工程師 ESP8266 NodeMCU 開發板

物聯網（IoT）已成為科技領域的熱門領域。它改變了我們的工作方式。實體物件和數位世界現在比以往任何時候都更加緊密地聯繫在一起。考慮到這一點，Espressif Systems（一家上海半導體公司）以令人難以置信的價格發布了一款可愛的、小型的、支援 WiFi 的微控制器 – ESP8266！只需不到 3 美元，它就可以在世界任何地方監控和控制事物，非常適合任何物聯網專案。

此開發板配備的 ESP-12E 模組包含 ESP8266 晶片，該晶片具有 Tensilica Xtensa® 32 位元 LX106 RISC 微處理器，工作時脈頻率為 80 至 160 MHz 可調式時脈頻率並支援 RTOS。

ESP-12E晶片

• Tensilica Xtensa® 32 位元 LX106
• 80 至 160 MHz 時脈頻率
• 128kB 內部 RAM
• 4MB 外部快閃記憶體
• 802.11b/g/n Wi-Fi 收發器

還有 128 KB RAM 和 4MB 快閃記憶體（用於程式和資料儲存），足以處理組成的大字串 web 頁面、JSON/XML 資料以及我們現在丟給物聯網設備的所有內容。 ESP8266 整合 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi 收發器，因此它不僅可以連接到 WiFi 網路並與互聯網交互，還可以建立自己的網絡，讓其他裝置直接連接到它。這使得 ESP8266 NodeMCU 更加通用。

電源需求

隨著經營量tagESP8266 的電壓範圍為 3V 至 3.6V，板上有 LDO 電壓tage 調整器保持音量tage 穩定在 3.3V。它可以可靠地提供高達 600mA 的電流，當 ESP8266 在 RF 傳輸期間拉動高達 80mA 的電流時，這應該綽綽有餘。穩壓器的輸出也被引導至電路板的一側並標示為 3V3。此引腳可用於為外部組件供電。

電源需求

• 操作量tage：2.5V至3.6V
• 板載 3.3V 600mA 穩壓器
• 80mA 工作電流
• 睡眠模式期間為 20 μA

ESP8266 NodeMCU 透過板載 MicroB USB 連接器供電。或者，如果您有穩壓 5V 電壓tag源，VIN 引腳可用於直接為 ESP8266 及其周邊設備供電。

警告： ESP8266 需要 3.3V 電源和 3.3V 邏輯電平進行通訊。 GPIO 引腳不支援 5V！如果您想將電路板與 5V（或更高）的組件連接，則需要進行一些電平轉換。

週邊設備和 I/O

ESP8266 NodeMCU 共有 17 個 GPIO 接腳，分別連接到開發板兩側的排針。這些引腳可以分配給各種週邊任務，包括：

• ADC 通道 – 10 位元 ADC 通道。
• UART 介面 – UART 介面用於串行載入程式碼。
• PWM 輸出 – 用於調光 LED 或控制馬達的 PWM 接腳。
• SPI、I2C 和 I2S 介面 – SPI 和 I2C 介面用於連接各種感測器和周邊裝置。
• I2S 介面 – 如果您想要新增聲音，請使用 I2S 介面。

多路復用 I/O

• 1 條 ADC 通道
• 2個UART接口
• 4 個脈寬調製輸出
• SPI、I2C 和 I2S 介面

得益於 ESP8266 的引腳復用功能（多個週邊在單一 GPIO 引腳上復用）。這意味著單一 GPIO 引腳可以充當 PWM/UART/SPI。

板載開關和 LED 指示燈

ESP8266 NodeMCU 有兩個按鈕。左上角標記為 RST 的是 Reset 按鈕，當然用於重置 ESP8266 晶片。左下角的另一個FLASH按鈕是升級韌體時使用的下載按鈕。

開關和指示燈

• RST——重置ESP8266晶片
• FLASH – 下載新程式
• 藍色 LED – 使用者可編程

該板還有一個可由使用者編程的 LED 指示燈，並連接到板的 D0 引腳。

序列通訊

該板包含 Silicon Labs 的 CP2102 USB 轉 UART 橋接器控制器，可將 USB 訊號轉換為串行訊號，並允許您的電腦對 ESP8266 晶片進行編程和通訊。

序列通訊

• CP2102 USB 轉 UART 轉換器
• 4.5 Mbps 通訊速度
• 流量控制支持

如果您的 PC 上安裝了舊版本的 CP2102 驅動程序，我們建議您立即升級。
升級 CP2102 驅動程式的連結 – https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

ESP8266 NodeMCU 腳位排列

ESP8266 NodeMCU 共有 30 個引腳用於與外界連接。連接如下：

為了簡單起見，我們將製作具有相似功能的引腳組。

電源引腳 有四個電源引腳，即。 3.3 個 VIN 引腳和 8266 個 5V 引腳。如果您有穩壓的 XNUMXV 電壓，VIN 接腳可用於直接為 ESPXNUMX 及其周邊供電tag電子來源。 3.3V 腳位是板載 vol 的輸出tag電子調節器。這些引腳可用於為外部組件供電。

GND 為 ESP8266 NodeMCU 開發板的接地接腳。 I2C 引腳用於連接專案中的各種 I2C 感測器和周邊。支援 I2C Master 和 I2C Slave。 I2C介面功能可以透過程式設計方式實現，時脈頻率最大為100 kHz。需要注意的是，I2C 時脈頻率應高於從設備的最慢時脈頻率。

GPIO 引腳 ESP8266 NodeMCU 有 17 個 GPIO 引腳，可以透過程式設計分配給各種功能，例如 I2C、I2S、UART、PWM、IR 遠端控制、LED 燈和按鈕。每個數字啟用的 GPIO 可配置為內部上拉或下拉，或設定為高阻抗。當配置為輸入時，也可以設定為邊緣觸發或電平觸發以產生 CPU 中斷。

ADC 通道 NodeMCU 嵌入了 10 位元精度 SAR ADC。這兩個功能可以使用 ADC 來實現，即。測試電源電壓tagVDD3P3 接腳的 e 和測試輸入電壓tagTOUT 腳的 e。但是，它們不能同時實施。

串口引腳 ESP8266 NodeMCU 有 2 個 UART 接口，即 UART0 和 UART1，提供非同步通訊（RS232 和 RS485），通訊速率高達 4.5 Mbps。 UART0（TXD0、RXD0、RST0 和 CTS0 引腳）可用於通訊。它支援流體控制。然而，UART1（TXD1 引腳）僅具有資料傳輸訊號，因此通常用於列印日誌。

SPI 腳 ESP8266 在從模式和主模式下具有兩個 SPI（SPI 和 HSPI）。這些 SPI 也支援以下通用 SPI 功能：

• SPI格式傳輸的4種時序模式
• 高達 80 MHz 和 80 MHz 分頻時鐘
• 高達 64 位元組 FIFO

SDIO 腳 ESP8266 具有安全數位輸入/輸出介面 (SDIO)，用於直接連接 SD 卡。支援 4 位元 25 MHz SDIO v1.1 和 4 位元 50 MHz SDIO v2.0。

脈寬調製引腳 此板有 4 個脈衝寬度調變 (PWM) 通道。 PWM 輸出可以透過程式設計方式實現，並用於驅動數位馬達和 LED。 PWM 頻率範圍可在 1000 μs 至 10000 μs 之間調節，即 100 Hz 至 1 kHz 之間。

控制引腳 用於控制ESP8266。這些引腳包括晶片啟用引腳 (EN)、重設引腳 (RST) 和 WAKE 引腳。

• EN 接腳 – 當 EN 接腳拉高時，ESP8266 晶片啟用。當拉低時，晶片以最小功率工作。
• RST 接腳 – RST 接腳用於重設 ESP8266 晶片。
• WAKE 引腳 – 喚醒引腳用於將晶片從深度睡眠狀態喚醒。

ESP8266 開發平台

現在，讓我們繼續有趣的事情吧！有多種開發平台可用於對 ESP8266 進行程式設計。您可以使用 Espruino – JavaScript SDK 和緊密模擬 Node.js 的韌體，或使用 Mongoose OS – 用於 IoT 裝置的作業系統（Espressif Systems 和 Google Cloud IoT 推薦的平台）或使用 Espressif 提供的軟體開發套件 (SDK)或維基百科上列出的平台之一。幸運的是，令人驚嘆的 ESP8266 社群透過創建 Arduino 插件將 IDE 選擇更進一步。如果您剛開始對 ESP8266 進行編程，這是我們建議您首先使用的環境，也是我們將在本教程中記錄的環境。
這款適用於 Arduino 的 ESP8266 外掛程式基於 Ivan Grokhotkov 和 ESP8266 社群其他成員的出色工作。查看 ESP8266 Arduino GitHub 儲存庫以取得更多資訊。

在 Windows 作業系統上安裝 ESP8266 內核

讓我們繼續安裝 ESP8266 Arduino 核心。首先是在您的 PC 上安裝最新的 Arduino IDE（Arduino 1.6.4 或更高版本）。如果沒有，我們建議立即升級。
Arduino IDE 連結 – https://www.arduino.cc/en/software
首先，我們需要使用自訂更新董事會經理 URL。打開 Arduino IDE 並轉到 File > 偏好設定。然後，複製下面 URL 進入額外的董事會經理 URL位於視窗底部的文字方塊： http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

點選“確定”。然後透過前往工具 > 板 > 板管理器導覽至板管理器。除了標準 Arduino 板之外，還應該有幾個新條目。輸入 esp8266 過濾您的搜尋。按一下該條目並選擇安裝。

ESP8266 的板定義和工具包括一整套新的 gcc、g++ 和其他相當大的編譯二進位文件，因此下載和安裝可能需要幾分鐘（存檔的 file 約 110MB）。安裝完成後，條目旁邊將出現一個小的 INSTALLED 文字。您現在可以關閉 Board Manager

Arduino 擴展ample: 眨眼

為了確保 ESP8266 Arduino 核心和 NodeMCU 正確設置，我們將上傳最簡單的草圖 - Blink！我們將使用板載 LED 進行此測試。如本教學前面所提到的，電路板的 D0 引腳連接到板載藍色 LED 並且是使用者可編程的。完美的！在我們開始上傳草圖和玩 LED 之前，我們需要確保在 Arduino IDE 中正確選擇了板子。開啟 Arduino IDE，然後在 Arduino IDE > Tools > Board 選單下選擇 NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module) 選項。

現在，透過 micro-B USB 連接線將 ESP8266 NodeMCU 插入電腦。闆卡插入後，應為其分配一個唯一的 COM 連接埠。在 Windows 電腦上，這將類似於 COM#，而在 Mac/Linux 電腦上，它將採用 /dev/tty.usbserial-XXXXXX 的形式。在 Arduino IDE > Tools > Port 選單下選擇此序列埠。也選擇上傳速度：115200

警告： 需要更多注意的是選擇闆卡、選擇COM端口和選擇上傳速度。如果上傳新草圖失敗，您可能會收到 espcomm_upload_mem 錯誤。

完成後，嘗試 examp下面畫草圖。

無效設定()
{pinMode(D0, 輸出);}void 迴圈()
{digitalWrite(D0, 高);
延遲（500）；
數位寫入（D0，低）；
延遲（500）；
程式碼上傳後，LED 將開始閃爍。您可能需要點擊 RST 按鈕才能讓 ESP8266 開始運行草圖。

文件/資源

工程師 ESP8266 NodeMCU 開發板 [pdf] 指示 ESP8266 NodeMCU 開發板, ESP8266, NodeMCU 開發板

參考

• 使用者手冊