【ESP8266 MicroPython】烧录固件、开发环境、点亮LED、RGB呼吸灯、TCP、HTTP、MQTT一篇文章全学会_esp8266python固件

摘要

这篇文章介基于安信可 NodeMCU 绍了ESP8266 MicroPython固件的烧录，开发环境的使用，给出了LED，RGB呼吸灯，TCP 客户端，TCP 服务器，HTTP获取网页，MQTT通信等示例程序。
硬件设备如下图：

固件烧录

要在8266上运行Python程序，就必须先烧录MicroPython固件，最新版的MicroPython固件可以从如下网站下载：https://micropython.org/download/esp8266/

只不过MicroPython下载的固件可能会启动失败，提示如下错误：

load 0x3ffe8400, len 1080, room 0 
tail 8
chksum 0xc4
csum 0xc4
rf_cal[0] !=0x05,is 0xFF

你们可以使用我合成的完整的固件，下载地址：MicroPython_4MB.bin

烧录方式如下：

① 打开烧录工具
②选择MicroPython固件
③勾选DoNotChgBin
④设置串口及波特率
⑤点击START开始烧录

开发环境

理论上我们刚才烧录完MicroPython的固件，就可以运行Python代码了，但是为了写代码更加开心，强力建议大家使用如下开发环境：uPyCraft IDE

下载后直接双击打开就可，如果提示安装字体请点击OK暗转安装，不安装的话代码很难看。

软件运行的界面如下图所示：

第一步，连接我们的8266开发板，操作如下：

第二步，下载代码并运行

① 依次点击File >> Examples >> Basic >> blink.py
② 点击右侧的 运行按钮，运行示例代码
③运行成功开发板上的灯开始闪烁

GPIO的应用

硬件原理图

从原理图上可以看出：

绿色灯 ---- GPIO2
红色灯 ---- GPIO4
蓝色灯 ---- GPIO5

按 键 ---- GPIO0

GPIO相关函数：

from machine import Pin #导入Pin功能模块
 
p0 = Pin(0, Pin.OUT)    #将 GPIO0设为输出
p0.on()                 # 将P0设为高电平
p0.off()                #将P0设为低电平
p0.value(1)             #将P0设为高电平
 
p2 = Pin(2, Pin.IN)     # 将GPIO2设为输入
print(p2.value())       # 获取GPIO2的值(0或者1)

PWM 的应用

PWM相关函数：

from machine import PWM #导入PWM模块
 
pwm_r = PWM(Pin(2)) # 使用GPIO2创建一个PWM, 频率默认为500，占空比默认为0
 
pwm_r = PWM(Pin(2),1000,500)   # 使用GPIO2创建一个PWM, 并设置频率为1000, 占空比为500
 
pwm_r.duty() # 获取pwm_r的占空比
 
pwm_r.duty(500) # 设置占空比为500 (其范围是 0 ~ 1023)
 
pwm_r.freq() # 获取pwm_r的频率
 
pwm_r.freq() # 设置pwm_r的频率为1000(其范围是1 ~ 1000)

PWM实现颜色渐变

完整代码：

from machine import Pin,PWM
import time
 
led_r =PWM(Pin(4),1000,0)    
led_g =PWM(Pin(2),1000,0) 
led_b =PWM(Pin(5),1000,0) 
stage = 1
 
r = 1000 #RGB初值
g = 0
b = 0
  
while True:
  if stage == 1: #第一阶段,红灯逐渐变暗，绿灯逐渐变亮
    r -= 10
    g += 10
    if r == 0: #红灯亮度变为零时，跳转到第二阶段
      stage = 2
      
  elif stage == 2: #第二阶段,绿灯逐渐变暗，蓝灯逐渐变亮
    g -= 10
    b += 10 
    if g == 0: #绿灯亮度变为零时，跳转到第三阶段
      stage = 3
 
  elif stage == 3: #第三阶段,蓝灯逐渐变暗，红灯逐渐变亮
    b -= 10
    r += 10 
    if b == 0: #蓝灯亮度变为零时，跳转到第一阶段
      stage = 1
 
  led_r.duty(r) 
  led_g.duty(g) 
  led_b.duty(b) 
  time.sleep(0.01)

WiFi 连接

AP模式

import network #导入Wlan相关功能
 
wifi = network.WLAN(network.AP_IF) # 初始化WiFi为AP模式
wifi.config(essid='ESP-AP123',password='12345678') # 设置热点的SSID
wifi.active(True)         # 开启WiFi 
wifi.isconnected()     # 检查当前是否有设备连接

STA 模式

import network
 
wifi = network.WLAN(network.STA_IF) # 将模块设为STA模式
wifi.active(True) # 开启WIFI
 
if not wifi.isconnected(): # 如果wifi模块未连接到热点
  print('WiFi 连接中...')
  wifi.connect('ZTE-706', 'Qwer123456') #连接自己的手机热点
  
  while not wifi.isconnected():  #等待wifi连接
    pass
    
print('WiFi 连接成功' ,  wifi.ifconfig()) #连接成功
 

TCP Client 通信

import network
 
wifi = network.WLAN(network.STA_IF) # 将模块设为STA模式
wifi.active(True) # 开启WIFI
 
if not wifi.isconnected(): # 如果wifi模块未连接到热点
  print('WiFi 连接中...')
  wifi.connect('ZTE-706', 'Qwer123456') #连接自己的手机热点
  
  while not wifi.isconnected():  #等待wifi连接
    pass
    
print('WiFi 连接成功' ,  wifi.ifconfig()) #连接成功
 
import socket #导入Socket功能模块
 
try: # Socket连接可能会失败，所以使用try
  s = socket.socket() # 建立一个Socket
  s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) #设置socket参数
  s.connect('122.114.122.174',41791) #连接指定TCP服务器
  print('TCP Connected ok!!连接成功') # 连接成功
except: # 连接失败
  print("TCP 连接失败")
  if (s):
    s.close()
 
while True:
  data = s.recv(128)  #接收到数据
  if(len(data) == 0): #数据为零表示Socket被关闭
    print("连接关闭")
    s.close()
    break
  print(data) #输出收到的数据
  ret=s.send(data)  #数据原样发回
 

TCP Server

import network
 
wifi = network.WLAN(network.STA_IF) # 将模块设为STA模式
wifi.active(True) # 开启WIFI
 
if not wifi.isconnected(): # 如果wifi模块未连接到热点
  print('WiFi 连接中...')
  wifi.connect('ZTE', 'Qwe123456') #连接自己的手机热点
  
  while not wifi.isconnected():  #等待wifi连接
    pass
    
print('WiFi 连接成功' ,  wifi.ifconfig()) #连接成功
 
import socket
addr = socket.getaddrinfo('0.0.0.0', 80)[0][-1]
 
s = socket.socket()
s.bind(addr)
s.listen(1)
 
print('TCP开始监听', addr)
 
while True:
  cl,addr = s.accept()
  print('client connected from', addr)
 
  while True:
    data = cl.recv(1024)
    if(len(data) == 0):   #无数据关闭Socket
      print("Close socket")
      s.close()
      break
    print(data.decode('utf-8'))
    cl.send(data) #将数据原样发回
    

HTTP 请求

import time
import network
from machine import Pin
 
import network
 
led_r=Pin(4,Pin.OUT)          #create LED object from pin4,Set Pin4 to output
led_r.value(0)
 
wifi = network.WLAN(network.STA_IF)
wifi.active(True)
 
if not wifi.isconnected():
  print('WiFi 连接中 ...')
  wifi.connect('ZTE-706', 'a123456789') #连接你自己手机的热点
  
  while not wifi.isconnected(): #等待wifi连接
    pass
    
print('WiFi 连接成功:', wifi.ifconfig())
 
import urequests #导入urequests功能模块
 
# 发起HTTP 请求
r = urequests.get('http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/101010100.html')
 
print(r.status_code) #打印HTTP状态码
print(r.reason)  #打印HTTP状态
 
print(r.content) #打印网页源代码(字节形式)
print(r.text)    #打印网页源代码(字符串形式)
 

MQTT 通信

本实验采用的是免费MQTT服务器： http://tools.emqx.io

8266模块下载simple.py程序

MQTT通信依赖simple.py文件，所以实验前必须下载该文件，步骤如下：

MQTT通信完整源代码：

import time
import network
from machine import Pin
 
import network
 
led_r=Pin(4,Pin.OUT)          #create LED object from pin4,Set Pin4 to output
led_r.value(0)
 
wifi = network.WLAN(network.STA_IF)
wifi.active(True)
 
if not wifi.isconnected():
  print('WiFi 连接中 ...')
  wifi.connect('ZTE-706', 'a123456789') #连接你自己手机的热点
  
  while not wifi.isconnected(): #等待wifi连接
    pass
    
print('WiFi 连接成功:', wifi.ifconfig())
 
from simple import MQTTClient # 从Simple 导入MQTT
 
def mqtt_recv_cb(topic, msg): # MQTT收到消息回调函数
  global state
  print((topic, msg)) # 打印收到的消息
 
try:
  c = MQTTClient('Client ID自己改', 'aligenie.xuhongv.com') #设置MQTT客户端
  c.set_callback(mqtt_recv_cb) #设置回填函数
  c.connect() # 连接MQTT服务器
  print('MQTT 连接成功')
  c.subscribe('xaiot') #订阅主题 xaiot
  c.publish('zhang',"dd", retain = True) # 向主题zhang 发送消息 dd
  while True: # 无限循环接收消息
    c.wait_msg()
finally:
  if(c is not None):
    c.disconnect() # 断开MQTT的连接
  print('MQTT 已关闭')
 

扩展篇：HTTP 实现网页配网

源代码：

import time
import network
 
wifi = network.WLAN(network.AP_IF)
wifi.active(True) # 开启WiFi 
wifi.config(essid='ESP-AP123',password='12345678') # 设置热点的SSID
 
html = """<!DOCTYPE html>
<html>
<head> <meta charset="utf-8"> <title>设置wifi密码</title> </head>
<body>
<form name="input" action="setwifi" method="get" text-align="center">
路由器账号: <input type="text" name="ssid"><br>
路由器密码: <input type="text" name="pwd"><br/>
<input type="submit" value="提交">
</form>
</body>
</html>
"""
 
html_ok = """<!DOCTYPE html>
<html>
<head> <meta charset="utf-8"> <title>设置wifi密码</title> </head>
<body><h1>设置成功</h1></body>
</html>
"""
ssid = '' # 用来存储WiFi账号和密码
pwd = ''
 
import socket
addr = socket.getaddrinfo('0.0.0.0', 80)[0][-1]
 
s = socket.socket()
try:
  s.bind(addr)
except:
  print("HTTP Server 启动失败，请重启设备！！")
  while True:
    pass
s.listen(1)
 
print('listening on', addr)
 
while True:
  cl,addr = s.accept()
  print('client connected from', addr)
  cl_file = cl.makefile('rwb', 0)
  while True:
    line = cl_file.readline()
    if line.decode('utf-8').find('T /setwifi') > 0:
      wifi_data = line.decode('utf-8')
      wifi_data = wifi_data.replace('GET /setwifi?ssid=','')
      wifi_data = wifi_data.replace('&pwd=',',')
      wifi_data = wifi_data.replace(' HTTP/1.1\r\n','')
      tmp = wifi_data.split(',')
      print(tmp[0],tmp[1])
      
      ssid = tmp[0]
      pwd = tmp[1] 
      
      print("收到账号密码:",ssid,pwd)
      
    if not line or line == b'\r\n':
      break
  
  cl.send('HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n')   
  
  if len(ssid) > 0: # 已收到WiFi密码
    cl.send(html_ok)
    cl.close()
    s.close()
    break
  else:
    cl.send(html)
    cl.close()
  
sta = network.WLAN(network.STA_IF) # 将模块设为STA模式
sta.active(True) # 开启WiFi
print('WiFi 连接中...')
sta.connect(ssid, pwd) #连接手机B的手机热点
while not sta.isconnected():  #等待wifi连接
  pass 
print("WiFi 连接成功" ,  sta.ifconfig()) #连接成功
 

参考资料

https://micropython.nxez.com/2018/11/30/getting-started-with-micropython-on-esp32-and-esp8266.html

MicroPython 官网：https://micropython.org/download/esp8266/

MicroPython 文档：http://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/quickref.html

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作者：我是鹏老师
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/weixin_48033504/article/details/111892955
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