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ESP8266从入门到入门系列（一） 你好，ESP8266

2023-05-16

0.前言

转载自我的古月居频道
距离我签约古月居已经过去了一个月了，博主因为在这一个月的时间里琐碎的事情非常的多，所以也推迟了我发博客的时间。

古月居这个平台是以ROS起家的，但是我们不能局限于软件，在硬件的学习上也要更上一层楼，所以我今天在这开辟新坑，一步步的去学习ESP8266，也把我前段时间完成的一些有意思的项目分享给大家。

在此，感谢古月居能给我这次机会来向大家分享。

1.简介

这里我们主要用到的是ESP8266EX，这款芯片，拥有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。

ESP8266EX 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。

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图示：ESP8266EX 封装：QFN32

2.发展

  • ESP8266EX由乐鑫公司开发，ESP8266模块乐鑫公司也有开发
  • ESP8266模块是由安信可公司开发的基于ESP8266EX整合开发的模块，完善了外围器件布局和优化天线，可以方便开发者进行二次开发

3.WiFi的主要特性

  • ⽀持 802.11 b/g/n (HT20)

    • b/g/n分别代表什么？
      802.11a/b/g/n，指的是无线网络协议，分为802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等。这几种不同的zhi无线协议、都是由802.11演变而来的。
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    • HT20又代表什么？

1.11n有两种频宽模式：HT(High Throughput)20和HT40
2.HT20指的是网络中的20M频宽，HT40指的是网络中的40M频宽。
3.HT20是出于兼容性考虑：比如，一个区域内存在802.11b/g信号，那么为了尽量减少对它们的干扰，需要设定为HT20，以减少频带的重叠。
4.HT40是出于高性能考虑：HT40将两个相邻的20MHz信道捆绑在一起形成一个40MHz的信道，一个是主，一个是辅。主信道发送beacon报文和部分数据报文，辅信道发送其他报文。

  • 802.11 n (2.4 GHz)，速度⾼达 72.2 Mbps

在这里为我自己给Mbps做个注释：
Mbps等同于Mbit/s
1Mbps=0.125MB/s
按这个来换算的话，官方给出的最高速度是9MB/s

  • 重组 (defragmentation)
  • 2 x 虚拟 Wi-Fi 接⼝

虚拟Wifi等同于热点吧，可以给别的设备单独搭建一个网络

  • Beacon ⾃动监测（硬件 TSF）
  • ⽀持基础结构型⽹络 (Infrastructure BSS) Station 模式/SoftAP 模式/混杂模式
    • （1）SoftAP模式（软路由模式）
      • 模块本身相当于一个路由器，其他设备可链接到该模块发送的信号，主要应用在主从设备的主机部分。
    • （2）station模式（客户端模式）
      • 模块相当于一个客户端，可以链接到其他路由器发出的WIFI信号。主要应用在网络通信中。
    • （3）SoftAP+station共存模式（混合模式）
      • 模块可在与其他设备链接的同时充当路由器，结合上面两种模式的综合应用，一般可应用在需要网络通信且在主从关系中的主机。

4.整合后的模组

型号封装尺寸(mm)板层Flash已认证天线指示灯可用IO数
ESP-01EDIP-1818* 17*2.848Mbit/16MbitFCC、CEIPEX天线-11
ESP-01SDIP-824.7* 14.4*11.028Mbit-PCB天线GPIO22
ESP-01MDIP-1818* 18*2.848Mbit/16MbitFCC、CE、SRRC、REACH、RoHSPCB天线-11
ESP-07SSMD-1617.0* 16.0*3.0432MbitFCC、CE、REACH、RoHS、SRRCIPEX天线-9
ESP-12LSMD-1624.0* 16.0*3.0232MbitSRRC、FCC、CE、RoHSPCB天线GPIO29
ESP-12FSMD-2224.0* 16.0*3.0432MbitFCC、CE、IC、SRRC、KCC、NCC、TELEC、ANATEL、REACH、RoHSPCB天线GPIO29
ESP-12SSMD-1624.0* 16.0*3.0432MbitFCC、SRRC、CE、RoHSPCB天线GPIO29

5.选择ESP8266的原因

  1. 便宜

ESP8266芯片大概人民币5元左右，模组10元左右。某宝上有些店铺的ESP模块价格非常低，之前买过5元一个的ESP-12F,这么低的价格还要什么自行车。

  1. 高性能

一般而言，Wi-Fi的传输距离多在100米左右，而在乐鑫官方微信曾推出一篇文章：ESP8266 Wi-Fi 到底传多远 中有分享来自德国的 AReResearch 的测试视频（Youtube），选用的是 NodeMCU 开发板，测试： 空旷 300m 以内可以保持可靠的连接，超过400m时会信号丢失。

这样的测试视频在网上广为流传，使很多就算没听过、没买过ESP8266的人，也开始知道世上有这玩意，知名度大大提升。

  1. 便利的开发环境

ESP8266SKD的开发环境有很多，官方的开发环境配置还比较复杂，但是其方案商安可信出品 的集成开发环境ESP8266 IDE2.0，后续Arduino IDE也支持ESP8266(博主使用VScode开发ESP8266,为什么呢？下期再告诉大家)，使其程序开发进入门槛大幅降低。

另一方面其开发语言的支持丰富：

NodeMCU项目可以用Lua语言来开发ESP8266控制程序
MicroPython项目可以用Python语言开发ESP8266控制程序
Smart.js项目可以用Java语言来开发ESP8266控制程序
Forth、LISP、Apple BASIC······

进一步降低开发门槛，让更多的软件人员加入到这个行业来。

  1. 丰富的板卡支持

各供应商推出ESP8266的模组、板卡，使其应用更快捷。如国内安信可推出一系列不同功能的ESP8266模组，Seeed Studio的Wio Link，不同方案商推出的ESP8266开发板（如nodeMCU等）等；国外知名创客供商Adafruit、SparkFun也推出ESP8266板卡。更别提很多工程事自己做的ESP8266模块、开发板。

  1. 非常活跃的开发者社群

不论官方或非官方的开发者社群，都相当活跃的在分享和讨论，其丰富的开发资源正是印证了这一点。而乐鑫则能通过这样一群活跃的开发者，收集到更多用户需求，研发出更优秀的产品（乐鑫新发布的ESP32 Wi-Fi + 蓝牙双模芯片更是引起行业轰动）。

6.总结

古月居作为一个机器人的社区，我们作为社区的作者，应该把社区的涉及的范围做大、做远。这样能吸引到更多的读者。

本章作为ESP8266的开坑章，博主要带给大家的是丰厚的知识和实操经验。希望能给ESP8266这个大家庭添砖加瓦。接下来就让我们走进基于Arduino开发的ESP8266世界。

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