NodeMCU（ESP8266）开发笔记

注：本文部分摘自于http://www.tinylab.org/nodemcu-kickstart/

1.NodeMCU简介

NodeMCU 是一款开源的物联网开发平台，其固件和开发板均开源，自带 WIFI 模块。基于该平台，用几行简单的 Lua 脚本就能开发物联网应用。

其主要特点如下：

• 像 Arduino 一样操作硬件 IO 提供硬件的高级接口，可以将应用开发者从繁复的硬件配置、寄存器操作中解放出来。用交互式 Lua 脚本，像 Arduino 一样编写硬件代码！

• 用 Nodejs 类似语法写网络应用 事件驱动型 API 极大的方便了用户进行网络应用开发，使用类似 Nodejs 的方式编写网络代码，并运行于 5mm*5mm 大小的 MCU 之上，加快您的物联网开发进度。

• 超低成本的 WIFI 模块 用于快速原型的开发板，集成了售价低于 10 人民币 WIFI 芯片 ESP8266，为您提供性价比最高的物联网应用开发平台。

基于乐鑫 ESP8266 的 NodeMCU 开发板，具有 GPIO、PWM、I2C、1-Wire、ADC 等功能，结合 NodeMCU 固件为您的原型开发提供最快速的途径。

其硬件详细配置如下：

• 核心模组为 ESP8266
• MCU 为 Xtensa L106
• RAM 50K
• Flash 512K
• D1~D10：10 GPIO, 每个都能配置为 PWM, I2C, 1-wire

有两种串口配置

• CP2102 USB 串口，即插即用（官方驱动支持 Windows, OS X，Linux 以及 VMware）
• CH340 USB 串口，国内用的较多，需要安装ch340驱动。
  注：VMware中，安装Ubuntu系统，只需在主机中安装驱动即可。然后将设备连接到VMware中。虚拟机->可移动设备，可以看到ch340设备，点击连接即可。

CP2102版本

CH340版本

2.开发环境

NodeMCU 目前支持的开发主机系统类型涵盖 Windows，Linux 和 Mac OS X，也支持通过 VMware 虚拟机搭建的 Linux 环境。

需要提到的是，如果用虚拟机的话，请优先用 VMware 而不是 VirtualBox。虽然用 VirtualBox 也能够通过串口虚拟化 进行 Lua 开发，但是由于 VirtualBox 无法虚拟 uhci 的 cp210x，所以 VirtualBox 中的 Linux 上就无法直接烧录固件，会很不方便。

下面是我们推荐的优选开发环境：
纯 Linux（首推 ubuntu）
在 Mac OS X 上安装 VMware，在 VMware 中运行 Linux（首推 Lubuntu）
在 Windows 上安装 VMware，在 VMware 中运行 Linux（首推 Lubuntu）
本文主要介绍上述三种，实际上核心还是 Linux 开发环境，后面两个只要额外安装 VMware 并在主机上也安装上 USB 串口驱动即可。

如果大家手头没有 Linux 环境，那么建议通过 VMware 来安装 Linux，这样更安全可靠，避免搞坏原来的系统。

VMware 可以从官方下载，安装好以后再从 Ubuntu 官方下载 Lubuntu 14.04 ISO，之后启动 VMware 来安装 Lubuntu。安装时先创建/Add 一个 Lubuntu（Create a custom virtual machine -> Linux -> Ubuntu 64bit），之后通过设置/Settings 选择 Startup Disk 从 CD/DVD 启动安装，选择刚下载的 ISO，安装成功后，再通过 Startup Disk 选回从 Hard Disk(SCSI) 启动即可。

至于纯 Windows 或者纯 Mac OS X 环境，都不推荐，因为在 Linux 下，一条命令就可以安装所需的大部分工具，而在 Windows 和 Mac OS X 会浪费掉大量的时间去不同地方找不同工具，然后再花费更多倍的时间去解决各类软件编译和安装问题，事倍功半。而且 OS X 对于基本的开发环境，往往还存在收费服务，实在是不友好，珍惜生命，远离它们！

但是如果真地厚爱它们，大家还是可以通过参考后续资料，尤其是 Noduino/Noduino SDK 相关部分，很详细地介绍到了 Windows 和 Mac OS X 的开发环境，另外，参考资料中的其他软件或者工具基本都有提供 README.md 对各自的安装做了说明，请予以参考。

3.操作步骤

以Windows 和 VMware下Ubuntu环境为例（CH340版本）：

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Windows环境下NodeMCU开发

需要用到的工具：

• sciTe –lua开发环境，用于lua学习。具体参考：http://www.runoob.com/lua/lua-environment.html
  注：在安装过程中，如果连接服务器失败。可以自行下载所需的库，然后重新进行安装。
• CH340驱动
• ESP8266Flasher – 烧录ESP固件
• ESPlorer – 类似于串口调试助手，用于和NodeMCU进行交互，也可以上传lua脚本
  注：需要java环境，需要安装JDK。
• Fans_ESP8266_SDK_Make.exe – 编译ESP固件 具体参考：http://blog.csdn.net/u013636122/article/details/50630235

（1）安装CH340驱动

下载CH340驱动，安装之后。
右击 我的电脑->管理->设备管理器->端口（COM和LPT） 可以看到ch340驱动以及串口号。

（2）获取固件

有三种方式可以得到固件：

1. NodeMCU提供了在线云编译，选择好需要的模块，填写邮箱地址，很快会发到邮箱中。参考：https://nodemcu-build.com/（推荐）

2. 下载别人编译好的固件包。

3. 自行编译，得到固件包。

（3）固件烧录

设置好串口号
点击Config->点击小齿轮按钮，设置好得到的固件路径
点击Flash

（4）开始使用

1. 打开ESPlorer.jar，会看到如下界面：
   
   注：ESPlorer需要安装JDK环境

2. 点击刷新按钮，选择串口号，点击open，会显示正在连接。如果好长时间连接不上，可以按一下NodeMCU上的reset按钮。会显示出固件信息，点击Chip ID，会返回ID信息，说明交互正常。

3. 右边区域是交互页面,会显示交互信息
   左下有一行输入框，可以输入需要执行的命令，也可以在下拉菜单中选择，点击send发送。
   命令参考：
   https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/wiki/nodemcu_api_cn
   如：

   >print（“Hello，NodeMCU”）  
   >Hello,NodeMCU  
   

4. 左边区域是lua脚本编写区域。

编写好lua脚本，点击Send to ESP，可以看到右边区域开始上传代码，结束之后。代码开始执行，右边区域显示交互信息。
点击 Upload ，将代码上传到NodeMCU， 命令行输入dofile(“filename.lua”),开始执行filename.lua。
注：如果在Send 或者 Upload 失败，可以按reset之后，多次尝试。

注：Save to ESP、Send to ESP、Run、Upload四种有些区别，可以自己去发现，本人没有深究。

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Vmare下Ubuntu环境开发

注： 本人使用的版本

• VMware workstations 12 pro
• Ubuntu 14.0 Desktop

需要用到的工具：

• minicom – 串口调试工具
• luatool – 上传lua代码
• esptool – 烧录esp固件
• lua开发环境，用于lua学习（非必须） 注：学习教程：http://www.runoob.com/lua/lua-environment.html

（1）下载安装ch340驱动

需要主机安装驱动，然后VMware中点击 虚拟机->可移动设备 可以看到ch340设备，点击连接。

dmesg  命令查看已经安装的ch340驱动  
ls -l /dev/ttyUSB0   查看驱动安装的时间等  

（2）安装minicom

minicom为linux下串口通信工具，用做NodeMcu调试

$ sudo apt-get install minicom    -- 下载安装minicom  
$ sudo minicom -D /dev/ttyUSB0    -- 使用-D可以指定串口设备  

进入minicom之后，可以通过crtl-A进入设置模式，然后按 A - Z 键进入不同的设置界面。
常用的按键：
Q ：退出minicom
L ：保存串口日志
Z ：获得帮助
P ：设置串口

（3） 下载并烧录esp固件

NodeMCU提供了在线云编译，选择好需要的模块，填写邮箱，很快会发到邮箱中，链接：https://nodemcu-build.com/
也可以自己进行编译，在https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/releases/下载源代码。
也可以使用

$ wget -c https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/``releases/download/0.9.6-dev_20150704/nodemcu_float_0.9.6-dev_20150704.bin  

下载别人编译好的固件
接着咱们把烧录工具 esptool.py 下载下来。同时安装其他必要工具。

$ sudo apt-get install git python python-serial python-setuptools  
$ git clone https://github.com/themadinventor/esptool.git  
$ cd esptool  
$ python setup.py install  

接着通过 esptool.py 烧录固件：

$ sudo esptool.py --port /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio -fs 32m -ff 40m 0x00000 nodemcu_float_0.9.6-dev_20150704.bin  

烧录完以后按下 RST 重启进入新固件。
sptool.py 烧写时默认的通信波特率为 115200，为了加速烧写速度，可以通过 –baud 921600 设置为 921600。
开机之后可以通过
file.format() 格式化文件系统

（4） 下载并安装luatool

测试过两个工具都可以用来上传 Lua 程序，分别是：
luatool.py：可用于命令行传送 Lua 脚本，无须复杂的图形化工具支持，同时支持通过串口和 Telnet 上传
nodemcu.py：除了不支持通过 Telnet 上传外，基本功能同 luatool，只是操作方式稍有差异
下载上述工具：

$ git clone https://github.com/4refr0nt/luatool.git  
$ git clone https://github.com/md5crypt/nodemcu.py.git  

两个都可以进行文件传输，第二个还可以作为串口终端，两个都依赖 pySerial，第二个还需要安装 clipboard：

$ easy_install clipboard    

（5）开始使用

$ minicom -D /dev/ttyUSB0  --进入串口助手  
  file.format()    --格式化文件系统  
  print（“Hello，NodeMCU”） --打印字符串   
  gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)  --设置0脚为输出模式  
  gpio.write(0, gpio.LOW)    --0脚置低  
  gpio.write(0, gpio.HIGH)   --0脚置高  
  node.restart()  --重启NodeMCU  

以上是通过串口操作执行每条命令，可以通过luatool批量上传，将脚本提前写好进行批量上传。
在上传前，写好一个lua脚本

$ vi test.lua    
  print('Hello, NodeMCU 1.0')  
  gpio.mode(4, gpio.OUTPUT)  
  gpio.write(4, gpio.LOW)  

通过luatool上传

$ cd /luatool
$ sudo ./luatool.py -p /dev/ttyUSB0 -b 9600 -f test.lua -r  

上传完成之后，

$sudo minicom -D  /dev/ttyUSB0  --进入minicom  
dofile("test.lua")  --执行test脚本   

-p 指定上传设备
-b 设置波特率
-f 指定脚本路径
-r 上传完重启
-h 获得帮助