使用ESP8266自制廉价Gokit SOC方案
好久都没有捣鼓ESP8266和Gokit了，直到前几周，我把以前的Gokit2挂到咸鱼出掉了(开发板太多了)，我就想，反正都是使用的ESP8266，不要STM32或者Arduino的底板那也能用啊，干嘛要两块板子一起用。于是乎我开始了廉价的折腾(并不廉价，花费更高)。
ESP8266的几种版本
ESP8266的版本众多，各有各的区别，在购买和倒腾之前要先看清楚。我这里上传了一张安信可的版本表(旧选型表)。你当然也可以直接去官网看：https://wiki.ai-thinker.com/esp8266。当然当然，还有其他公司的ESP8266，比如：正点原子啥的等等，不过芯片都是乐鑫的。在物联网大行其道的今天，这样的业界里程碑产品居然是中国设计制造的，不错。
上面谈到的都只是核心模块本身，还需要转换板或者相应的外围电路板(复位，TTL)，可以是NodeMcu，或者是WeMos D1, D1 R2 & D1 mini。等等廉价的方案。因为NodeMcu的电路图都是开源的，所以衍生版本比较多。可供选择的版本很多很多。
我推荐买ESP8266-12F或者12E，直接FLash就有32Mbit，一般也够用了。Gokit自己也用的12F吧。
ESP8266自带AT指令进行配置
安信可的教程已经很详细了，https://wiki.ai-thinker.com/esp8266/examples/at_demo
可以使用乐鑫ESP-Touch和微信Airkiss来配网。
一般情况下，购买的ESP8266-12F模组会烧录出厂AT固件，如果烧录了ESP8266的其他例程或者下文的GAgent，ESP8266会执行其他功能。除非再次烧录AT固件，否则不能使用AT指令来操作ESP8266。
烧录固件和三个常见工具
烧录固件要遵循Flash地址。这个是无论什么烧写软件都不变的。
1.可以使用乐鑫官方提供的ESPFlashDownloadTool。
乐鑫官方可以下载最新版。
2.使用NodeMCU Flasher，多年没更新了(最后更新是2017年)，不是很推荐用这个，我用12F没能烧写进去固件。
3.使用NodeMCU-PyFlasher，最新的烧写软件，不过不能手动修改固件的Flash地址，但是可以使用ESPFlashDownloadTool来合并。有Mac版，这是重点！！！
其实是esptool.py，这个工具的UI版。
合并为一个Bin，则能使用PyFlasher顺利烧录。
合并完成后选择target.bin即可。
SPI MODE
可以移步看一下资料：https://blog.csdn.net/recclay/article/details/78956580，https://electronics.stackexchange.com/questions/28792/what-is-dual-quad-i-o
Standard SPI 为普通序列式闪存，它的 DI DO都是单向的 DUAL
SPI的读写速度是普通序列式闪存的2-3倍,DI和DO是双向的，称作DI0 DI1; DUAD
SPI的读写速度是普通序列式闪存的4-6倍；DI和DO是双向的，称作DI0 DI1,同时，/WP和/HOLD也变成输入输出管脚，称作DI2,DI3
CrystalFreq(晶振频率)，默认是26M，如有不同修改即可。
进入刷写模式
按住 FLASH 按键（按住不放）
按下 RST 按键并松开
松开 FLASH 按键
方法是这样，但是我用第1，2个工具都没烧写进去，第3个才进去。
擦除固件
就和正常编程器原理是一样的就是覆盖，但是切记要覆盖完整个颗粒。有时没有正确擦除总有些疑难杂症。
你可以使用esptool.py工具的命令：esptool.py --port COM8 erase_flash。
或者手动下载官网的空白固件，重新烧录：https://wiki.ai-thinker.com/_media/tools/erase_flash_bins.7z。注意对应的大小。比如：32Mbit_Null.bin
自定义固件
前文提到了，可以使用Lua语言来构建功能代码。自己开发则可以自定义生成所需库的Bin文件，文档见：
https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/。
在线构建的地址为：https://nodemcu-build.com/，无需进行注册，只需要留下邮箱就好了，不能使用QQ邮箱，可以是Gmail。
根据自己项目需要进行选择，如果不确定那个库是干嘛的，可以点击小问号，看文档里面写的。下面列举了常用的几个：
WS2801/WS2802/WS2812 effects相应型号芯片的RGB灯库PWM就是PWMend user setup用户可以通过界面配置联网(具体看文档)HTTP支持HTTP请求(具体看文档)tmr定时器
强烈建议你把下面的Debug顺便勾上，TLS/SSL support也可以选择上，虽然废话有点多，但是不是很大的坏事。
会有两封邮件，第一封是开始Build，第二封就是NodeMCU custom build finished，如下图：
有两个版本，float和integer，根据自己的需要进行下载开发，nodemcu-master-10-modules-2019-05-13-10-07-25-float.bin。
使用Lua开发
在对所需要的库进行配置了后，就可以进行开发看了。
你可以手动验证固件，无需下面所谓的IDE。
file.open("init.lua","w+")
file.writeline([[print("hello world")]])
file.close()
创建了一个init.lua文件，默认每次模组启动都是从init.lua文件启动的，你可以通过dofile("yourfile.lua")命令来修改。
如果一切正常，重新上电或者重启模组的时候会输出hello world。
当然，你不能指望使用file.writeline，写过多的代码，可以使用较新的ESPlorer和NodeMCU Studio 2015，也可以是ArduinoIDE。我最开始使用NodeMCU Studio 2015，一直不行，程序报各种溢出，ESPlorer是基于Java的，没有太大问题，ArduinoIDE我就不多说了。
首先你需要创建一个init.lua文件，写上代码，然后保存文件，再Sava to Esp，即可，大同小异。
使用MicroPython开发
步骤上和Lua差不多，就不多赘述了。
目的
官方已经发布了Gokit2，3(s)等版本的开发板。一般使用的就是独立MCU方案。官方的板子能够实现：红外传感器，温湿度传感器，小电机，RGB灯，用户按键等几个外设的驱动。我们只使用ESP8266也能实现该功能。
官方也提供了两种方案，前面是独立MCU方案，程序还是写在STM32或者Arduino底板上，ESP8266上就烧写GAgent，进行通讯。后面就是我们这次说的SOC方案，只有ESP8266，可以无需安装STM32或者Arduino。机智云提供了很好的教程：GoKit3(S) 二次开发--开发环境搭建
搭建开发环境
前面的生成出来的Bin相当于是已经编译好的，但是如何自己想要开发，就需要自己来编译Bin，本质上都是C Makefile Project，大同小异。安信可官方称为两种编译方法，分别为新旧。
旧的就是搭建ubuntu虚拟机开发环境。需要下载VirtualBox，通过乐鑫官方的esp8266开发环境，加载编译环境的虚拟镜像（ESP8266_lubuntu_20141021.ova），可以直接使用。如果需要自己搭建的话，可以使用VMware Workstation + ubuntu 16.X，手动安装xtensa-lx106-elf.tar.bz2，交叉编译工具。在GoKit3(S) 二次开发--开发环境搭建，中有讲到。
新的就是指的安信可一体化开发环境，基于 Windows + Cygwin + Eclipse + GCC 的综合 IDE 环境，可以认为就是配置好了环境的Eclipse IDE for C/C++ Developers。
无需安装虚拟机，直接使用Windows即可。可以看：如何安装安信可一体化开发环境，下面是引用的官方的操作步骤。
- 打开 ConfigTool.exe，点击 Default 可以检测当前所在路径，或手动进行路径配置；
- 配置后点击 Save 进行保存；
- 打开 AiThinker_IDE.exe，可以直接进行固件的编译；
- 点击 OpenWorkSpace.bat，可以快速打开默认的project目录；
- 点击 Register 可注册 Cygwin Here快捷方式到鼠标右键，可实现在当前目录打开终端。
平台生成代码
各个官方都提供了良好的开源案例，NodeMCU和机智云还提供了生成源码。这能为我们再次简化非常多的开发时间。
例如在安信可官网提供了ESP8266 最新SDK，例如前面用到的AT：AiCloud 2.0 AT 固件，乐鑫原厂，乐鑫修改版等。
下面说的是机智云的代码生成。
首先你要生成相应的数据节点：
可以看机智云的定义数据点教程，我创建了典型的宠物屋数据点，下面是一部分的截图。
在服务->MCU开发中进行选择。
我们这里当然是选择SOC方案。Product Secret从基本信息中复制填写。
如果选择SOC，可以有如下方案，根据你自己的实际情况选择了。
如果选择MCU，可以有如下方案，MCU能选择的就很多了，就是底板，但是本文不讨论这个方面。
移植功能代码
上面的操作无误后，稍等片刻即会生成代码包，下载并解压。
帮助说明文件均在包内，如下图：
你可以使用安信可的Eclipse来进行编辑，我使用的VS Code。
整个云端自动生成的SOC源码里面，用户只需要关心文件路径为“GizLamp\app”下面的几个地方：
如果你需要添加8266的外设，只需要在
“GizLamp\app\driver”文件目录下添加相应外设的驱动的.c文件
“GizLamp\app\include\driver”文件目录下添加相应外设的驱动的.h文件 App通过云端下发控制事件处理，可以在“GizLamp\app\Gizwits”文件目录下“gizwits_product.c”文件里面的
“gizwitsEventProcess（）函数里添加驱动外设执行事件函数即可实现控制设备 上报云端状态事件处理，可以在“GizLamp\app\user”文件目录下“user_main.c”文件里面的“userTimerFunc（）”函数里添加数据状态上报函数即可以实现状态上报。
在这套SOC源码里面需要关心也就这几个主要的地方，模块联网以及底层驱动均不需要开发者去处理和修改。
我们需要有用到的驱动外设的源文件，这取决与你需要那些设备，我们使用红外传感器，温湿度传感器，小电机，RGB灯，用户按键等几个外设的驱动，和Gokit相同。官方提供了ESP8266-SOC快速入门，讲了如何将代码移植进去。
首先我们下载需要的驱动外设的源文件，从机智云的下载中心。这些教程在DIY微信宠物屋_SOC版.pdf中都有，只是需要进行相应的修改。
将GoKit_SoC_ESP8266_V03000003测试固件及开发资源2017072815.zip\驱动库代码\，所有.c的源文件，解压到SoC_ESP8266_32M_source\app\driver中。官方使用的hal_rgb_led.c，比如我的RGB不同，则使用的Adafruit_NeoPixel.c(下图中没有体现)
将GoKit_SoC_ESP8266_V03000003测试固件及开发资源2017072815.zip\驱动库代码\，所有.h的头文件，解压到SoC_ESP8266_32M_source\app\include\driver中，如果前面的库也进行了修改，该处也要改(常识)。
然后我们就需要修改相关的函数调用。
首先找到SoC_ESP8266_32M_source\app\Gizwits中的gizwits_product.c
在头部写进：
//新增外置设备
#include "driver/hal_infrared.h"
#include "driver/hal_motor.h"
#include "driver/hal_rgb_led.h"
#include "driver/hal_temp_hum.h"和
#define USER_TIME_MS 100 ///< 新添加代码: 更改定
// 时器间隔为100ms
#define TH_TIMEOUT (1000 / USER_TIME_MS) ///< 新添加代码: 温湿度
// 采集间隔为1S（1000ms）
#define INF_TIMEOUT (500 / USER_TIME_MS) ///< 新添加代码: 红外采
// 集间隔为500ms
在void ICACHE_FLASH_ATTR userInit(void)函数中，增加：
///< 新添加代码: RGB LED初始化
rgbGpioInit();
rgbLedInit();
///< 新添加代码: 电机初始化
motorInit();
motorControl(0);
///< 新添加代码: 温湿度初始化
dh11Init();
///< 新添加代码: 红外初始化
irInit();
其他需要修改的代码多半在user handle中。void ICACHE_FLASH_ATTR userHandle(void)：
void ICACHE_FLASH_ATTR userHandle(void)
{
/*
currentDataPoint.valueInfrared = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueTemperature = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueHumidity = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueAlert_1 = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueAlert_2 = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueFault_LED = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueFault_Motor = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueFault_TemHum = ;//Add Sensor Data Collection
currentDataPoint.valueFault_IR = ;//Add Sensor Data Collection
*/
// system_os_post(USER_TASK_PRIO_2, SIG_UPGRADE_DATA, 0);
uint8_t ret = 0;
uint8_t curTemperature = 0;
uint8_t curHumidity = 0;
uint8_t curIr = 0;
static uint8_t thCtime = 0;
static uint8_t irCtime = 0;
thCtime++;
irCtime++;
///< 新添加代码: 红外传感器数据获取
if (INF_TIMEOUT < irCtime)
{
irCtime = 0;
curIr = irUpdateStatus();
currentDataPoint.valueInfrared = curIr;
}
///< 新添加代码: 温湿度传感器数据获取
if (TH_TIMEOUT < thCtime)
{
thCtime = 0;
ret = dh11Read(&curTemperature, &curHumidity);
if (0 == ret)
{
currentDataPoint.valueTemperature = curTemperature;
currentDataPoint.valueHumidity = curHumidity;
}
else
{
os_printf("@@@@ dh11Read error ! \n");
}
}
system_os_post(USER_TASK_PRIO_0, SIG_UPGRADE_DATA, 0);
}
增加按钮事件，在SoC_ESP8266_32M_source\app\user中user_main.c。我板子的按钮设置有点不同，就不贴出来了，下面是官方的。
有一段提示：
如果是使用得Gokit3 SoC开发板，由于驱动 LED 的 GPIO 是 GPIO0（Gokit3 SoC 开发板上对应
D6），而生成的代码包默认使用了 GPIO0 连接到了 Gokit3 SoC 版的按键 key1，因此把按键 1
相关删除，一般不需要使用产测功能，若自己使用 esp8266-12f 搭建最小系统，可保留此功能。
/**
* Key1 key short press processing
* @param none
* @return none
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key1ShortPress(void)
{
GIZWITS_LOG("#### KEY1 short press ,Production Mode\n");
gizwitsSetMode(WIFI_PRODUCTION_TEST);
}
/**
* Key1 key presses a long press
* @param none
* @return none
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key1LongPress(void)
{
GIZWITS_LOG("#### key1 long press, default setup\n");
gizwitsSetMode(WIFI_RESET_MODE);
}
/**
* Key2 key to short press processing
* @param none
* @return none
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key2ShortPress(void)
{
GIZWITS_LOG("#### key2 short press, soft ap mode \n");
gizwitsSetMode(WIFI_SOFTAP_MODE);
}
/**
* Key2 button long press
* @param none
* @return none
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key2LongPress(void)
{
GIZWITS_LOG("#### key2 long press, airlink mode\n");
gizwitsSetMode(WIFI_AIRLINK_MODE);
}
在gizwits_product.c中继续修改int8_t ICACHE_FLASH_ATTR gizwitsEventProcess(eventInfo_t *info, uint8_t *data, uint32_t len)，在每个//user handle，后面填入代码：
如果使用的Adafruit_NeoPixel.c库，则RGB代码为：setAllPixelColor(0, 0, 0);(图中没有体现)，其他则是rgbControl(0, 0, 0);。
int8_t ICACHE_FLASH_ATTR gizwitsEventProcess(eventInfo_t *info, uint8_t *data, uint32_t len)
{
uint8_t i = 0;
dataPoint_t * dataPointPtr = (dataPoint_t *)data;
moduleStatusInfo_t * wifiData = (moduleStatusInfo_t *)data;
if((NULL == info) || (NULL == data))
{
GIZWITS_LOG("!!! gizwitsEventProcess Error \n");
return -1;
}
for(i = 0; i < info->num; i++)
{
switch(info->event[i])
{
case EVENT_LED_OnOff :
currentDataPoint.valueLED_OnOff = dataPointPtr->valueLED_OnOff;
GIZWITS_LOG("Evt: EVENT_LED_OnOff %d \n", currentDataPoint.valueLED_OnOff);
if(0x01 == currentDataPoint.valueLED_OnOff)
{
//user handle
rgbControl(254, 0, 0); ///< 新添加代码: 对应开启红灯
}
else
{
//user handle
rgbControl(0, 0, 0); ///< 新添加代码: 对应关闭红灯
}
break;
case EVENT_LED_Color:
currentDataPoint.valueLED_Color = dataPointPtr->valueLED_Color;
GIZWITS_LOG("Evt: EVENT_LED_Color %d\n", currentDataPoint.valueLED_Color);
switch(currentDataPoint.valueLED_Color)
{
case LED_Color_VALUE0:
//user handle
rgbControl(currentDataPoint.valueLED_R, currentDataPoint.valueLED_G, currentDataPoint.valueLED_B);
break;
case LED_Color_VALUE1:
//user handle
rgbControl(254, 254, 0); ///< 新添加代码: 对应LED组合颜色‐黄色
break;
case LED_Color_VALUE2:
//user handle
rgbControl(254, 0, 70); ///< 新添加代码: 对应LED组合颜色‐紫色
break;
case LED_Color_VALUE3:
//user handle
rgbControl(238, 30, 30); ///< 新添加代码: 对应LED组合颜色‐粉色
break;
default:
break;
}
break;
case EVENT_LED_R:
currentDataPoint.valueLED_R= dataPointPtr->valueLED_R;
GIZWITS_LOG("Evt:EVENT_LED_R %d\n",currentDataPoint.valueLED_R);
//user handle
///< 新添加代码: 对应设置LED组合色
rgbControl(currentDataPoint.valueLED_R, currentDataPoint.valueLED_G, currentDataPoint.valueLED_B);
break;
case EVENT_LED_G:
currentDataPoint.valueLED_G= dataPointPtr->valueLED_G;
GIZWITS_LOG("Evt:EVENT_LED_G %d\n",currentDataPoint.valueLED_G);
//user handle
///< 新添加代码: 对应设置LED组合色
rgbControl(currentDataPoint.valueLED_R, currentDataPoint.valueLED_G, currentDataPoint.valueLED_B);
break;
case EVENT_LED_B:
currentDataPoint.valueLED_B= dataPointPtr->valueLED_B;
GIZWITS_LOG("Evt:EVENT_LED_B %d\n",currentDataPoint.valueLED_B);
//user handle
///< 新添加代码: 对应设置LED组合色
rgbControl(currentDataPoint.valueLED_R, currentDataPoint.valueLED_G, currentDataPoint.valueLED_B);
break;
case EVENT_Motor_Speed:
currentDataPoint.valueMotor_Speed= dataPointPtr->valueMotor_Speed;
GIZWITS_LOG("Evt:EVENT_Motor_Speed %d\n",currentDataPoint.valueMotor_Speed);
//user handle
///< 新添加代码: 对应设定电机转速
motorControl(currentDataPoint.valueMotor_Speed);
break;
case WIFI_SOFTAP:
break;
case WIFI_AIRLINK:
break;
case WIFI_STATION:
break;
case WIFI_CON_ROUTER:
GIZWITS_LOG("@@@@ connected router\n");
break;
case WIFI_DISCON_ROUTER:
GIZWITS_LOG("@@@@ disconnected router\n");
break;
case WIFI_CON_M2M:
GIZWITS_LOG("@@@@ connected m2m\n");
setConnectM2MStatus(0x01);
break;
case WIFI_DISCON_M2M:
GIZWITS_LOG("@@@@ disconnected m2m\n");
setConnectM2MStatus(0x00);
break;
case WIFI_RSSI:
GIZWITS_LOG("@@@@ RSSI %d\n", wifiData->rssi);
break;
case TRANSPARENT_DATA:
GIZWITS_LOG("TRANSPARENT_DATA \n");
//user handle , Fetch data from [data] , size is [len]
break;
case MODULE_INFO:
GIZWITS_LOG("MODULE INFO ...\n");
break;
default:
break;
}
}
system_os_post(USER_TASK_PRIO_2, SIG_UPGRADE_DATA, 0);
return 0;
}
深入了解上面的例程
GoKit-SoC程序详解
GoKit3(S)二次开发-程序详解（旧）
ESP8266-SOC方案UART0教程
编译固件
编写完成后就准备编译，你在编译的时候会看到有不同的bin，有user1和user2,分别对应不同的开始地址，前文中的图片有提到。
进入app/目录，使用gen_misc.sh，没有问题会显示如下结果，表示编译通过没有问题。不要把源码等文件放到桌面！！！不是好习惯，下面仅为演示。
务必注意分区和spi mode等。
机智云配网
使用机智云APP即可。
题外话-调试工具
如果烧写的GAgent，则可以用机智云串口调试助手，模拟MCU的指令。
安信可的串口调试工具，AiThinker Serial Tool V1.2.3。
题外话-其他传感器连接
可以参照Gokit的电路图。
本作品采用 知识共享署名-相同方式共享 4.0 国际许可协议 进行许可。