验是检验真理的唯一标准，配置好硬件和软件环境之后，笔者就给读者提供一个实例代码，并且告诉读者如何配置烧录以及提及一些烧录配置注意点。

3.1实例代码

    首先，请读者不用在意代码细节问题，请先拷贝如下代码到Arduino IDE，然后点击编译：

/ * Demo： * 测试ESP8266 demo * 打印ESP8266模块信息 * 1.打印Arduino Core For ESP8266 版本,笔者是2.4.2版本 * 2.打印Flash的唯一性芯片id（读者可以思考一下是否可以用来做点什么唯一性参考） * 3.打印Flash实际大小 * 4.打印IDE配置的使用Flash大小 * 5.打印IDE配置的Flash连接通信的频率 * 6.打印Flash连接模式：QIO QOUT DIO DOUT，可以理解为Flash传输速率 * @author 单片机菜鸟 * @date 2018/10/22 */ void setup() { 
    // put your setup code here, to run once: Serial.begin(); //使能软件看门狗的触发间隔 ESP.wdtEnable(5000); } void loop() { 
    //喂狗 ESP.wdtFeed(); FlashMode_t ideMode = ESP.getFlashChipMode(); String coreVersion = ESP.getCoreVersion(); Serial.print(F("Arduino Core For ESP8266 Version: ")); Serial.println(coreVersion); Serial.printf("Flash real id（唯一标识符）: %08X\n", ESP.getFlashChipId()); Serial.printf("Flash 实际大小: %u KBytes\n", ESP.getFlashChipRealSize()/1024); Serial.printf("IDE配置Flash大小: %u KBytes,往往小于实际大小\n", ESP.getFlashChipSize()/1024); Serial.printf("IDE配置Flash频率 : %u MHz\n", ESP.getFlashChipSpeed()/); Serial.printf("Flash ide mode: %s\n\n", (ideMode == FM_QIO ? "QIO" : ideMode == FM_QOUT ? "QOUT" : ideMode == FM_DIO ? "DIO" : ideMode == FM_DOUT ? "DOUT" : "UNKNOWN")); delay(1000); } 

代码讲解：
    1.setup函数里面,主要设置了串口通信波特率（串口调试器的波特率需要设置成一致），同时设置了软件看门狗WatchDog的触发间隔5s（看门狗的作用就是如果不喂狗就会在触发时间到达的时候自动复位，很多）；
    2.在loop函数中，会不断循环执行，所以需要喂狗，然后就打印ESP8266 Arduino Core的当前版本、芯片id、flash实际大小、Arduino IDE配置Flash大小、通信频率以及flash的连接模式（这些信息都可以称为ESP8266模块的物理信息）。

温馨提示
    如果以上代码编译不通过，原因一般是以下两个之一：
    1.烧录配置没改成ESP8266（请看下小节讲解），当前可能是Arduino Uno、Mega等平台；
    2.Arduino Core For ESP8266软件环境没有配置成功，请重新检查一遍；
    3.上面例子的看门狗属于软件看门狗，作用是：如果在规定时间内不进行喂狗操作，那么系统就会在看门狗的作用下复位。默认情况下，软件看门狗是开启的，很多读者的代码运行之所以不稳定或者抛出各种异常，其中一大原因就是没有喂狗。关于这一个，笔者后面的章节会有具体讲解。

3.2 烧录配置

    笔者的开发板是ESP202测试板，核心芯片是ESP8266-12F，Flash大小是4MB，Flash芯片是W25Q32，适用下图配置：

烧录代码
    ESP8266进入烧录固件模式，点击上传，等待上传结果。
    如果显示下图，表示上传成功。

    如果显示下图，表示上传失败。

温馨提示

• ESP8266的COM端口没选对，请确认ESP8266对应端口；
• ESP8266 Upload Speed选择不对，默认应该是；
• ESP8266还没有进入到烧录固件模式，重新进入烧录模式；
• Flash Mode没选对，比如有些NodeMcu需要选择为DIO/DOUT，Flash Mode有如下选型：
  
  那么它们之间的区别在哪里呢？
  1）QIO , for flash that support quad r/w operation(e.g. W25Q flash芯片)
  2）QOUT, for flash that support quad read operation(e.g. W25Q flash芯片)
  3）DIO, for flash that support dual r/w operation(e.g. W25Q &W25X flash芯片)
  4）DOUT, for flash that support dual read operation(e.g. W25Q &W25X flash芯片)
  它们之间的区别可以简单理解为传输速率的区别，quad是四倍传输速率，dual是两倍传输速率。
  经测试：
  Winbond 25Q32B 可工作于 DIO / DOUT / QIO /QOUT (Noduino Falcon)；
  BergMicro 25Q32A 只可工作于 DIO / DOUT (NodeMCU V1.0 可能是 ESP-12E 接线的问题）；
  MXIC 25L80 （小 K mini）只可工作于 DOUT；

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• Flash Size大于Flash实际大小，最好改成往下兼容Flash实际大小，也就是不能大于Flash实际大小，Flash Size有多种选型，请看下图：

• ESP8266供电不稳定，请尝试独立供电；
• ESP8266模块接线接触不良；

3.3 测试结果

    烧录完上面测试固件之后，笔者的测试结果如下（正常情况下读者的结果也会跟笔者一样大同小异）：

4. 本章总结

    在这一章，笔者给读者讲解了硬件环境的配置以及Arduinio IDE环境的配置，并且提供了一个获取ESP8266物理信息的测试例子，同时也讲解了烧录固件的配置工作以及常见问题。可以这么说，这章属于配置环境基础，属于我们成功的第一步。