microPython + ESP8266 初体验

开发环境介绍

今天的主角长这样:

esp8266

淘宝 10 块钱。

懒得在自己的机器上装各种包,又给它找了个跳板机,长这样

raspberry

这个稍贵。不过是当时毕业前忽悠老师要到的,不要钱。装个 Linux 系统之后,直接 ssh 上去就好使。拿 vim 凑合写几行语句应该也行了。

但是发现不在家的时候,掏出电脑来想玩一会儿没办法,所以花了点时间搞一搞内网穿透也是很有必要的:

使用FRP做内网穿透。需要有云服务器。当时我买的时候刚好毕业,和毕设老师要钱买了两年的云服务器。

不会写C、C++。所以给 esp8266 找了个 microPython 的固件,搞一搞直接写 Python 岂不是美哉?(如果会写 C 的话,可以试试 AliOS Things)

固件这里下载: esp8266具体的文档看这里

在 REPL 中写语句,测试方便,但是保存下来非常不方便。自己调试还好,正式写点东西是不成的。官方提供了 WebREPL,可以支持上传文件的那种:

WebREPL Github Repo 点这里,不管下载到本地还是跳板机都是可以的。使用 webrepl.py 可以完成板子和跳板机(本地)的同步。

跳板机上还需要安装一个 esptool,用来刷固件进去。当然跳板机和 esp8266 之间还需要一条 microUSB 线进行连接(我买的esp8266自带了 USB2UART 芯片——CP2102)。

# install esptool
pip install esptool
# download bin file
wget http://micropython.org/resources/firmware/esp8266-20191220-v1.12.bin

手头还需要一个开发机,mac、linux 都可以(只要能打开 terminal,有网络即可),或者直接用 raspberry,不过条件不至于这么艰苦才是。

因为跳板机(raspberry)资源比较有限,所以我没有安装 virtulenv,如果机器资源比较富裕,推荐使用 venv 环境,并且配合 zsh 的 autoenv 插件,效率提升很明显。

Write Flash

esp8266 厂家提供了固件,奈何我不会写 C 。所以这里就直接先清除掉原有的固件,刷入支持 microPython 的固件

# erase flash
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 erase_flash 

# write new flash
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 460800 write_flash --flash_size=detect -fm dio 0 esp8266-20191220-v1.12.bin

其中 /dev/tty* 是 esp8266 对应的 port,这个看机器不同而不同。一般是 /dev/ttyUSB0(raspberry)或者 /dev/cu.SLAB_USBtoUART(mac)。Windows 一般是 COM*。开发嵌入式的一般都推荐用 Window 做主力机,可是我不喜欢 Windows。

亲测 -fm dio 需要加上,具体原因在官方文档中有说明:

For some boards with a particular FlashROM configuration (e.g. some variants of a NodeMCU board) you may need to use the following command to deploy the firmware (note the -fm dio option)

这样固件就刷好了。

WIFI Connection

可以说如果没有网络,ESP8266 就没啥可玩的了。

刷完 microPython 的固件之后,需要按一下 RST 键。然后可以通过 screen 连接进入 microPython REPL(需要接着 USB 线)

# attach raspberry
ssh -i ~/.ssh/id_rpi -oPort=9434 pi@192.168.1.2

# 

# attach microPython REPL
screen /dev/ttyUSB0 115200

然后进入 microPythonREPL

MicroPython v1.12 on 2019-12-20; ESP module with ESP8266
Type "help()" for more information.
>>> 

开启 webREPL,然后就可以上传文件到板子上了

>>> import webrepl_setup

按照提示说明做就行。不出意外,你已经成功打开 WebREPL,并且设置好密码了。

WebREPL daemon started on ws://192.168.4.1:8266
Started webrepl in normal mode

接下来请保证和 Esp8266 在同一个局域网下~。如果有跳板机存在,则只需要跳板机和 esp8266在同一个局域网,本机能访问通跳板机即可。

板子自己会创建一个 WIFI,名称是 MicroPython-xxxxxx,密码是 micropythonN

接下来将下面仓库 clone 到跳板机或者本地,并启动

git clone git@github.com:micropython/webrepl.git

然后在本地创建文件 boot.py。这个文件会在板子开始工作之后自动执行。

# -*- coding:utf-8 -*-
# 2020-02-13
# https://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/quickref.html#networking

import network

def init_wifi_conn(wlan, ssid, pwd):
    wlan.active(True)
    wlan.connect(ssid, pwd)
    while not wlan.isconnected():
        pass
    print("network config:", wlan.ifconfig())


def do_connection():
    sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
    
    # remember modify ssid and pwd.
    ssid = "your_wifi_ssid"
    pwd = "your_wifi_pwd"
    
    if not sta_if.isconnected():
        init_wifi_conn(sta_if, ssid, pwd)


if __name__ == '__main__':
    import webrepl
    do_connection()
    webrepl.start()

然后在跳板机执行,将本地文件 push 到 esp8266:

# cd webrepl

./webrepl_cli.py -p 1234 boot.py  192.168.4.1:/boot.py 

然后按住板子 reset 按钮,再次通过 screen 进入 microPython REPL 查看,发现 webREPL 多了一个地址,例如下图:

WebREPL daemon started on ws://192.168.4.1:8266
WebREPL daemon started on ws://192.168.1.2:8266
Started webrepl in normal mode

下面的 192.168.1.2 就是路由器分配给 Esp8266 的 ip 地址。

WebREPL也可以使用 web 版本,如下:

# cd webrepl

python3 -m http.server

随后,本地浏览器访问 http://{跳板机IP}:8000/webrepl.html,同样可以连接 esp8266

GPIO

esp8266 gpio

WIP

mqtt

WIP

Timer

WIP

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