Windows搭建ESP8266 RTOS SDK开发环境

Linux搭建ESP8266 RTOS SDK开发环境

简介

之前学习使用过51和STM32平台的单片机，这两个用来做一些数据采集或控制功能的话还挺好用，但这两个平台想要联网的话还需要依靠其他的网络转换模式，使用起来非常的不爽，系统组件和成本也上去了。后来了解到一些集成网络功能的单片机，像ESP8266、ESP32这些，支持WIFI连接，也有一些基本的串口、GPIO等外设，适合用来做一些需要联网的小东西。正好之前买了几个涂鸦的ESP8266小模块（型号TYWE3L），这次正好拿来玩一玩，熟悉下开发环境的搭建和ESP8266外设的使用。

搭建硬件开发环境

TYWE3L

TYWE3L 是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi 模组。它由一个高集成度的无线射频芯片 ESP8266EX和少量外围器件构成，内置了 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。TYWE3L 内嵌低功耗的 32 位 CPU，2Mbyte 闪存，50 KB SRAM 和丰富的外设资源。

• 内置低功耗 32 位 CPU ESP8266EX，可以兼作应用处理器
• 主频支持 80MHz 和 160MHz
• 工作电压：3V–3.6V
• 外设：9×GPIOs, 1×UART, 1×ADC
• 支持排针连接方式
• Wi-Fi 连通性

ESP8266EX

ESP8266EX 由乐鑫公司开发，提供了⼀套⾼度集成的 Wi-Fi SoC 解决⽅案，其低功耗、 紧凑设计和⾼稳定性可以满⾜⽤户的需求。 ESP8266EX 拥有完整的且⾃成体系的 Wi-Fi ⽹络功能，既能够独⽴应⽤，也可以作为从机 搭载于其他主机 MCU 运⾏。当 ESP8266EX 独⽴应⽤时，能够直接从外接 flash 中启动。 内置的⾼速缓冲存储器有利于提⾼系统性能，并且优化存储系统。此外 ESP8266EX 只需 通过 SPI/SDIO 接⼝或 UART 接⼝即可作为 Wi-Fi 适配器，应⽤到基于任何微控制器的设 计中。 ESP8266EX 集成了天线开关、射频 balun、功率放⼤器、低噪声放⼤器、滤波器和电源管 理模块。ESP8266EX 还集成了增强版的 Tensilica’s L106 钻⽯系列 32-bit 内核处理器，带⽚上 SRAM。ESP8266EX 可以通过 IO 外接传感器和其他设备。软件开发包 (SDK) 提供了⼀些 应⽤的示例代码。

引脚定义

引脚序号	符号	IO 类型	功能
1	RST	I/O	硬件复位引脚。低电平有效，内部已上拉电阻
2	ADC	AI	ADC 端口，10 位精度的 SAR ADC
3	EN	I	模组使能脚，正常使用需要接到 3.3V
4	GPIO16	I/O	GPIO_16，使用需要接 10K 上拉电阻
5	GPIO14	I/O	GPIO_14，对应 IC MTMS (Pin9)
6	GPIO12	I/O	GPIO_12，对应 IC MTDI (Pin10)
7	GPIO13	I/O	GPIO_13，对应 IC MTCK (Pin12)
8	VCC	P	模组的电源引脚（3.3V）
9	GND	P	电源参考地
10	GPIO15	O	GPIO_15，参与模组上电初始化过程，慎用
11	GPIO2	O	UART0_TXD，用于打印模组内部信息
12	GPIO0	I/O	GPIO_0，参与模组上电初始化过程，慎用
13	GPIO4	I/O	GPIO_04，对应 IC GPIO4 (Pin16)
14	GPIO5	I/O	GPIO_05，对应 IC GPIO5 (Pin24)
15	RXD0	I/O	UART0_RXD
16	TXD0	O	UART0_TXD

连接硬件

ESP8266EX在上电复位时会检测BOOT0管脚的状态，为低则会进入串口升级模式，此时可以通过串口升级工具连接ESP8266EX的UART0进行固件烧写，这个类似于51单片机的串口升级过程；BOOT0为高则会进入正常启动模式，ESP8266EX会从外部FLASH内读取程序并启动。另外TYWE3L模块还有个EN管脚，根据模块管脚描述，需要将EN引脚拉高才能启动。

根据以上信息，ESP8266最小系统只需要外部提供电源、BOOT0切换开关、串口和复位就行了，电源VCC使用3.3V；BOOT0管脚焊接一个开关用于切换高低电平，用于烧写和运行两种模式切换；复位管脚焊接一个按键到地，用于复位重启；EN引脚直接连接到VCC管脚。整个TYWE3L模块按照前面的描述用几根杜邦线和一个USB转串口模式连接起来，硬件环境就搭建完成了。

搭建软件开发环境

ESP8266支持Arduino、SDK等多种开发方式，每种开发方式的介绍这里已经介绍的比较全面了，这里主要介绍下RTOS SDK在Linux下的环境搭建和烧写过程。

安装软件环境

下载源代码和后续编译需要git、wget、python等相关软件，请先安装好基本软件，其他依赖在编译报错时再根据报错信息手动安装。

# 下载SDK源码
git clone https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK.git
# 下载编译工具链
wget https://dl.espressif.com/dl/xtensa-lx106-elf-gcc8_4_0-esp-2020r3-linux-amd64.tar.gz
# 设置IDF_PATH环境变量为SDK路径
export IDF_PATH=~/esp/ESP8266_RTOS_SDK
# 添加编译工具链路径到PATH环境变量
export PATH=$PATH:xxx/xtensa-lx106-elf/bin

编译HelloWorld工程

测试自带helloworld例程

# 进入SDK例程目录
cd ESP8266_RTOS_SDK/examples/get-started/hello_world/
# 配置编译选项,也可以跳过这一步使用默认配置，可以配置串口波特率什么的
make menuconfig
# 开始编译
make all -j32

开始编译后没有报错的话，在例程的build目录中应该会生成三个文件，分别是bootloader.bin、partitions_singleapp.bin和hello-world.bin。

烧写

烧写需要使用到连接到ESP8266的串口，在Linux和Windows下都可以烧写。

在Linux下烧写可以直接使用SDK里面的命令，连接好串口，切换BOOT0引脚为低电平后，重新复位一下ESP8266，ESP8266就会进入烧写模式。

# 在sdk下使用make flash命令烧写
make flash

在Windows下也可以通过烧写工具进行烧写，首先下载烧写软件。

https://dl.espressif.com/public/flash_download_tool.zip

打开软件，选择ESP8266平台。需要烧写三个文件，bootloader烧写到0地址，app文件helloworld.bin文件烧写到0x10000地址，分区表文件partitions_singleapp.bin烧写到0x8000地址。

连接好串口后，选择好使用的串口号，点击START开始烧写。

烧写完成后点击STOP结束烧写，在其他串口调试助手中再连接ESP8266的串口，将BOOT0管脚拉高，重新复位启动就可以看到烧写的程序运行打印了。