ESP8266开发之旅 基础篇① 走进ESP8266的世界

Posted 2022-01-20 danpianjicainiao

• 本博客由 单片机菜鸟 个人撰写，仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途，不经允许，切勿转载。如有不对之处，请留言，本人及时更改。

一、基础篇

1. ESP8266开发之旅 基础篇① 走进ESP8266的世界
2. ESP8266开发之旅 基础篇② 如何安装ESP8266的Arduino开发环境
3. ESP8266开发之旅 基础篇③ ESP8266与Arduino的开发说明
4. ESP8266开发之旅 基础篇④ ESP8266与EEPROM
5. ESP8266开发之旅 基础篇⑤ ESP8266 SPI通信和I2C通信
6. ESP8266开发之旅 基础篇⑥ Ticker——ESP8266定时库

二、网络篇

1. ESP8266开发之旅 网络篇① 认识一下Arduino Core For ESP8266
2. ESP8266开发之旅 网络篇② ESP8266 工作模式与ESP8266WiFi库
3. ESP8266开发之旅 网络篇③ Soft-AP——ESP8266WiFiAP库的使用
4. ESP8266开发之旅 网络篇④ Station——ESP8266WiFiSTA库的使用
5. ESP8266开发之旅 网络篇⑤ Scan WiFi——ESP8266WiFiScan库的使用
6. ESP8266开发之旅 网络篇⑥ ESP8266WiFiGeneric——基础库
7. ESP8266开发之旅 网络篇⑦ TCP Server & TCP Client
8. ESP8266开发之旅 网络篇⑧ SmartConfig——一键配网
9. ESP8266开发之旅 网络篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient库的使用
10. ESP8266开发之旅 网络篇⑩ UDP服务
11. ESP8266开发之旅 网络篇? WebServer——ESP8266WebServer库的使用
12. ESP8266开发之旅 网络篇? 域名服务——ESP8266mDNS库
13. ESP8266开发之旅 网络篇? SPIFFS——ESP8266 Flash文件系统
14. ESP8266开发之旅 网络篇? web配网
15. ESP8266开发之旅 网络篇? 真正的域名服务——DNSServer

三、应用篇

1. ESP8266开发之旅 应用篇① 局域网应用 ——炫酷RGB彩灯
2. ESP8266开发之旅 应用篇② OLED显示天气屏
3. ESP8266开发之旅 应用篇③ 简易版WiFi小车

四、高级篇

1. ESP8266开发之旅 进阶篇① 代码优化 —— ESP8266内存管理
2. ESP8266开发之旅 进阶篇② 闲聊Arduino IDE For ESP8266配置
3. ESP8266开发之旅 进阶篇③ 闲聊 ESP8266 Flash
4. ESP8266开发之旅 进阶篇④ 常见问题 —— 解决困扰
5. ESP8266开发之旅 进阶篇⑤ 代码规范 —— 像写文章一样优美
6. ESP8266开发之旅 进阶篇⑥ ESP-specific APIs说明

????欢迎大家来到ESP8266的世界，从现在开始，笔者将带领大家慢慢揭开ESP8266神秘的面纱。

1.1 简介

????从笔者的角度来说，ESP8266这个词可以理解为ESP8266EX芯片（当然，后面也有可能出现了其他芯片，这里首推ESP8266EX）以及依赖ESP8266EX芯片开发的系列模组的简称。
????ESP8266EX是由乐鑫信息科技公司（Espressif）出品的一款应用于物联网编程的WiFi芯片。从它被设计出来，就引起了物联网开发的热潮，获得了业界同行的肯定。芯片的具体相关介绍，笔者这里就不占用章节篇幅，请读者自行查看乐鑫官网详细介绍。
????ESP8266系列模组是深圳安信可（Ai-thinker）公司开发的一系列基于乐鑫ESP8266EX的超低功耗的UART-WiFi模块的模组，可以方便地进行二次开发，接入云端服务，实现手机3/4G全球随时随地的控制，加速产品原型设计。
????从厂商角度来看，乐鑫是ESP8266的芯片厂商，安信可是依赖ESP8266生产模组，在ESP8266芯片的基础上，完善了外围器件布局和优化天线，并提供一系列开发方案的厂家。网上各种盗版模块居多，笔者推荐大家购买安信可官方正版模块。

温馨提示

????请注意，笔者后面章节提到的ESP8266均指ESP8266系列模组。

1.2 特性

????其典型特征如下：

• 802.11 b/g/n
• 内置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，主频支持 80 MHz 和160 MHz，支持 RTOS
• 内置10 bit高精度ADC
• 内置TCP/IP协议栈
• 内置TR 开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络
• 内置PLL、稳压器和电源管理组件，802.11b 模式下+20 dBm的输出功率
• A-MPDU 、 A-MSDU 的聚合和 0.4 s的保护间隔
• WiFi @ 2.4 GHz，支持 WPA/WPA2 安全模式
• 支持AT远程升级及云端OTA升级
• 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式
• 支持 Smart Config 功能（包括 android 和 ios 设备）
• HSPI 、UART、I2C、I2S、IR Remote Control、PWM、GPIO
• 深度睡眠保持电流为 10 uA，关断电流小于 5 uA
• 2 ms 之内唤醒、连接并传递数据包
• 待机状态消耗功率小于1.0 mW (DTIM3)
• 工作温度范围：-40℃- 125℃

1.3 系列模组

????据笔者了解，目前安信可生产的ESP8266系列模组主要有：

1. ESP-01S
   

2. ESP-07S
   

3. ESP-12E
   

4. ESP-12F
   

5. ESP-12S
   

温馨提示

????1.以上5张图均引用安信可官网，如有侵权，麻烦告知。
????2.模组之间的区别在哪里？
????不同系列之间的差别更多的是封装工艺以及Flash闪存大小不同，具体差别情况下表1：

型号	封装	flash大小	天线	可用IO
ESP-01S	DIP-8	8Mbit（1MB）	PCB天线	2
ESP-07S	SMD-16	32Mbit（4MB）	IPEX	9
ESP-12E	SMD-22	32Mbit（4MB）	PCB天线	9
ESP-12F	SMD-22	32Mbit（4MB）	PCB天线	9
ESP-12S	SMD-16	32Mbit（4MB）	PCB天线	9

????请注意，flash芯片是外接在ESP8266芯片外面，通过SPI与8266芯片通信。虽然有些系列模组flash比较大，但是不意味着全部flash空间都可以用来装载固件代码。一般来说，我们开发的业务代码不能超过1MB，剩下的flash空间可以用来做文件系统，笔者后面章节会讲解。
????从性价比角度来说，目前开发最常用的就是ESP12F，迷你尺寸，IO口多，flash空间大，价格可以低于10元。具体更多的型号介绍可以参考安信可官网 。

1.4 使用原因

????之所以采用 ESP8266 做为研发平台，主要是因为其超低成本，并且将处理器和 WiFi 芯
片精致集成在一起，具有 GPIO、PWM、I2C、1‐Wire、ADC 等功能，为开发者提供一套极具性价
比的开发平台。ESP8266 是一个完整且自成体系的 Wi‐Fi 网络解决方案，能够搭载软件应
用，也就是说可以将应用直接在 ESP8266 上运行，或通过另一个应用处理器进行业务逻辑处
理，而仅使用 ESP8266 的 Wi‐Fi 网络功能（通常做为串口透传使用，目前淘宝上销售的大部
分已经写入基于 AT 指令的串口转 wifi 固件的模块，方便直接连接原有单片机系统）。
????综合来说，大众选择ESP8266的主要原因有：

1. 作为WiFi模块来用，价格实惠（批发价可以低于10元）。同时，从初学者角度来看，就算购买了ESP8266开发板，价格也是在20-30元左右，学习成本低。所以，前期入门学习，笔者建议初学者可以考虑购买一个ESP8266开发板，可以绕过不少弯路，达到快速学习ESP8266的目的，比如NodeMcu开发板；
2. 除了作为WiFi模块来用，其自身内置了32位处理器，也可以进行二次开发。读者可以把ESP8266当做Arduino+WiFi功能来开发；
3. 基本的ESP8266开发体系形成，其自身的SDK不断迭代开发、基于LUA的NodeMcu模式、基于Arduino的生态移植、论坛社区上众多的参考资料，都使得ESP8266开发速度加快；
4. ESP8266有三种工作模式：Station模式、Soft-AP模式、Station兼Soft-AP模式，可以满足大部分场合开发需求；
5. 对于习惯用AT指令的同学，也支持给ESP8266烧写AT固件，可以当做Uart转WiFi使用，不过这不是本书的重点，需要研究的同学可以参考笔者写的一个技术帖子（https://www.arduino.cn/thread-44963-1-1.html） 。

1.5 使用场景

????作为一款WiFi芯片，可以毫不夸张地说，只要需要使用无线网络环境的都可以应用它。
????简单来说，就是通过WiFi控制的各类设备。比如，现在比较流行的词，物联网、智能插座、智能家居、智能家电、可穿戴电子产品、WiFi定位、WiFi探针、WiFi彩灯等等。只有你想不到的，没有你做不到的。当然，虽然目前市面上没有看到智能产品的广泛应用，但是不要慌，总有一天会实现的，而我们就是实现这个路途的奠基石。

1.6 总结

????本章作为本书的开篇，主要带领读者走进ESP8266的世界，简单介绍了ESP8266是什么，有什么特性，为什么我们要使用它，以及它能帮助我们做什么。作为纯描述性的章节，笔者只是简单一笔带过，不希望花费读者太多时间在这上面，更希望大家形成这么一个概念即可——ESP8266是个WiFi模块，可以联网，可以基于Arduino平台开发。下面就是进入真真正正的基于Arduino平台的ESP8266开发之旅，旅途愉快，Hello Arduino ESP8266！