ESP8266使用MicroPython快速上手指南

ESP8266 是一款功能强大的物联网芯片，支持 Wi-Fi 功能，并且可以通过 MicroPython 编程语言轻松实现各种应用。本文将详细介绍如何快速上手 ESP8266 使用 MicroPython 进行开发，包括环境搭建、基本操作以及一些实用示例。

一、准备工作

1. 硬件准备

• ESP8266 模块：例如 NodeMCU 或 Wemos D1 Mini。
• USB 转 TTL 串口线（如果模块没有集成 USB 接口）。
• 电脑：用于编写和上传代码。

2. 软件准备

• MicroPython 固件：可以从 官方发布页面 下载适用于 ESP8266 的固件。
• esptool：用于烧录固件到 ESP8266。
• 串口工具：推荐使用 PuTTY 或 minicom。
• WebREPL（可选）：通过浏览器与 ESP8266 交互。

二、环境搭建

1. 安装 MicroPython 固件

步骤：

1. 下载最新版的 MicroPython 固件（.bin 文件）。
2. 安装 esptool，可以通过 pip 安装：

   pip install esptool
   

3. 使用以下命令擦除芯片并烧录固件（假设设备端口号为 /dev/ttyUSB0，请根据实际设备调整）：

   esptool.py --port /dev/ttyUSB0 erase_flash
   esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 115200 write_flash -z 0x1000 esp8266-<version>.bin
   

2. 配置串口工具

• 打开串口工具（如 PuTTY），设置波特率为 115200。
• 连接后输入 help() 查看可用命令。

三、基本操作

1. 连接 Wi-Fi

以下代码展示了如何连接到 Wi-Fi 网络：

import network

# 创建一个 Station 对象
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)

# 启用接口
if not sta_if.isconnected():
    print('Connecting to network...')
    sta_if.active(True)
    sta_if.connect('your_ssid', 'your_password')  # 替换为你的 Wi-Fi SSID 和密码
    while not sta_if.isconnected():
        pass
print('Network config:', sta_if.ifconfig())

2. HTTP 请求

使用 urequests 模块可以发送 HTTP 请求：

import urequests

response = urequests.get('http://httpbin.org/get')
print(response.text)
response.close()

3. GPIO 控制

控制 GPIO 引脚的示例代码：

from machine import Pin
import time

# 初始化 GPIO2 为输出模式
led = Pin(2, Pin.OUT)

while True:
    led.value(1)  # LED 关闭
    time.sleep(1)
    led.value(0)  # LED 点亮
    time.sleep(1)

四、高级功能

1. WebREPL

WebREPL 是一种通过浏览器与 ESP8266 交互的方式。

设置步骤：

1. 在 REPL 中运行以下代码启用 WebREPL：

   import webrepl_setup
   

2. 按提示设置密码并启动服务。
3. 打开浏览器访问 http://<ESP_IP>:8266，输入密码即可连接。

2. MQTT 通信

使用 umqtt.simple 模块可以轻松实现 MQTT 协议通信：

from umqtt.simple import MQTTClient
import time

# 定义 MQTT 客户端
client = MQTTClient("umqtt_client", "mqtt.example.com")

# 连接到 MQTT 服务器
client.connect()

# 发布消息
client.publish(b"test/topic", b"hello")

# 订阅主题
def sub_cb(topic, msg):
    print((topic, msg))

client.set_callback(sub_cb)
client.subscribe(b"test/topic")

while True:
    client.check_msg()
    time.sleep(1)

client.disconnect()

五、项目示例：温湿度监控

利用 DHT11 温湿度传感器和 ESP8266，可以构建一个简单的温湿度监控系统。

硬件连接：

• 将 DHT11 的数据引脚连接到 ESP8266 的 GPIO4。
• 供电和接地分别连接到 3.3V 和 GND。

示例代码：

import dht
import machine
from time import sleep

# 初始化 DHT11 传感器
d = dht.DHT11(machine.Pin(4))

while True:
    try:
        # 获取温湿度数据
        d.measure()
        temp = d.temperature()  # 摄氏度
        hum = d.humidity()     # 百分比
        print(f'Temperature: {temp}°C, Humidity: {hum}%')
    except Exception as e:
        print('Error:', e)
    sleep(2)

六、常见问题及解决方法

1. 无法连接到 Wi-Fi：检查 SSID 和密码是否正确，确保路由器支持 ESP8266 的 Wi-Fi 模式。
2. 串口无响应：确认波特率设置是否正确，尝试重新烧录固件。
3. GPIO 控制失败：检查硬件连接是否正确，避免短路或电压过高。