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ESP8266 快速参考

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发表于 2021-9-23 09:02:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
ESP8266 快速参考

Adafruit Feather HUZZAH 板(图片来源:Adafruit)。

以下是基于 ESP8266 的开发板的快速参考。如果这是您第一次使用该板,请考虑先阅读以下部分:


安装 MicroPython

请参阅教程的相应部分:ESP8266 上的 MicroPython 入门。它还包括故障排除小节。


通用板控制

MicroPython REPL 位于波特率 115200 的 UART0(GPIO1=TX,GPIO3=RX)上。制表符补全对于找出对象具有哪些方法很有用。粘贴模式 (ctrl-E) 可用于将大量 Python 代码粘贴到 REPL 中。

machine 模块:

  1. import machine

  2. machine.freq()          # get the current frequency of the CPU
  3. machine.freq(160000000) # set the CPU frequency to 160 MHz
复制代码

esp 模块:

  1. import esp

  2. esp.osdebug(None)       # turn off vendor O/S debugging messages
  3. esp.osdebug(0)          # redirect vendor O/S debugging messages to UART(0)
复制代码

联网

network 模块:

  1. import network

  2. wlan = network.WLAN(network.STA_IF) # create station interface
  3. wlan.active(True)       # activate the interface
  4. wlan.scan()             # scan for access points
  5. wlan.isconnected()      # check if the station is connected to an AP
  6. wlan.connect('essid', 'password') # connect to an AP
  7. wlan.config('mac')      # get the interface's MAC address
  8. wlan.ifconfig()         # get the interface's IP/netmask/gw/DNS addresses

  9. ap = network.WLAN(network.AP_IF) # create access-point interface
  10. ap.active(True)         # activate the interface
  11. ap.config(essid='ESP-AP') # set the ESSID of the access point
复制代码

连接到本地 WiFi 网络的一个有用功能是:

  1. def do_connect():
  2.     import network
  3.     wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
  4.     wlan.active(True)
  5.     if not wlan.isconnected():
  6.         print('connecting to network...')
  7.         wlan.connect('essid', 'password')
  8.         while not wlan.isconnected():
  9.             pass
  10.     print('network config:', wlan.ifconfig())
复制代码

一旦网络建立起来, socket 模块就可以像往常一样用于创建和使用 TCP/UDP 套接字。


延迟和计时

使用 time 模块:

  1. import time

  2. time.sleep(1)           # sleep for 1 second
  3. time.sleep_ms(500)      # sleep for 500 milliseconds
  4. time.sleep_us(10)       # sleep for 10 microseconds
  5. start = time.ticks_ms() # get millisecond counter
  6. delta = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start) # compute time difference
复制代码


计时器

支持虚拟(基于 RTOS)定时器。使用定时器 ID 为 -1的machine.Timer 类:

  1. from machine import Timer

  2. tim = Timer(-1)
  3. tim.init(period=5000, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=lambda t:print(1))
  4. tim.init(period=2000, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t:print(2))
复制代码


T周期以毫秒为单位。


引脚和 GPIO

使用 machine.Pin 类:

  1. from machine import Pin

  2. p0 = Pin(0, Pin.OUT)    # create output pin on GPIO0
  3. p0.on()                 # set pin to "on" (high) level
  4. p0.off()                # set pin to "off" (low) level
  5. p0.value(1)             # set pin to on/high

  6. p2 = Pin(2, Pin.IN)     # create input pin on GPIO2
  7. print(p2.value())       # get value, 0 or 1

  8. p4 = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP) # enable internal pull-up resistor
  9. p5 = Pin(5, Pin.OUT, value=1) # set pin high on creation
复制代码


可用管脚有:0、1、2、3、4、5、12、13、14、15、16,对应ESP8266芯片实际的GPIO管脚编号。请注意,许多最终用户板使用自己的临时引脚编号(标记为例如 D0、D1、...)。由于 MicroPython 支持不同的板卡和模块,因此选择物理引脚编号作为最小公分母。对于电路板逻辑引脚和物理芯片引脚之间的映射,请查阅您的电路板文档。

注意 Pin(1) 和 Pin(3) 分别是 REPL UART TX 和 RX。另请注意,Pin(16) 是一个特殊的 pin(用于从深度睡眠模式唤醒),可能无法用于更高级别的类,如 Neopixel.

有一个更高级别的抽象 machine.Signal 或点亮低电平有效 LED 很有用on() 或 value(1).


UART(串行总线)

参见 machine.UART.

  1. from machine import UART
  2. uart = UART(0, baudrate=9600)
  3. uart.write('hello')
  4. uart.read(5) # read up to 5 bytes
复制代码

有两个 UART 可用。UART0 位于引脚 1 (TX) 和 3 (RX) 上。UART0 是双向的,默认情况下用于 REPL。UART1 位于引脚 2 (TX) 和 8 (RX) 上,但引脚 8 用于连接闪存芯片,因此 UART1 仅用作 TX。

当 UART0 连接到 REPL 时,UART(0) 上的所有传入字符都会直接进入 stdin,因此 uart.read() 将始终返回 None。如果需要从 UART(0) 读取字符,同时也用于 REPL(或分离、读取、然后重新连接),请使用 sys.stdin.read()。分离后,UART(0) 可用于其他目的。

如果在 REPL 启动时(硬复位或软复位)任何 dupterm 插槽中都没有对象,则 UART(0) 将自动连接。没有这个,在没有 REPL 的情况下恢复电路板的唯一方法是完全擦除和重新刷新(这将安装附加 REPL 的默认 boot.py)。

要将 REPL 与 UART0 分离,请使用:

  1. import uos
  2. uos.dupterm(None, 1)
复制代码

默认情况下附加 REPL。如果您已将其分离,要重新连接它,请使用:

  1. import uos, machine
  2. uart = machine.UART(0, 115200)
  3. uos.dupterm(uart, 1)
复制代码


PWM(脉宽调制)

PWM 可以在除 Pin(16) 之外的所有引脚上启用。所有通道都有一个频率,范围在 1 到 1000 之间(以 Hz 为单位)。占空比介于 0 和 1023 之间,包括 0 和 1023。

使用 machine.PWM 类:

  1. from machine import Pin, PWM

  2. pwm0 = PWM(Pin(0))      # create PWM object from a pin
  3. pwm0.freq()             # get current frequency
  4. pwm0.freq(1000)         # set frequency
  5. pwm0.duty()             # get current duty cycle
  6. pwm0.duty(200)          # set duty cycle
  7. pwm0.deinit()           # turn off PWM on the pin

  8. pwm2 = PWM(Pin(2), freq=500, duty=512) # create and configure in one go
复制代码


ADC(模数转换)

ADC 在专用引脚上可用。请注意,ADC 引脚上的输入电压必须介于 0v 和 1.0v 之间。

使用 machine.ADC 类:

  1. from machine import ADC

  2. adc = ADC(0)            # create ADC object on ADC pin
  3. adc.read()              # read value, 0-1024
复制代码

软件SPI总线

有两个 SPI 驱动程序。一种是在软件中实现的(bit-banging)并在所有引脚上工作,并通过 machine.SoftSPI 类:

  1. from machine import Pin, SoftSPI

  2. # construct an SPI bus on the given pins
  3. # polarity is the idle state of SCK
  4. # phase=0 means sample on the first edge of SCK, phase=1 means the second
  5. spi = SoftSPI(baudrate=100000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(0), mosi=Pin(2), miso=Pin(4))

  6. spi.init(baudrate=200000) # set the baudrate

  7. spi.read(10)            # read 10 bytes on MISO
  8. spi.read(10, 0xff)      # read 10 bytes while outputting 0xff on MOSI

  9. buf = bytearray(50)     # create a buffer
  10. spi.readinto(buf)       # read into the given buffer (reads 50 bytes in this case)
  11. spi.readinto(buf, 0xff) # read into the given buffer and output 0xff on MOSI

  12. spi.write(b'12345')     # write 5 bytes on MOSI

  13. buf = bytearray(4)      # create a buffer
  14. spi.write_readinto(b'1234', buf) # write to MOSI and read from MISO into the buffer
  15. spi.write_readinto(buf, buf) # write buf to MOSI and read MISO back into buf
复制代码



硬件SPI总线

硬件 SPI 速度更快(高达 80Mhz),但仅适用于以下引脚: MISO GPIO12, MOSI GPIO13 和 SCK GPIO14。除了构造函数和 init 的引脚参数(因为这些是固定的)之外,它具有与上面的 bitbanging SPI 类相同的方法:

  1. from machine import Pin, SPI

  2. hspi = SPI(1, baudrate=80000000, polarity=0, phase=0)
复制代码

(SPI(0) 用于 FlashROM,用户不可用。)


I2C总线

I2C 驱动程序在软件中实现并在所有引脚上工作, 并通过 machine.I2C 类(它是 的别名machine.SoftI2C):

  1. from machine import Pin, I2C

  2. # construct an I2C bus
  3. i2c = I2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=100000)

  4. i2c.readfrom(0x3a, 4)   # read 4 bytes from slave device with address 0x3a
  5. i2c.writeto(0x3a, '12') # write '12' to slave device with address 0x3a

  6. buf = bytearray(10)     # create a buffer with 10 bytes
  7. i2c.writeto(0x3a, buf)  # write the given buffer to the slave
复制代码



实时时钟 (RTC)

参见 machine.RTC

  1. from machine import RTC

  2. rtc = RTC()
  3. rtc.datetime((2017, 8, 23, 1, 12, 48, 0, 0)) # set a specific date and time
  4. rtc.datetime() # get date and time

  5. # synchronize with ntp
  6. # need to be connected to wifi
  7. import ntptime
  8. ntptime.settime() # set the rtc datetime from the remote server
  9. rtc.datetime()    # get the date and time in UTC
复制代码

笔记

并非所有方法都已实现: RTC.now(), RTC.irq(handler=*) (使用自定义处理程序),RTC.init()RTC.deinit() 并且 当前不受支持。



WDT(看门狗定时器)

参见machine.WDT.

  1. from machine import WDT

  2. # enable the WDT
  3. wdt = WDT()
  4. wdt.feed()
复制代码



深度睡眠模式

将 GPIO16 连接到复位引脚(HUZZAH 上的 RST)。然后可以使用以下代码进行睡眠、唤醒和检查复位原因:

  1. import machine

  2. # configure RTC.ALARM0 to be able to wake the device
  3. rtc = machine.RTC()
  4. rtc.irq(trigger=rtc.ALARM0, wake=machine.DEEPSLEEP)

  5. # check if the device woke from a deep sleep
  6. if machine.reset_cause() == machine.DEEPSLEEP_RESET:
  7.     print('woke from a deep sleep')

  8. # set RTC.ALARM0 to fire after 10 seconds (waking the device)
  9. rtc.alarm(rtc.ALARM0, 10000)

  10. # put the device to sleep
  11. machine.deepsleep()
复制代码


单线驱动

OneWire 驱动程序在软件中实现并适用于所有引脚:

  1. from machine import Pin
  2. import onewire

  3. ow = onewire.OneWire(Pin(12)) # create a OneWire bus on GPIO12
  4. ow.scan()               # return a list of devices on the bus
  5. ow.reset()              # reset the bus
  6. ow.readbyte()           # read a byte
  7. ow.writebyte(0x12)      # write a byte on the bus
  8. ow.write('123')         # write bytes on the bus
  9. ow.select_rom(b'12345678') # select a specific device by its ROM code
复制代码


DS18S20 和 DS18B20 设备有一个特定的驱动程序:

  1. import time, ds18x20
  2. ds = ds18x20.DS18X20(ow)
  3. roms = ds.scan()
  4. ds.convert_temp()
  5. time.sleep_ms(750)
  6. for rom in roms:
  7.     print(ds.read_temp(rom))
复制代码

一定要在数据线上放一个4.7k的上拉电阻。请注意, convert_temp() 每次要对温度进行采样时都必须调用该方法。


NeoPixel 驱动程序

使用neopixel模块:

  1. from machine import Pin
  2. from neopixel import NeoPixel

  3. pin = Pin(0, Pin.OUT)   # set GPIO0 to output to drive NeoPixels
  4. np = NeoPixel(pin, 8)   # create NeoPixel driver on GPIO0 for 8 pixels
  5. np[0] = (255, 255, 255) # set the first pixel to white
  6. np.write()              # write data to all pixels
  7. r, g, b = np[0]         # get first pixel colour
复制代码


For low-level driving of a NeoPixel:

  1. import esp
  2. esp.neopixel_write(pin, grb_buf, is800khz)
复制代码

警告

默认 NeoPixel 配置为控制更流行的800kHz 单位。timing=0 在构造NeoPixel object.对象时, 可以使用替代时序来控制其他(通常为 400kHz)设备。



APA102驱动

使用apa102 模块:

  1. from machine import Pin
  2. from apa102 import APA102

  3. clock = Pin(14, Pin.OUT)     # set GPIO14 to output to drive the clock
  4. data = Pin(13, Pin.OUT)      # set GPIO13 to output to drive the data
  5. apa = APA102(clock, data, 8) # create APA102 driver on the clock and the data pin for 8 pixels
  6. apa[0] = (255, 255, 255, 31) # set the first pixel to white with a maximum brightness of 31
  7. apa.write()                  # write data to all pixels
  8. r, g, b, brightness = apa[0] # get first pixel colour
复制代码

对于 APA102 的低电平驱动:

  1. import esp
  2. esp.apa102_write(clock_pin, data_pin, rgbi_buf)
复制代码

DHT驱动程序

DHT 驱动程序在软件中实现并适用于所有引脚:

  1. import dht
  2. import machine

  3. d = dht.DHT11(machine.Pin(4))
  4. d.measure()
  5. d.temperature() # eg. 23 (°C)
  6. d.humidity()    # eg. 41 (% RH)

  7. d = dht.DHT22(machine.Pin(4))
  8. d.measure()
  9. d.temperature() # eg. 23.6 (°C)
  10. d.humidity()    # eg. 41.3 (% RH)
复制代码


SSD1306驱动

用于 SSD1306 单色 OLED 显示器的驱动程序。请参阅 显示器教程SSD1306 OLED.

  1. from machine import Pin, I2C
  2. import ssd1306

  3. i2c = I2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=100000)
  4. display = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

  5. display.text('Hello World', 0, 0, 1)
  6. display.show()
复制代码


WebREPL(网络浏览器交互提示)

WebREPL(基于 WebSockets 的 REPL,可通过网络浏览器访问)是 ESP8266 端口中可用的实验性功能https://github.com/micropython/webrepl (托管版本可在 http://micropython.org/webrepl), 并通过执行来配置它:

import webrepl_setup

并按照屏幕上的说明进行操作。重启后就可以连接了。如果您在启动时禁用了自动启动,您可以使用以下命令按需运行配置的守护程序:

import webreplwebrepl.start()

支持使用 WebREPL 的方法是连接到 ESP8266 接入点,但如果 STA 接口处于活动状态,守护程序也会在 STA 接口上启动,因此如果您的路由器设置并正常工作,您也可以在连接到普通 Internet 时使用 WebREPL接入点(如果您遇到任何问题,请使用 ESP8266 AP 连接方法)

除了终端/命令提示符访问,WebREPL 还提供文件传输(上传和下载)。Web 客户端具有对应功能的按钮,或者您可以使用 webrepl_cli.py 上面存储库中的命令行客户端。

请参阅 MicroPython 论坛,了解其他社区支持的将文件传输到 ESP8266 的替代方法。


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