【ESP8266 （12F）】硬件参数 以及 固件烧录
本文资料及工具地址：https://github.com/CQUPTLei/ESP8266
- 一、基本关系
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- 1.1 ESP8266 芯片 和 ESP 12F 模组
- 1.2 乐鑫科技和安信可
- 二、ESP 8266开发板
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- 2.1 ESP 12F 产品规格
- 2.2 ESP8266 开发板
- 三、固件与固件下载
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- 3.1 什么是固件
- 3.2 固件和用户程序
- 3.2 如何下载固件
- 3.3 测试
一、基本关系
1.1 ESP8266 芯片 和 ESP 12F 模组
ESP8266和ESP-12F是紧密相关的概念：
- ESP8266：ESP8266是一款由乐鑫（Espressif Systems）开发的低成本Wi-Fi芯片，它集成了处理器、Wi-Fi模块、存储器和其他外设。ESP8266芯片通过串行接口（如UART或SPI）与其他设备（如微控制器）通信，并提供了与Wi-Fi网络的连接和通信功能。
- ESP-12F：ESP-12F是ESP8266系列的一个具体模块型号。它是基于ESP8266芯片设计的模块，包含了ESP8266芯片本身以及附加的外部元件，如天线、电源管理电路和引脚引出等。ESP-12F模块的特点是小巧紧凑，引脚数量较多，可直接焊接在PCB上。
这是ESP8266芯片：
这是ESP 12F模组：
这是ESP 8266开发板：
这样的情况很常见，比如stm32芯片和开发板；w800芯片和neptune开发板等等。
1.2 乐鑫科技和安信可
乐鑫科技：全球领先的 AIoT 解决方案平台
乐鑫科技（股票代码：688018）是一家全球化的无晶圆厂半导体公司，成立于 2008年，在中国、捷克、印度、新加坡和巴西均设有办公地，团队来自约 30 个国家和地区。乐鑫多年来深耕 AIoT 领域软硬件产品的研发与设计，专注于研发高集成、低功耗、性能卓越、安全稳定、高性价比的无线通信 SoC，现已发布 ESP8266、ESP32、ESP32-S、ESP32-C 和 ESP32-H系列芯片、模组和开发板， 成为物联网应用的理想选择。我们致力于提供安全、稳定、节能的 AIoT 解决方案。同时，我们坚持技术开源，助力开发者们用乐鑫的方案开发智能产品，打造万物互联的智能世界。
2019 年 7 月，乐鑫科技在上海证券交易所科创板挂牌上市。
公司官网：https://www.espressif.com/zh-hans，可以去这里下载芯片的资料，固件，IDE等资源。
安信可科技：
深圳市安信可科技有限公司成立于2012年，是专业的物联网无线通讯模组的供应商。为全球物联网终端提供包括WiFi、蓝牙、LoRa、离线语音、UWB、NB-IoT、2.4G、GPS、4G通讯模组及物联网无线连接解决方案的一站式服务，产品主要配套于物联网应用，协同打造智慧城市、智能家居、智能穿戴、智能安防、智慧养殖等行业终端。安信可服务于物联网，专注无线连接领域，致力于让无线联网更简单。
高性价比智能联网模块，内置MCU，友好的二次开发接口；高性能、高可靠性、高可扩展性的物联网云，可快速接入第三方智能云平台；可直接使用标准APP，开发0投入
多条标准化产线，助力快速打样，快速验证，快速出货；通过 ISO9001 国际质量体系认证，使时效和品质达到空前的平衡
DOCS资料库、论坛、邮件等多平台提供技术服务，完整的API接口，多样的SDK包，极大缩短集成时间，助力产品批量生产、迅速落地
基于安信可物联网平台服务开放产品丰富，合作形式多样，集成服务更多，性价比更高。
本文使用的ESP 12F模组即该公司研发。
官网：https://www.ai-thinker.com/product/overview，在这里可以下载ESP12F的资料，固件等。这里的AT固件可以连接安信可的云服务、腾讯云等，有多种选择。
二、ESP 8266开发板
我使用的是开发板，而不是单独的模组，开发板是在ESP 12F模组的基础上添加了一些外围电路，把引脚印出来，以及USB接口等。其核心还是ESP12F模组。所以资料看ESP 12F的就好了。
开发板大概像下图这样，当然具体的设计每家厂商会有一些区别。你也可以自己设计板子。
先来看看ESP 12F模组参数。
2.1 ESP 12F 产品规格
安信可官网提供的都有。
ESP-12F 是由安信可科技开发的 Wi-Fi 模块，该模块核心处理器ESP8266 在较小尺寸封装中集成了业界领先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持 80 MHz 和 160 MHz，支持 RTOS，集成Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA。
ESP-12F Wi-Fi 模块支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议，完整的TCP/IP 协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。ESP8266 是高性能无线 SoC，以最低成本提供最大实用性，为Wi-Fi 功能嵌入其他系统提供无限可能。
模组的接口不少，既可以自己编程，使用该模组作为主控芯片；也可以与其他MCU搭配，常见的是ESP 12F为stm32提供联网功能。
特性：
完整的 802.11b/g/n Wi-Fi SoC 模块
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 1 路 10 bit 高精度 ADC
支持 UART/GPIO/ADC/PWM/SPI/I2C 接口
采用 SMD-22 封装
集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA
支持多种休眠模式，深度睡眠电流低至 20uA
串口速率最高可达 4Mbps
内嵌 Lwip 协议栈
支持 STA/AP/STA+AP 工作模式
支持安卓、IOS 的 Smart Config（APP）/AirKiss（微信）一键配网 支持串口本地升级和远程固件升级（FOTA）
通用 AT 指令可快速上手
支持二次开发，集成了 Windows、Linux 开发环境
参数：
Flash是32M哦。
2.2 ESP8266 开发板
样子都差不多，引脚都表明了的，引脚的复用前面那张图已经标明了。
不一样的可能就是USB附近的那个芯片了，有的是ch340的有的是cp2102或者其他，连接电脑的时候下载对应的驱动就行了。
三、固件与固件下载
3.1 什么是固件
固件（Firmware）是指嵌入式系统中的一种软件，它是安装在硬件设备上的一组指令和数据，用于控制设备的操作和功能。固件位于硬件和操作系统之间，负责管理硬件设备的低级操作，例如启动、初始化和控制硬件功能。
与传统软件不同，固件是直接存储在硬件设备的非易失性存储器中，例如闪存或只读存储器（ROM）。它通常以二进制形式存储，并由硬件设备的制造商预先安装或通过固件更新进行更新。
固件的主要目的是为硬件设备提供基本的操作和功能。它可以实现设备的启动和关机过程、处理输入和输出、管理存储器、控制外围设备等。例如，固件可用于控制打印机的打印过程、路由器的网络连接、智能手机的硬件功能等。
固件还可以包含操作系统的一部分，称为嵌入式操作系统。这种情况下，固件不仅负责硬件的控制，还提供了一些高级功能和服务，例如文件系统、网络协议栈、驱动程序等。
由于固件直接与硬件交互，因此对设备的性能和功能有着重要的影响。固件更新是常见的做法，用于改进设备的性能、修复错误、增加新功能或提供安全性补丁。
ESP8266芯片具有自己的固件，被称为ESP8266固件或NodeMCU固件。
NodeMCU固件是一种开源固件，基于Lua脚本语言，特别设计用于ESP8266芯片。它提供了一套易于使用的功能和API，使开发者能够快速开发物联网应用程序。
NodeMCU固件提供了一系列的功能模块和库，包括Wi-Fi连接管理、网络协议支持（例如HTTP、MQTT等）、GPIO控制、PWM输出、ADC采集、文件系统访问等。它还支持通过串口进行编程和调试，并提供了命令行交互界面。
使用NodeMCU固件，开发者可以使用简单的Lua脚本语言来编写应用程序，而无需深入了解底层的Wi-Fi和网络协议。这使得ESP8266芯片的开发变得更加容易和快速。
除了NodeMCU固件，ESP8266芯片还可以使用其他固件，例如官方提供的Espressif Systems的AT固件，或者第三方开发者基于ESP8266芯片开发的其他固件。这些固件提供了不同的功能和编程接口，以满足不同的开发需求。
ESP8266的存储系统是32M的 Flash + 80KB的SRAM。（可以理解为电脑的SSD和内存条）
闪存通常分为以下几个部分：
Bootloader（引导加载程序）：引导加载程序是在芯片上电时首先执行的代码，它负责初始化芯片、加载固件和跳转到固件的执行点。这个是你无法修改或者擦除的。Firmware（固件）：固件是主要的应用程序代码，它包含了设备的功能和逻辑。固件部分占据了闪存的大部分空间。这是我们可以修改的。- File System（文件系统）：ESP8266芯片的闪存中的一部分可以用于文件系统，用于存储应用程序的配置文件、网页文件、数据文件等。通常采用SPIFFS（SPI Flash File System）作为文件系统。
- OTA（Over-The-Air）固件区域：这个区域用于存储通过OTA方式进行固件更新所需的数据。
ESP8266的内存包括32 KiB指令RAM，32 KiB指令缓存RAM，80 KiB用户数据RAM（存储程序代码、变量、堆栈和其他运行时数据）和16 KiB ETS系统数据RAM
3.2 固件和用户程序
固件与底层硬件打交道如果要字节编写固件，就需要了解ESP8266 芯片的寄存器等信息，通常是一件麻烦的事情。所以我们通常使用厂商开发好的固件，直接用，或者基于固件编写上层应用。
固件也是一种程序，开机就运行，通过编写不同的固件，他也能提供很多不同功能。
通常使用AT指令来运行固件中设计好的各种功能，比如链接一个WiFi，固件为上层应用提供了友好的接口。我们可以使用Ardunio IDE来进行上层应用的开发，在我们的应用中，可以通过AT指令使用固件中开发好的功能。
我们的程序下载到ESP8266上并不会修改固件内容，就像你给电脑安装一个软件一样，并不会修改系统功能。
通常，也可以使用其他MCU连接ESP8266，通过发送AT指令和接收回复来进行编程。比如使用STM32与ESP8266进行串口通信，实现某些功能。
3.2 如何下载固件
材料：
- 固件文件，去安信可或者乐鑫，或者其他地方下载即可；
- ESP8266 开发板或者模组；
- 固件下载软件；
- 数据线或者杜邦线。
- 默认波特率：115200
固件自己去官网下载即可，可能会更新的。
比如我下载的是安信可提供的MQTT透传固件。
引脚连接：
UART 0已经与开发板上的USB相连了，可以直接使用USB连接电脑，也可以使用杜邦线连接UART的引脚，使用串口转USB模块连接电脑，其实是一回事。（记得用数据线，而不是劣质的电源线）
下载固件：
（1）打开Flash下载工具：选择 Developer Mode
（2）选择你刚刚下载的固件，设置地址为0x0，选择com口，其他的参考下图。点击start即可。
有的固件有多个bin文件，你需要根据他的配置文件设置：
可以参考我提供的资料的：ESP_AT指令指南操作。
3.3 测试
使用串口调试助手测试，可以使用XCOM。
默认的数据位设置为8位（8 data bits），停止位设置为1位（1 stop bit），校验位设置为无校验位（no parity），波特率115200。
如图，初始化会输出一些乱码字符。
一些测试：
把 永 远 爱 你 写 进 诗 的 结 尾 ~