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• 本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。

基于C SDK的ESP8266开发技术全系列笔记

一、NONOS SDK 无操作系统开发

1、搭建开发环境，开始一个“hellow world”串口打印。
2、利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯”。
3、利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。
4 、了解PWM，更为深入地用PWM控制一盏LED的亮度变化。
5 、原生乐鑫SDK高级使用之封装Post与Get请求云端，拿到“天气预报信息”。
6 、了解 SmartConfig与Airkiss一键配网，无需把wifi名字密码写在固件里。
7 、了解 softAP热点配网模式原理，仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。
8、你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯，都在这了。
9、 [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
10、 [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
11、8266接入阿里智能，点亮一盏LED灯，期待天猫精灵语音控制的不约而至！
12、图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器，实现移动网络远程控制一盏LED。
13、 动手做个8266毕设小案例，smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。
14、esp8266的 FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。
15、esp8266的 物联网又一股清流，8266接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务，点亮一盏LED灯。
16、esp8266的 基于Nonos移植红外线H1838，实现红外遥控器配网，远程控制一盏灯。
17、esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ，无需按键触发则8266进去一键配网模式。
18、 esp8266 基于NONOS 实现 OTA 远程升级，实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。
19、 esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。
20、 深入学习esp8266的esp now模式，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下彼此通讯交互数据。
21、浅谈 esp8266 如何在本地局域网网络情况下实现最大效率地和前端实现数据交互。
22、 esp8266的工程如何添加第三方静态库文件以及如何自定义文件夹，聊聊那些makeFile的事。
23、 乐鑫esp8266 NONOS SDK 3.0编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。

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二、RTOS SDK 带操作操作系统开发

23、再来一波 esp8266 基于 freeRtos系统连接自己私有的服务器实现OTA远程升级，接触下 lwip的基本知识。。
24、 渗透学习回顾下esp8266的外置spi芯片25q系列，熟悉8266代码块在其的分布，得心应手放置图片或其他资料。
25、 深聊下esp8266的串口 Uart 通讯中断编程，为您准备好了 NONOS 版本 和 RTOS 系统的串口驱动文件。
26、 RTOS分析 MQTT 实现过程，实现移植 MQTT协议在 esp8266 rtos实时系统，可断线重连。
27、 跟紧脚步，用VisualStudio Code开发 esp8266 rtos SDK v3.0版本，全新的 idf 框架，节省内存模块化开发。
28、 教你轻松自如使用cJson在乐鑫 esp8266 如何解析一段json数据以及如何生成一段json数据。
29、 百万条消息免费之乐鑫esp8266使用TCP直连模式MQTT协议接入阿里云物联网平台，支持私家服务器对接支持阿里云规则引擎。
30、 使用 IIC总线驱动 0.96寸的OLED显示屏，显示天气预报信息。
31、 当esp8266遇到 Html，该怎么内置网页控制设备，理清内置网页的实现过程，实现无需路由器手机也可以控制esp8266。
32、 细聊HmacMD5的加密方法带来的安全性，并实践在esp8266上，最大保障传输的过程的信息的安全性。
33、 如何优雅地像乐鑫原厂封装esp8266底层寄存器的逻辑思维，做成自己的静态库库文件，让第三方人使用？
34、 乐鑫esp8266 NONOS SDK 3.0编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。
35、 乐鑫esp8266芯片借助机智云平台做一个商业化的七彩RGB灯泡可调整体方案项目，炫彩夺目高大尚。
36、 认识esp8266 Rtos 3.0 sdk 工程结构，esp8266如何向esp-idf工程靠近的，如何自定义头文件编译？
37、 你要找的基本外设功能都在这里了，包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。
38、 一篇文章带你搞掂存储技术 NVS 的认识和使用，如何利用NVS保存整型、字符串、数组以及结构体。
39、 捋一捋微信公众号配网智能设备 esp8266 并绑定设备的过程，移植并成功实现在 esp8266 rtos3.1 。
40、 基于乐鑫idf框架，研究出超稳定、掉线重连、解决内存泄露问题的Mqtt框架！支持esp8266和esp32！
43、esp8266-12模块基于rtos3.1版本ota功能远程空中升级固件，官网基础之上增加dns域名解析！
43、 我又来了，基于rtos3.0版本 SDK编程 SPI 驱动 ws2812b 七彩灯，代码全部开源奉献给你们！
43、esp8266-12模块基于rtos3.0版本扫描周围获取附近可用的 Wi-Fi 热点路由器信息，同样适合esp32。
43、整理分享那些我在项目中常用的esp8266 rtos3.0版本的常见驱动，Button按键长短按、PWM平滑调光等。
43、 内置仅1M的Esp8285，如何攻破最棘手的OTA问题，大大节省资源成本开发产品。
43、 详细分析Esp8266上电信息打印的数据，如何做到串口通讯上电不乱码打印。
43、 无需外网，如何实现在本地局域网与控制端做数据交换的一些开发经验。
43、迟来的1024程序员祝福，开源分享一个驱动 ds18b20 获取温度的工程。
43、aliyun sdk 直连接入阿里云物联网平台，实现天猫精灵找队友零配网功能和语音控制。
43、esp产品量产方案初入门之 如何从外部读取 csv 文件的数据，比如从代码读取外部文件阿里云三元组。
43、体验下 Linux搭建 ESP8266_RTOS_SDK 3.0 最新环境的搭建和编译吧。
43、仅1M flash 的安信可 ESP-01S 模块，如何二次开发？如何对其 OTA 远程升级固件
43、分享在 esp8266 C SDK实现冷暖光色温平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。

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一、认识其本质与搭建开发环境。

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1.1 、 市面上无线模块有哪些。

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大家可知道目前的无线通信模块有哪几种？ 主要有Wifi无线通讯、BlueTooth蓝牙和ZigBee，目前大多都是前二者，ZigBee现在用的很少了。据我所推断的，未来是属于物联网世界、智能家居领域，而蓝牙和zigbe局限于范围，蓝牙4.0仅仅最大支持100米，zigbee就不说了。

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1.2 、wifi模块Esp8266发展。

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2015年物联网处于爆发的一年，乐鑫的ESP8266WIFI 芯片成为强烈的催化剂。成功的将2014年前的40以上的WIFI成本压缩到现在的10元左右。内置WIFI前端和高性能的32位MCU，基本引爆物联网市场，几乎牵扯到电子的行业，都可以用上，比如WIFI开关 灯具 WIFI定位 电饭锅 空气净化器 等消费类小家电与大家电，都面临这一场技术革新，与新的用户体验！比如你仅仅增加10元的成本就可以把自己的产品被手机控制了。

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1.3 、Esp8266特点。

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• 要知道，在物联网世界里面的牛人，没有谁不认识 8266 。既然如此出色，那肯定有他存在的必然理由：

  • 低功耗、高集成度的 Wi-Fi 芯片。

  • 最小系统仅需 7 个元器件

  • 超宽工作温度范围：-40°C 至 +125°C

  • ESP8285 ： ESP8266 内封 8 Mbit Flash。

  • ESP8266EX 有三种运行模式：激活模式、睡眠模式和深度睡眠模式，能够延长电池寿命。

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1.4 、搭建开发环境。

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方式1，利用安信可一体化环境【新手推荐】

• esp8266 经过这么多年的迭代，sdk从1.0到目前的 3.3版本，也有2种C语言开发方式：裸跑 nonos 以及 实时操作系统 freeRtos 的支持，安信可公司一直在着乐鑫步伐跟着走，推出了 前1.0版本和 1.0版本；
• 其中 前1.0版本 仅仅支持 2.0版本及以下，而 1.0版本支持3.0或以上。
• 教程参考官网教程：添加链接描述

方式2，自主搭建环境【支持 rtos和nonos】：

• 环境搭建大家应该都几乎是选择 windows 的，作为一个老司机，和大家一样，我也是选择为 win10 的笔记本电脑游戏本，cpu i8 ,16g内存！
• 下面我就以 windows 平台为大家搭建一个可以手动同步最新编译工具链、以及可编译 非操作系统nonos工程和 操作系统Rtos工程的代码，下面是搭建环境的三件套：
  • esp8266最新的编译工具链下载传送门（仔细看下面的截图）： https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK
  • 2019年的eclipse c++编辑器下载，请关注我的微信公众号后回复 8266环境搭建 或者群文件获取即可！
  • 感谢安信可提供的 window cywin 环境，下载可在我的微信公众号后回复 8266环境搭建 或者群文件获取即可！

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• 待我们的三件套下载了之后，首先第一步是解压，注意是用WinRAR软件以管理员身份解压，可以得到完整的文件夹，其他解压软件有可能会得到不完整的压缩包！
• 下面我们先设置下cywin和编译工具链的环境变量，注意替换为您的实际路径，如下：
  • E:\Espressif\IDE\AiThinkerIDE_V0.5\AiThinkerIDE_V0.5\cygwin\bin\
  • E:\Espressif\IDE\xtensa-lx106-elf\bin\

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• 下面是我们的编辑器的打开，注意 eclipes的打开必须事先自行搭建 java 环境，因为eclipse是用 java开发的 ！等你可以成功打开界面如下，说明您已经完成了一大半了！

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二、开始我们基于 nonos 工程的第一个“Hello World”。

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第一步：打开我们最新的NONOS的SDK下载地址：https://github.com/espressif/ESP8266_NONOS_SDK ，解压后请注意以下操作：

• ①、driver_lib文件夹下面的Makefile文件删除！
• ②、整个third_party去掉，这是第三方的demo，我们很少用！
• ③、把example文件夹下面的任意一个工程，比如smart_config复制到主目录（逼问主目录就是下载压缩包压缩后的目录），可重命名为app，或者不修改！
• ④、以上做好了之后，可以导入IDE了！

我这里演示一个串口实验，打印 hellow world字符到我们通讯串口助手。下载后解压，注意解压后的路径千万别带中文字符，解压请直接复制到一个没有中文字符的路径的文件夹下面。否则会影响到后面的编译结果！

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第二步：导入项目 选择 File→Import ，下面步骤：

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第三步：点开C/C++分支，并选中Existing Code as Makefile Project：

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第四步：去除C++支持，选中 Cygwin GCC，点击Browser，选中我们解压后所在的目录。点击finish。

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第五步：此刻，成功进入到我们的主界面。

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第六步：开始编译工程前，我们装装逼，在其的 app ->user --> user_main.c 方法修改如下，让输出为 hello world。

• 注意：从SDK1.4版本之后，已经移除了下面2个函数，我们只需要在user_init()里面敲写即可！
• esp8266的非实时系统编程的打印函数尽量用os_printf()，切记切记！！！

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void user_init(void) {
	os_printf("hello world");
}

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第七步：开始编译前，按照官方的说法，我们看控制台时候，直接把 Problems 栏目关掉，解释说，这个Problems 栏目报的错误不准确，只有Console 栏目下的输出为准，所以建议大家把 Problems 栏目关闭。

• 之后建议大家每次编译项目前先进行 clear project，再 build project ，这样就保证了正确的代码可以完全被编译，如果正确的代码没有clear project就直接build project ，可能会报错。

• Build Project ：编译项目 ； Clean Project：清理项目，可以清理下缓存。

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第八步：我们编译之后，看看控制台下的信息打印，说明已经成功做好固件啦。：

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• 第三处修改：需要在project_template的Makefile里添加指定的SDK的路径。千万忘记了结尾的”/”。否则编译还是会找不到路径，比如我的工程路径为：C:\Project8266\8266All\8266ProjectCSDN\16_ESP8266_RTOS_SDK_V1.5.0

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export SDK_PATH = /cygdrive/C/Project8266/8266All/8266ProjectCSDN/16_ESP8266_RTOS_SDK_V1.5.0/
export BIN_PATH = /cygdrive/C/Project8266/8266All/8266ProjectCSDN/16_ESP8266_RTOS_SDK_V1.5.0/bin/

• 开始编译之后，便可看到console控制台输出如下，恭喜成功编译！

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三、基于 rtos 如何打开运行一个工程。

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• 第一处修改：此rtos工程导入和安信可的导进就是一模一样的，但是需要修改的是指定的工程编译目录 , 拿我github上的一个rtos工程，其编译目录为project_template, 所以需要修改如下：

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• 第二处修改：修改编译指令，还记得我们的rtos编译时候需要选择一些选项吗？比如是user1.bin还是user2.bin。这里的话，我们需要手动的编辑此编译的指令：(下面的指令是生成可升级的user1.bin的32Mbit的8266模块，对应我们的8266-12f模块）

COMPILE=gcc BOOT=new APP=1 SPI_SPEED=40 SPI_MODE=QIO SPI_SIZE_MAP=6

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• 开始编译之后，便可看到console控制台输出如下，恭喜成功编译！

  bin crc: 1b65b8de
  Support boot_v1.4 and +
  Generate user1.4096.new.6.bin successully in BIN_PATH
  boot.bin------------>0x00000
  user1.4096.new.6.bin—>0x01000
  !!!

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四、让我们烧固件走起。

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• 如果您的8266是没有最小系统的话（如下），那么需要自己搭建最小系统来烧固件进去。

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看我们的最小系统搭建（强调：烧录时候，一定要让GPIO0处于低电平，即接GND）：

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• 让我们开始烧录：根据上面第八步的生成的bin文件，我们看见了其烧录信息：

• eagle.flash.bin-------->0x00000

• eagle.irom0text.bin---->0x10000

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• 于是，我们就打开烧录软件，配置刚刚的路径，选择烧录地址(选择之后就是绿色的)，各个参数如下：

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• 下载完毕之后，我们给设备重新上电，打开串口助手，设置波特率74880：

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• 上面的图是不是看见很清晰的 hellow world 呀 。

• 由于 nonos 3.0 以上步骤不可行，则具体操作请访问我的B站视频教学：https://www.bilibili.com/video/av40065898

• 后记：所有自己编译出来的工程，都是有四个文件要烧录的，其中2个是必须烧录的（防止初始化失败），这2个文件分别是 esp_init_data_default.bin 和blank.bin，烧录地址根据您的8266型号区别；

• 我们最平常用的是安信可8266-12系列的，这个是32Mbit，也就是4M flash ,所以他们的地址分别是 0x3FC000 和 0x3FE000 , 最后2个的烧录文件地址看编译之后结果而决定！也即是不一定是0x10000，有可能是0x2000 , 这个根据SDK的版本有关系。所以大家还是留心点！

• 的好多人问我这个SPI MODE应该怎么选择，这个其实是esp8266芯片和flash芯片的连接方式决定的，四根线就是QIO，而DIO就是六根线，至于后面还有QOUT和DOUT和flash芯片有关，平时最多的是DIO或者是QIO了！

• 最后一点，本系列博客的NONOS SDK 都是 1.4~2.2的，在今年2018年七月左右，更新到了3.0版本，一些初始化代码都已经变了，大家入门的话，还是从我的GitHub下载吧。这样较快地入门学习esp8266；如果您的是最新的3.0或者以上的工程，可能汇报以下错误：

user_main.c:45:2: error: #error "The flash map is not supported"
 #error "The flash map is not supported"
  ^
xt-xcc -Os -g -Wpointer-arith -Wundef -Werror -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib -mlongcalls -mtext-section-literals -ffunction-sections -fdata-sections -fno-builtin-printf  -DICACHE_FLASH -DGLOBAL_DEBUG_ON -DSPI_FLASH_SIZE_MAP=0   -I include -I ./ -I ../include -I ../include/mqtt -I ../include/modules -I ../../include -I ../../include/eagle -I ../../driver_lib/include  -o .output/eagle/debug/obj/user_main.o -c user_main.c
user_main.c:45:2: error: #error "The flash map is not supported"
 #error "The flash map is not supported"
  ^
user_main.c:156:58: error: 'SYSTEM_PARTITION_OTA_SIZE' undeclared here (not in a function)
     { SYSTEM_PARTITION_OTA_1,         0x1000,            SYSTEM_PARTITION_OTA_SIZE},
                                                          ^
user_main.c:157:39: error: 'SYSTEM_PARTITION_OTA_2_ADDR' undeclared here (not in a function)
     { SYSTEM_PARTITION_OTA_2,         SYSTEM_PARTITION_OTA_2_ADDR,       SYSTEM_PARTITION_OTA_SIZE},
                                       ^
user_main.c:158:39: error: 'SYSTEM_PARTITION_RF_CAL_ADDR' undeclared here (not in a function)
     { SYSTEM_PARTITION_RF_CAL,        SYSTEM_PARTITION_RF_CAL_ADDR,       0x1000},
                                       ^
user_main.c:159:40: error: 'SYSTEM_PARTITION_PHY_DATA_ADDR' undeclared here (not in a function)
     { SYSTEM_PARTITION_PHY_DATA,       SYSTEM_PARTITION_PHY_DATA_ADDR,      0x1000},
                                        ^
user_main.c:160:46: error: 'SYSTEM_PARTITION_SYSTEM_PARAMETER_ADDR' undeclared here (not in a function)
     { SYSTEM_PARTITION_SYSTEM_PARAMETER,     SYSTEM_PARTITION_SYSTEM_PARAMETER_ADDR,    0x3000},
                                              ^

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• 莫急，这是因为未定义造成的，一般地，根据我们最常用的esp8266-12系列的32Mbit的模块，那么只需要在根目录的Makefile文件的第25行的代码修改如下，重新编译即可！！烧录地址不变！！

BOOT?=new
APP?=1
SPI_SPEED?=40
SPI_MODE?=QIO
SPI_SIZE_MAP?=6

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五、上电不跑程序，异常分析。

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ESP8266 上电时打印的 boot 模式信息代表什么？如何改变 boot 模式？

ESP8266 上电时会判断 boot strapping 管脚的状态，并决定 boot 模式。例如，ESP8266 上电时打印的 boot 模式信息如下：

ets Jan 8 2013,rst cause:1, boot mode:(3,2)

• 其中打印的 boot mode 的第一位数字（3）代表当前的 boot 模式。
• Boot 模式由 strapping 管脚的 3 位值 [GPIO15，GPIO0，GPIO2] 共同决定。如下表所示：

Strapping 管脚的 3 位值	[GPIO15，GPIO0，GPIO2]	Boot 模式
7	[1，1，1]	SDIO HighSpeed V2 IO
6	[1，1，0]	SDIO LowSpeed V1 IO
5	[1，0，1]	SDIO HighSpeed V1 IO
4	[1，0，0]	SDIO LowSpeed V2 IO
3	[0，1，1]	Flash Boot
2	[0，1，0]	Jump Boot
1	[0，0，1]	UART Boot
0	[0，0，0]	Remapping

烧写失败定位
确保 boot 模式在 UART boot.

将 ESP8266 拨到烧写模式，看烧写口的 log(默认 74880 查看). 正常烧写应该是 boot mode:(1,n), 其中n任意，第二个参数和 SDIO 相关，不用关心！

看 log 乱码/无打印定位，确保 boot 模式在 Flash boot！

将 ESP8266 拨到运行模式，看 log 口的输出. 正常log应该是 boot mode:(3,n)，第二个参数和 SDIO 相关，不用关心！

• 1.确保波特率正确
• 2.确保无串口占用

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另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

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