ESP8266 實(shí)現(xiàn)一鍵下載固件的深入分析

前言

手頭有兩塊ESP8266的開(kāi)發(fā)板,一塊是大家比較熟悉的NodeMCU , 另外一塊是espressif 官方的開(kāi)發(fā)板格侯,兩塊開(kāi)發(fā)板在下載程序的時(shí)候樟结,有很大的區(qū)別瓢宦,espressif 官方開(kāi)發(fā)板需要手動(dòng)以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的方式去reset 相關(guān)引腳,使得esp8266進(jìn)入boot模式鱼辙,而nodeMCU 則不需要手動(dòng)去設(shè)置玫镐,運(yùn)行下載腳本時(shí),自動(dòng)會(huì)進(jìn)入boot模式杜跷。為了探究其中的奧秘矫夷,筆者查閱了相關(guān)資料,并且對(duì)其原理進(jìn)行了剖析淑趾,整理了這篇文章忧陪,以便給大家在進(jìn)行ESP8266電路設(shè)計(jì)時(shí)提供一定的參考。

1 ?ESP8266 BOOT 流程

官方資料顯示延蟹,ESP8266想要進(jìn)入BOOT模式等孵,必須滿足以下條件

1 ) CHIP_EN 引腳 ?置高

2 ) GPIO0 引腳 置低 (置高則進(jìn)入從FLASH運(yùn)行模式)

而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,CHIP_EN引腳果录,通常是處于高電平狀態(tài).(如果是MCU 控制是否使能WiFi模塊咐熙, 則建議將CHIP_EN引腳接上拉電阻,使其初始狀態(tài)為高電平)

而實(shí)現(xiàn)一鍵下載的關(guān)鍵就在于返弹,GPIO0引腳和RESET引腳電平狀態(tài),下載流程如下圖所示.

ESP8266 下載固件的流程

2 硬件上的改造

下載固件的過(guò)程不需要用到串口流控爪飘,所以就用不到DTR 和RTS 引腳义起,而可以通過(guò)PC端軟件去控制這兩個(gè)引腳的電平狀態(tài),如果利用這兩個(gè)引腳分別去控制ESP8266的RESET和GPIO0引腳, 在下載過(guò)程中按照下載的時(shí)序去設(shè)置其電平狀態(tài)师崎,那么就可以實(shí)現(xiàn)一鍵下載默终。

所以,綜上犁罩,要從硬件和軟件上分別去改造齐蔽,首先看下硬件上的改造。

上面的電路中床估,DTR 和RTS 分別來(lái)自UART轉(zhuǎn)USB芯片含滴,如CP2102, PL2302丐巫, FT232等谈况,

當(dāng) DTR為1, RTS為0時(shí)递胧, nRST復(fù)位引腳拉低碑韵,反之,GPIO0 引腳拉低谓着,邏輯關(guān)系如下:

3 軟件上的改造

esptools.py是官方提供的一款開(kāi)源的串口下載工具,我們通過(guò)它的源碼來(lái)分析一鍵下載的實(shí)現(xiàn)坛掠。

esptools 中操作串口使用的是pyserial 這個(gè)庫(kù).

在connect 方法中, 142行和143行首先將DTR拉低赊锚,RTS拉高治筒,結(jié)合上面的邏輯圖,此時(shí)舷蒲,GPIO0被拉低

延時(shí)50ms后耸袜,145行和146行,DTR拉高牲平,RTS拉低堤框,結(jié)合邏輯圖,RESET被拉低纵柿,芯片復(fù)位蜈抓,ESP8266進(jìn)入boot模式。

延時(shí)50ms后昂儒,148行的作用沟使,RESET和GPIO0恢復(fù)到初始狀態(tài).

4 結(jié)論

綜上來(lái)看,

首先渊跋,實(shí)現(xiàn)ESP8266一鍵下載還是很簡(jiǎn)單的一個(gè)過(guò)程腊嗡,主要是巧妙利用了串口的流控引腳,并且要控制好電平翻轉(zhuǎn)的時(shí)機(jī)拾酝。

其次燕少,這種利用串口流控引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)一鍵下載的方法同樣可以用到其他可以串口BOOT的芯片上,如STM32等蒿囤。

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