编程技术

Document

【从零开始学习物联网开发】基于Arduino平台的NodeMCU_ESP-12F教程——开发环境搭建

       物联网(Internet of Things，loT)是现代科技的热门话题，它将物理设备和互联网连接起来，实现智能化的交互和数据传输。ESP8266 NodeMCU 1.0 是一款可以基于Arduino平台的开源硬件开发板，它结合了Arduino的简单易用性和ESP8266芯片的Wi-Fi能力，在物联网应用中广泛使用。
        本文详细介绍如何使用Arduino IDE 的下载、安装和配置过程，详细介绍了芯片、模组和开发板的基本知识，并基于搭建的编程环境，编译上传了一个Arduino内置的一个示例程序Blink，展示了从搭建到烧录的整个流程，如有不当之处，欢迎评论区提出批评意见，谢谢。

一、搭建Arduino环境

1、安装Arduino IDE

（1)下载Arduino IDE

       官网下载地址，点击打开下载页面。目前 最新版本是Arduino IDE 2.3.2，直接点击 <JUST DOWNLOAD> 下载最新版本即可。

（2）安装Arduino IDE

        安装过程简单顺利，依次点击：运行——我同意-——下一步——安装——下一步——完成，就安装成功了。


2、在Arduino IDE上安装esp8266库

(1）添加开发板管理器网址。

        打开Arduino IDE，菜单栏 文件 -> 首选项，在“附加开发板管理器网址”一栏添加以下网址。   

https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

（2）重新启动Arduino IDE。添加网址之后关闭Arduino IDE，再重新启动IDE。

（3）下载安装esp8266库

        方案一：从国际软件项目托管平台Github下载。点击界面左侧导航工具栏，第二项，打开 <开发板管理器> ，输入esp8266字样，然后点击 <下载> 或 <更新> 安装最新板开发板管理器。缺点是：访问国外网站线路不太稳定，可能会出现下载出错，缓慢，卡死等现象，可以尝试多次重新下载或者换个时间下载。

****ESP8266开发板管理驱动安装成功后，将会显示支持的ESP8266开发板的型号信息，如下图。

        方案二：离线安装包ESP8266-3.1.2.ZIP。百度网盘下载链接，  提取码：t4p3

二、NodeMCU 1.0 (ESP-12F)开发板

1、ESP8266芯片

        ESP8266EX 由中国乐鑫公司开发，提供了⼀套⾼度集成的 Wi-Fi SoC 解决⽅案，其低功耗、紧凑设计和⾼稳定性可以满⾜⽤户的需求；拥有完整的且⾃成体系的 Wi-Fi ⽹络功能，既能够独⽴应⽤，也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运⾏； 集成了天线开关、射频 balun、功率放⼤器、低噪声放⼤器、滤波器和电源管理模块。这样紧凑的设计仅需极少的外部电路并且能将 PCB 的尺⼨降到最⼩。

2、ESP-12F模组

        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。

3、NodeMCU 1.0 (ESP-12F)开发板

        ESP8266-NodeMCU是一个开源硬件开发板，由于它支持WIFI功能，所以在物联网（IOT）领域，Arduino开发板最大的对手之一就是ESP8266-NodeMCU开发板。ESP8266-NodeMCU尺寸与Nano类似，虽然它并不是由Arduino团队开发的，但是我们也可以使用Arduino IDE 对他进行开发。

（上图USB驱动芯片是CP2102）

（上图，USB驱动芯片是CH340）

（上图，是NodeMCU 1.0 开发板引脚布局图）

三、USB驱动安装

        ESP8266的程序是通过串口烧录的，NodeMCU开发板上已经增加了usb转串口的驱动芯片，芯片型号一般是CP2102 或 CH340。电脑PC端通常也要安装与芯片对应的驱动程序，根据自己的购买的开发板的接口芯片，选择对应的驱动下载即可。自己购买的NodeMCU板子是哪款芯片，请向买家咨询或仔细查看板子的驱动芯片型号。
      CP210X驱动下载：官网下载链接，  CH341驱动下载：  百度网盘下载链接，提取码：azej  
      驱动安装成功后，计算机设备管理器——端口项，将显示驱动芯片型号和具体端口号。每次将开发板连接到计算机时，端口号都可能会发生改变。 

三、烧录运行第一个程序

        1、使用USB数据线将开发板连接到计算机上，如果驱动已安装成功，此时可听到连接成功的声音，然后根据下图示例，选择开发板型号和端口号，点击确定。

2、打开Arduino IDE自带的示例程序：文件-->示例-->(内置示例)01.basics-->Blink。

3、编译上传，查看运行结果。

        （1）编译。依次点击菜单栏【项目】--【验证/编译】，编译程序，检查并修正错误，直至无错误或警告信息后编译通过。

        （2）上传。 依次点击菜单栏【项目】--【上传】，计算机将通过串口将程序上传至开发板。请事先确保开发板已成功连接到计算机。

        （3）查看程序运行结果。Blink示例程序：点亮板载LED灯珠，隔1秒后熄灭，然后隔1秒再点亮，依次循环往复。


四、结束语

        以上是关于windows环境下，基于Arduino的物联网开发环境搭建就搭建完成了，如果还有什么问题，欢迎在评论区留言。