用ESP-01進行ESP8266開發，完全攻略

Jason Chu

on 教學與範例, ESP8266

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Arduino系列的開發板大家都很熟悉，也很強大，但常見的像是Arduno Uno、Nano、Mega等，都沒有WiFi功能，所以如果我們想要擁有網路功能，就要考慮其它開發板了，其實選擇還不少，但最容易取得、CP值高、且網路資料最多的，ESP8266應該是首選。

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ESP8266基本上算是WiFi模組，理論上它應該只是提供WiFi功能而已，但因為它的硬體夠強大，讓它可以獨立運作，當成是一塊完整開發板，而且效果完全不輸給Arduino！

ESP8266系列的模組蠻多的，EPS-01、ESP-07、ESP-12E、ESP12F等等，但一般會建議初學者選用ESP-01，因為它已焊好針腳，拿到就能進行開發。不過ESP-01也有它的缺點，就是它的可用PIN腳很少，只有GPIO0和GPIO2，而且考慮到GPIO0在燒錄時會用到，所以嚴格說起來，能自由運用的，只剩GPIO02了。不過如果只是想試試ESP8266的開發，也算可以用了啦！

當然大家也知道，還有另一種選擇，就是挑一塊廠商已經整合好的ESP8266開發板，這類開發板非常多，像是NodeMCU V2、WeMos D1等，都是不錯的選擇。

本章節以ESP-01為主角，讓大家從最基本的層面開始ESP8266的開發。

ESP-01有兩個款式，一個是ESP-01，一個是ESP-01S。硬體規格基本上是一樣的，差別在於ESP-01S的背面有印腳位的名稱，這點還蠻方便的，但缺點是它把電源的LED給省掉了，是的，通電之後是沒有LED會亮的，這點對於初學者來說真的有些困擾，所以傑森還是建議初學者選擇ESP-01就可以了。

Arduino IDE原本是沒有內建ESP8266開發板的，所以我們要新增ESP8266的開發板，並且安裝函式庫，這部份請參考傑森之前寫的教學：

如何在Arduino IDE中新增ESP8266開發板

我們要先準備一個USB to TTL的轉接板(USB Adapter)，它可以供電給ESP-01、讓Arduino IDE和ESP-01連接，這樣我們才能上傳程式。這類的轉接板還不少，常見的有FT232RL、CP210X或CH340晶片，都是不錯的選擇，至於接頭有USB、mini USB、Micro USB能選，這就看個人喜好了。

請注意！ESP-01只能用3.3V的電，絕對不能供給5V的電，會燒掉ESP-01的！

傑森個人偏好用Micro USB，所以習慣上都用微雪的版本，貴是貴點，但就是方便，不用多準備一條線。

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ESP-01有8支腳，但它的設計有點麻煩，8腳分兩排，一排4腳，所以不能直接插麵包板。你可以選擇直接用杜邦線來接，或是用2個4PIN的長腳排針來轉接，這樣就可以插到麵包板了。

8個PIN，除了GPIO2以外，要接7條線，很多初學者都卡在這裡，但其實只要照圖接，不會太困難。

  • VCC >> 3.3V
  • EN(CH_PD) >> 3.3V
  • TX >> RX
  • RX >> TX
  • GND >> GND

我們這次要做比較完整的接線，Reset功能要有，所以加了一個小按鍵，一腳接RST，一腳接GND，按下去就觸發Reset。

另外我們還要讓ESP-01能在Programming/Flash Mode和Normal Mode兩個模式之間切換，所以再加一個Switch開關，一腳接GPIO0，一腳接GND，關閉時為Normal Mode，也就是寫好程式後，要讓程式運作的模式；如果開關切到ON，就表示為Flash Mode，要寫程式進去時，就用這個模式。

如果你真的覺得接這些線實在太困擾，沒關係，有一款ESP-01的上傳神器，完全不用接線，插上去，就能直接進行開發了！

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接好線後，工作基本上算是完成8成了，再來我們寫一支基本的程式來進行測試。這支程式主要是由ESP82665函式庫的範例HelloServer進行改寫的，主要是讓ESP-01連上家裡或教至的無線AP，取後IP，然後變成一台Web Server，讓我們可以在手機或電腦上透過瀏覽器看到ESP-01的網頁，很厲害吧！

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>

#ifndef STASSID
#define STASSID "AP SSID"  //無線分享器的名稱
#define STAPSK  "xxxxx"    //密碼
#endif

const char* ssid = STASSID;
const char* password = STAPSK;

ESP8266WebServer server(80);

void handleRoot() {  //訪客進入主網頁時顯示的內容
  server.send(200, "text/plain", "Hello From ESP8266 !");
}

void handleNotFound() {  //找不到網頁時顯示的內容
  server.send(404, "text/plain", "File Not Found");
}

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");

  // 等待WiFi連線
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());  //在監控視窗顯示取得的IP

  if (MDNS.begin("esp8266")) {
    Serial.println("MDNS responder started");
  }

  server.on("/", handleRoot);  //綁定主網頁會觸發的副程式

  server.onNotFound(handleNotFound);  //綁定找不到網頁時會觸發的副程式

  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop(void) {
  server.handleClient();
  MDNS.update();
}

請注意！上傳程式前，必須先將模式切到Flash Mode，並按一下Reset鍵。上傳程式時，會出現「Hard resetting via RTS pin...」的訊息，然後停在「Connecting...」，這時只要按一下Reset鍵，就能進入上傳程序了。

上傳完成後，請把模式切回Normal Mode，再按一下Reset鍵，讓程式開始運作。

請打開監控視窗，可以在裡面看到我們的ESP-01是否已連到WiFi AP，如果連上了，就會顯示取得的IP位址。若沒看到訊息，可以按一下Reset鍵，讓它重跑一次。一般來說，IP位址一旦取得，在一定時間內是不會改變的，所以之後也不用每次都檢查了。

有了IP位址，就可以查看網頁囉！請注意，因為取得的是WiFi區段的IP位址，所以必須用在同區段網域的電腦或手機才能查看哦。

ESP-01的基本開發就完成囉！接下來，我們加一點功能，當測覽器查看「/on」網頁時，就讓GPIO2控制的LED亮起來；當測覽器查看「/off」網頁時，就讓LED熄滅。

先加一下LED的線路。

再加上LED控制的程式，其實就是多了「/on」、「/off」兩個頁面的處理，經由GPIO2的控制，瀏覽器如果查看「/on」網頁，LED就亮起來；如果查看「/off」網頁，LED就熄滅。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>

#ifndef STASSID
#define STASSID "AP SSID"  //無線分享器的名稱
#define STAPSK  "xxxxx"    //密碼
#endif

const char* ssid = STASSID;
const char* password = STAPSK;

ESP8266WebServer server(80);

void handleRoot() {  //訪客進入主網頁時顯示的內容
  server.send(200, "text/plain", "Hello From ESP8266 !");
}

void handleNotFound() {  //找不到網頁時顯示的內容
  server.send(404, "text/plain", "File Not Found");
}

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");

  pinMode(2,OUTPUT); //設定GPIO2為OUTPUT
  digitalWrite(2,LOW);  //熄滅LED

  // 等待WiFi連線
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());  //在監控視窗顯示取得的IP

  if (MDNS.begin("esp8266")) {
    Serial.println("MDNS responder started");
  }

  server.on("/", handleRoot);  //綁定主網頁會觸發的副程式

  server.on("/on", []() {      //網頁 /on 會執行的程式
    server.send(200, "text/plain", "LED ON");
    digitalWrite(2,HIGH);  //點亮LED
  });

  server.on("/off", []() {      //網頁 /off 會執行的程式
    server.send(200, "text/plain", "LED OFF");
    digitalWrite(2,LOW);  //熄滅LED
  });

  server.onNotFound(handleNotFound);  //綁定找不到網頁時會觸發的副程式

  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop(void) {
  server.handleClient();
  MDNS.update();
}

如果你是選用ESP-01專用上載器，只要接好GND和GPIO2的線，就搞定了！

現在大家對於ESP8266的開發應該有一定的了解，下一個章節，傑森將進一步介紹，如何讓做好的這個ESP-01和Arduino配合，讓Arduino也擁有WiFi功能。

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