我是 Maker! WiFi995 無線求救信標 (3) 軟體開發環境

軟體是我的本行，但等到要寫這篇文章的時候，發現怎麼設定竟然忘的差不多了。看程式碼容易，要把這些繁雜的流程不靠紙筆記下來，真的很難。就趁這幾篇文章，把這些都寫下來吧。

開發環境

開發環境是以 Ubuntu 14.04 32bit 來開發，toolchain 也是32bit 的版本。若要使用其它不同的 Linux Distribution, 選擇32bit的設定上會比較簡單。

Toolchain

ESP8266 使用的 Toolchain 可以從國外網友建立的 git 內下載，git 的命令如下 。Toolchain 的名稱是 xtensa-lx106-elf，將來如果 link 不見了，可以靠這個找找看。

下載完畢後，toolchain 的位置是在 esp8266-Arduino/esp8266com/esp8266/tools/linux/xtensa-lx106-elf/。將它移到 /opt 下，以符合本文裡環境變數的設定。

SDK

目前的 SDK 已經發展到 3.0 了，當時用的是 SDK 1.4.0，目前舊的 link 還有保留，新舊的版本都是放在 ESP8266 Github 上，下載下來解壓縮即可。由於檔案不大，文末也附上之前用的這個 SDK 1.4。解壓縮後，把檔案放到 ~/ESP8266_RTOS_SDK-1.4.0。

環境變數

在編譯的過程中，會用到幾個重要的環境變數，把它寫在 ~/.bashrc 裡面方便直接使用。完成後，記得要重新登入，才會套用到這個設定值。

編譯範例程式

為了驗証環境設定有沒有對，可以先抓幾個 ESP8266 RTOS Sample Code 來試試。並非每個項目都可以編成功，可以多試幾個看看。這就當做環境測試，也算是一些參考範例檔。我們以 WiFi SoftAP 來測試的話，是可以成功的。

如果有錯誤，請檢查一下環境變數的路徑是否有設置正確。執行 xtensa-lx106-elf-gcc 是否可以成功，出現 No such file or directory 就是 toolchain PATH 沒設定正確。

編譯 WiFi995 原始檔

WiFi995 原始檔 (附於文末) 解壓縮後，其樹狀結構如圖。

1. lowpwr.py: 官方提供的降低電流消耗的 python 檔，在 standard/lp.sh 裡會呼叫到。似忽是透過修改 Flash 的頻率，來降低功耗。
2. postpone_wifi_init.sh: 自己加的攔截系統內 WiFi library 的 function。把 libmain.a 裡對 ieee80211_phy_init() 的呼叫，改成對 zf_ieee80211_phy_init() 呼叫。而 zf_ieee80211_phy_init() 是定義在我自己的程式裡，最後才呼叫 ieee80211_phy_init()。為什麼要這樣做有點忘了，看程式是要去修改 RTC 內的 memory，來判斷是剛開機，還是從 Sleep Mode 醒來。
3. gen_misc.sh / gen_misc.bat: 初始化時，需要去設定 ESP8266 板子的 flash 大小或clock 。一般用預設的就可以了。
4. lp.sh: 編譯完後，如果覺得需要再降低功耗，可以執行這個檔案，這也是去呼叫 lowpwr.py而已。
5. Makefile: 預設的 Makefile ，一般不需要修改
6. user_main.c: 所有的程式都寫在這，沒用很複雜的程式架構。

編譯

編譯方式也是相同，進入standard 目錄層後，執行 make 就可以了。編譯完的輸出檔案，會放在環境變數 BIN_PATH 內，也就是 ~/ESP8266_BIN。最後，產生了兩個檔案， eagle.flash.bin 與 eagle.irom0text.bin。若是執行 lp.sh，則會產生一個額外的檔案 eagle.flash_low_power.bin。燒錄的時候，選擇適當的檔案來寫入 ESP8266。

編譯結果

產生的檔案

燒錄韌體

編譯後燒錄韌體是透過 原廠Flash Download Tools 這套軟體來進行，當時開發是用2.4版，現在已經出到 3.6.4 了。新版本整合了對 ESP8266 與新的 ESP32 的燒錄功能，為求展示方便，我們就用舊的來燒就好了。文末也會附上該工具，或上網搜尋。

燒錄韌體前，記得要把 switch 切到更新模式 (GPIO0 接地, GPIO1 接 3.3v)，從新上電後才會進入燒錄模式。切換方式請看文末的全功能板說明。

啟動 Flash Download Tool

程式啟動後，會出現兩個視窗。一個是命令列的資訊視窗，一個是圖形的操作視窗。操作視窗大部份是沒有提供錯誤訊息的，所以如果覺得行為不如預期，就看要一下資訊視窗，通常都可以看到錯誤的內容。

訊息視窗

操作視窗

操作視窗有幾個比較重要的欄位，會需要修改到。

Download Path Config

這個地方主要是填寫，要將哪個檔案，寫到 flash 內的什麼位置，這邊有用到的是：

1. 位置 0x7C000, ESP8266 設定參數：預設檔名是 esp_init_data_setting.bin 。這個檔案由 Tab RF InitConfig 所產生/修改。
2. 位置 0x00000, ESP8266 系統程式區：Flash 內的程式區塊被分為系統/和使用者，因為系統的部份通常都不用修改。分成兩塊的話，就可以只更新使用者的部份。預設檔名是 eagle.flash.bin，這是編譯完程式後，放置在 ESP8266_BIN 的檔案。
3. 位置 0x20000, ESP8266 使用者程式區：放置使用者的程式。預設檔名是 eagle.irom0text.bin，這是編譯完程式後，放置在 ESP8266_BIN 的檔案。
4. 位置 0x7E000, ESP8266 保留區。預設檔名是 blank.bin，從字面上可以看出是空白內容，可能是保留給運行時，給使用者使用的。

SPI FLASH CONFIG

這部份的參數與 gen_misc.sh 時設定的參數相同，就是在設定 SPI 速度、Flash 大小，一般不用修改。

Download Panel 1

這裡就是要更新韌體的一些操作，程式支援同時更新好幾塊板子，所以這邊會叫做 panel 1，其實旁邊還有 panel 2, panel 3…。

主要的設定就是 COMPORT 和 Baudrate 的設置，再按下 START 後就可以了。Baudrate 可以調整，要設成 9600 或 115200 都可以，我想也許它有內建的一些預設的機制，才可以讓你隨便換 baudrate，而不需要改動 ESP8266 的 baudrate。

開始更新

最後按下 “START” 就會開始更新了。之前常碰到的錯誤原因有三種

1. COMPORT 設錯
2. COMPORT 被佔用。開發過程中會需要在正常模式/更新模式中，頻繁的切換。正常模式時會使用 Teraterm 來看其 output，更新模式時，要將 Teramterm 斷線，把 COMPORT 使用權讓給 Flash download tool。如果忘了這動作，就會出現開啟連接埠失敗。
3. 檔案路徑設錯、權限不足。Download PATH 設的檔案不存在，或不能寫(tool需要寫暫存檔)，也會發生錯誤。

更新中

開機測試

一切燒錄完必後，就可以將模式從更新模式切換到一般模式，角色切換到搜尋，再上電。透過 WiFi995 內建的 PL2303SA，可以用 Baudrate 115200 來操作。由於開機在 BOOT Loader 時，使用的 baudrate 是77800，所以會先看到一些亂碼，後面的輸出也會被弄亂，這也是沒辦法的事…所以稍後再透過重設終端的的方法，就可以在115200之下正常操作了。最基本的命令，就是打 help 看看支援什麼功能，這邊就先不做詳細描述。

先出現亂碼, 重置終端機後就會正常

當下完 help 有看到支援的命令列表後，也算是完成了編譯/更新的動作。進一步的話，可以做些簡單的字串修改，看看是否真的有效。

全功能板說明

最後再列一下全功能版本的實體說明。這邊圖的設定狀態就是搜尋模式下的樣子

• (1) 正常/更新模式開關：撥到左邊是正常模式，右邊是更新模式
• (2) 角色模式切換：撥到左邊是信標模式，右邊是搜尋模式
• (3) 電源開關：撥到左邊是關，右邊是開
• (4) USB外接電源/更新埠/資料埠：電源、升級時傳輸、運作時命令都是靠這個USB
• (5) 3.5mm 警示音插孔：在搜尋模式下，若發現到信標，會發出警示音，就靠這個插孔把聲音接出來。
• (5) ESP8266 模組

附件

1. ESP8266 RTOS SDK 1.4
2. WiFi 995 原始碼
3. FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_v2.4_150924 韌體燒錄工具

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