ESP8266 NodeMCU 介绍

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概述

  ESP8266 NodeMCU Kit 开发板使用 ESP8266 WIFI 模组，再加上一些外部电路，可方便用于学习、测试和原型开发。其开源的可用固件除了官方固件外，还包括 NodeMCU 和 MicroPython。
   其中 NodeMCU 是基于 Lua 的开源固件。它使用基于模块（on-module）闪存的SPIFFS文件系统 。

参考 《ESP8266EX 技术规格书》 。
参考 《ESP8266 技术参考》 。
参考 Learn ESP8266 。

技术规格及接口

WIFI 参数及射频性能

  • 工作频率： 2400 - 2483.5 MHz
  • 功率：802.11g，PA 输出：12-16 dBm
  • 协议标准：支持 IEEE 802.11 b/g/n
  • WIFI 安全标准：WEP 或 WPA/WPA2 加密认证
  • 接收灵敏度：是指无线设备正常工作所需的天线口最小信号接收功率。 接收灵敏度 = 10lg (带宽范围内的热噪声功率 = KTB) + 系统噪声系数 + 解调所需信噪比。单位是dBm，接收灵敏度值越小，说明接收机的接收性能越好。温度越高、带宽越大，接收灵敏度就大。
    CCK，11Mbps： <= -85 dBm （BPSK： 二进制相移键控 调制技术）
    (1/2 BPSK)，6Mbps： <= -88 dBm
    (3/4 64-QAM)，54Mbps：<= -70 dBm

接口

  • 17 个 GPIO 端口
  • SPI/I2C/I2S/UART： 2/1/2/2
  • ADC： 10-Bit

CPU/存储/总线

  • CPU：Tensilica L106 32-bit RISC ，时钟最高可达 160 MHz 。
  • RAM：32 KB 指令 RAM，32 KB 指令缓存，80 KB 用户数据 RAM，16KB ETS 系统数据 RAM 。
  • ROM：外部 QSPI Flash（最高可达 16 MB，通常容量范围为 512 KB - 4 MB）。（对于 NodeMCU 为 4 MB 容量）
  • 总线：iBus / dBus/ AHB

获取固件

NodeMCU固件:

下载固件 NodeMCU Release。
在Linux编译环境下，Makefile文件会自动下载工具链toolchain-esp8266-linux-x86_64-20190731。

MicroPython固件:
下载已经编译的固件 MicroPython Firmware For ESP8266。在flash新固件时，首先要擦除flash，否则新的固件无法正常运行。
使用串口通信工具: picocom <port> -b<baud rate>连接设备获得 REPL

ESPRESSIF 官方固件:
下载固件 ESP8266_NONOS_SDK 或者 ESP8266_RTOS_SDK。

Ai-Thinker 固件:
ESP8266 固件汇总 （注意选择 32Mbit 版本，32Mbit = 4MByte）。

编译 ESPRESSIF ESP-AT 固件

下载交叉编译工具链: xtensa-lx106-elf。

注意将下载后的工具链路径加到 PATH 系统变量中。

接下来参考 ESPRESSIF ESP-AT 用户指南。

烧录固件

NodeMCU 内置 USB 到 串口 的转换电路（CP2102 或者 CH340 芯片），所以上传代码是非常简单的，不需要 FTDI 编程器或者其他额外电路 。

esptool：针对ESP32和ESP8266芯片的固件制作和下载工具。

写入命令：$ esptool.py --port <serial-port-of-ESP8266> write_flash -fm <flash-mode> 0x00000 <nodemcu-firmware>.bin

flash-mode is qio for most ESP8266 ESP-01/07 (512 kByte modules) and dio for most ESP32 and ESP8266 ESP-12 (>=4 MByte modules). ESP8285 requires dout.

擦除命令： $ espool.py --port <serial-port-of-ESP8266> erase_flash

进入下载模式：
方法A： 首先按下 FLASH 按钮，然后按下 RST 按钮，等待2秒钟后，松开 RST 按钮，再等待2秒后松开 FLASH 按钮。

**方法B： **拉低 GPIO0 进入下载模式。使用 UART0（设置波特率为 74880）查看输出信息，可看到类似下面的信息：ets Jan 8 2013,rst cause:2, boot mode:(1,6)␍ 。对于 NodeMCU dev kit(ESP-12)，当连接 USB 口时，GPIO0 自动被拉低。

如果要烧录 ESPRESSIF 的官方 AT 固件，参考 ESP-AT 下载指导。

参考