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编程问答

toolchain安装教程支持_树莓派安装ESP8266_SDK开发环境

發(fā)布時間：2024/9/19 编程问答 44 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 toolchain安装教程支持_树莓派安装ESP8266_SDK开发环境小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

陳拓 chentuo@ms.xab.ac.cn 2020/02/19-2020/03/31

1. 概述

ESP8266的開發(fā)工具是在linux系統(tǒng)下運行的，樹莓派的官方操作系統(tǒng)是Linux系統(tǒng)。如果你手頭剛好有一塊樹莓派，就可以用它進行ESP8266的開發(fā)。下面我們在樹莓派3B+上安裝ESP8266的開發(fā)環(huán)境。所用的樹莓派安裝官方操作系統(tǒng)版本是：
2019-09-26-raspbian-buster-lite.img。樹莓派的存儲用16G的TF卡。

電腦通過Putty連接樹莓派，看看樹莓派操作系統(tǒng)系統(tǒng)版本：

有關(guān)putty的使用，見參考文檔《電腦連接樹莓派3B+》，看到第3節(jié)，網(wǎng)線訪問樹莓派3B+就可以了，不用WiFi連接，網(wǎng)線連接可靠性好。

1.1 ESP8266開發(fā)工具的分類

在官方文檔《ESP8266 SDK入門指南》中有關(guān)于開ESP8266發(fā)工具的分類。

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/2a-esp8266-sdk_getting_started_guide_cn.pdf

樂鑫SDK官方開發(fā)工具下載網(wǎng)址：

https://www.espressif.com/en/support/download/sdks-demos

我們編譯的工具鏈esp-open-sdk默認情況下安裝ESP8266_NONOS_SDK-2.1.0，安裝完成后我們將安裝最新版本的ESP8266_NONOS_SDK-3.0.x。如果你有需要也可以再安裝ESP8266_RTOS_SDK。多個SDK可以同時存在。

1.2 官方關(guān)于ESP8266_NONOS_SDK的說明

https://github.com/espressif/ESP8266_NONOS_SDK

README.md

1.3 其他說明

為什么不安裝ESP-IDF

樂鑫最新的開發(fā)環(huán)境是ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework)

見樂鑫的官方文檔：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/get-started/index.html

但是在樹莓派上安裝ESP-IDF，編譯時會出現(xiàn)錯誤：

Error: selected processor does not support 'mls r1,r4,r8,r11' in ARM mode

所選擇的處理器在ARM模式中不支持'mls r1,r4,r8,r11'

這是樹莓派操作系統(tǒng)本身的問題，可以看看下面鏈接的一篇文章：

http://silicone.homelinux.org/2017/03/05/raspberry-pi-3-as-desktop-computer/

下載安裝問題

由于網(wǎng)絡(luò)問題，工具鏈和相關(guān)依賴包的下載非常困難，常規(guī)安裝很難完成。因此我們將更換apt的源，并且將github上的一些倉庫克隆到gitee上，以加快下載速度。你也可以通過代理下載。

電腦配置要求

我用的電腦操作系統(tǒng)是32位版的win7，這應(yīng)該是目前電腦的最低配置了。

2. 更新apt源

更新apt 源：sudo apt-get update

樹莓派的官網(wǎng)連接問題，常用的解決方法就是換源。

更換apt源

需要修改的地方有兩處:

/etc/apt/sources.list

/etc/apt/sources.list.d/raspi.list

查看系統(tǒng)版本：lsb_release -a

修改 /etc/apt/sources.list

下面我們要經(jīng)常使用Linux的命令行文本編輯器nano，如果不熟悉先上網(wǎng)學學。

sudo nano /etc/apt/sources.list

在下面的語句前面加#注釋掉這行：

#deb http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ buster main contrib non-free rpi

據(jù)說阿里源比較快，我們就用阿里源：
deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main contrib non-free rpi

修改/etc/apt/sources.list.d/raspi.list

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

在下面的語句前面加#注釋掉這行：

#deb http://archive.raspberrypi.org/debian/ buster main

在這里可以添加阿里的源：

deb http://mirrors.aliyun.com/archive.raspberrypi.org/debian/ buster main ui

但經(jīng)過測試，阿里源同步的不及時，所以我這里用科大源

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/archive.raspberrypi.org/debian/ buster main ui

更新apt 源

sudo apt-get update

完成。

3. 編譯工具鏈xtensa-lx106-elf

因為ESP8266功能太弱，不足以支持開發(fā)工作，所以需要在其他平臺上進行開發(fā)。現(xiàn)在我們就要在樹莓派上將ESP8266的程序代碼編譯鏈接成ESP8266可執(zhí)行的文件，再將編譯好的文件燒寫到ESP8266上運行，這個過程就是交叉編譯，交叉編譯所需的軟件工具叫做工具鏈toolchain。

我們需要的工具鏈是一個lx106編譯器，可以為各種以lx106為內(nèi)核的器件開發(fā)程序，也包括ESP8266。

因為樹莓派資源也有限，還有前面說過的樹莓派操作系統(tǒng)本身的問題，我們沒有采用樂鑫最新的編程架構(gòu)ESP-IDF。而使用較老的ESP8266開發(fā)工具esp-open-sdk為樹莓派編譯一個工具鏈xtensa-lx106-elf。

安裝編譯工具鏈的說明見：https://gitee.com/chentuo2000/esp-open-sdk/README.md

3.1 安裝依賴項

安裝gcc g++庫

sudo apt-get install make unrar-free autoconf automake libtool gcc g++ gperf

flex bison texinfo gawk ncurses-dev libexpat-dev python-dev python python-serial

sed git unzip bash help2man wget bzip2

……

安裝libtool-bin

sudo apt-get install libtool-bin

3.2 克隆下載esp-open-sdk源碼

創(chuàng)建并進入下載安裝工具鏈目錄

用putty登錄樹莓派

mkdir -p ~/esp/

cd ~/esp/

在碼云gitee上克隆esp-open-sdk

可以用git clone命令直接從github上克隆esp-open-sdk：

git clone --recursive https://github.com/pfalcon/esp-open-sdk.git

由于網(wǎng)絡(luò)原因，下載速度很慢。

我們先在碼云gitee上克隆一個esp-open-sdk。

再從碼云上克隆esp-open-sdk到本地，這樣會快很多。

esp-open-sdk還有幾個子模塊也需要一并克隆到碼云上。

看看子模塊在哪里：

在esp-open-sdk倉庫頁面打開文件.gitmodules

其中有4個子模塊的下載地址，用這4個下載地址在gitee上克隆它們。

修改url:

這樣在在克隆esp-open-sdk的時候帶上參數(shù)—recursive，子模塊也就一并克隆了。

因為要用git克隆下載esp-open-sdk，所以先安裝git。

安裝git

sudo apt-get install git

測試git --version

關(guān)于Git的使用可以看《樹莓派使用Git》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104834522

從碼云克隆esp-open-sdk

git clone --recursive https://gitee.com/chentuo2000/esp-open-sdk.git

查看ls –l

3.3 編譯esp-open-sdk

先在gitee上克隆ESP8266_NONOS_SDK

從https://github.com/espressif/ESP8266_NONOS_SDK克隆ESP8266_NONOS_SDK到gitee

編輯Makefile文件

cd esp-open-sdk/

cp Makefile Makefile.bak

nano Makefile

就是兩處http://github.com/espressif修改成http://gitee.com/chentuo2000。

編譯選項

README.md文件中有關(guān)于make命令的說明，我們用默認編譯命令make。

編譯

make

錯誤信息：error: could not find bash >= 3.1

修改configure.ac

要求bash的版本 >= 3.1，查看當前的bash版本bash --version

5.0.3 > 3.1，滿足條件。

解決方法(https://github.com/pfalcon/esp-open-sdk/issues/365)：

修改/home/pi/esp/esp-open-sdk/crosstool-NG/configure.ac

nano /home/pi/esp/esp-open-sdk/crosstool-NG/configure.ac

找到行|$EGREP '^GNU bash, version (3.[1-9]|4)')

改成：|$EGREP '^GNU bash, version ([0-9.]+)')

保存，退出。

繼續(xù)編譯make

出現(xiàn)錯誤：

查看日志cat ./crosstool-NG/build.log

看日志中的這一句：

Not at this location: https://ftp.gnu.org/gnu/gmp/gmp-6.0.0a

手工下載gcc的依賴庫gmp-6.0.0a

先看看GMP的官網(wǎng)https://gmplib.org。

查看gmp的全部版本

https://gmplib.org/download/gmp/

在列表中找到gmp-6.0.0a.tar.xz

右擊gmp-6.0.0a.tar.xz復制鏈接地址，下載：

wget https://gmplib.org/download/gmp/gmp-6.0.0a.tar.xz

下載完成：

如果下載中斷，可以多試幾次，或者找它的鏡像網(wǎng)站，或者通過代理。

看看錯誤信息，找出下載的資源包放在什么目錄中。

Build failed in step 'Retrieving needed toolchain components' tarballs'

查找tarballs（源壓縮文檔）目錄的位置find . -name "tarballs"

所有下載的資源包都放在這里。

將gmp-6.0.0a.tar.xz復制到./crosstool-NG/.build/tarballs目錄中：

cp gmp-6.0.0a.tar.xz ./crosstool-NG/.build/tarballs

繼續(xù)編譯make

你會遇到11個要下載的資源包，仿照上面的方法都下載下來放在./crosstool-NG/.build/tarballs目錄中。

列表看看ls -l ./crosstool-NG/.build/tarballs

現(xiàn)在一切都準備好了，正式開始編譯，大約2個小時。

繼續(xù)make

完成編譯！

編譯成功后會在esp-open-sdk文件夾出現(xiàn)xtensa-lx106-elf、esptool和 ESP8266_NONOS_SDK三個文件夾，分別是編譯器、燒錄工具和ESP8266的非操作系統(tǒng)開發(fā)工具NONOS_SDK。

SDK的目錄名字ESP8266_NONOS_SDK-2.1.0-18-g61248df太長了，用起來很麻煩，所以你看到有一個軟鏈接sdk代替了那個很長的名字。

3.4 使用工具鏈

完成工具鏈構(gòu)建后，帶有Xtensa HAL庫的工具鏈，也就是交叉編譯器位于

/home/pi/esp/esp-open-sdk/xtensa-lx106-elf

子目錄中。

將xtensa-lx106-elf/bin/子目錄添加到PATH 環(huán)境變量以運行xtensa-lx106-elf-gcc和其他工具。在構(gòu)建過程結(jié)束時，crosstool-NG將根據(jù)你的環(huán)境給出正確的PATH設(shè)置命令。上圖中工具鏈構(gòu)建結(jié)束時提示，我的環(huán)境變量這樣設(shè)置：

export PATH=/home/pi/esp/esp-open-sdk/xtensa-lx106-elf/bin:$PATH

這個命令每次開機都要重新設(shè)置，很麻煩，下面我們將環(huán)境變量寫到.bashrc中，這樣每次開機時環(huán)境變量就自動設(shè)置了。

設(shè)置環(huán)境變量

cd ~

查看當前環(huán)境變量echo $PATH

看看有沒有文件.bashrc

編輯這個文件nano .bashrc

將

export PATH=/home/pi/esp/esp-open-sdk/xtensa-lx106-elf/bin:$PATH

添加到最后一行。

重新啟動樹莓派sudo reboot，重新登錄樹莓派，再查看環(huán)境變量echo $PATH

工具鏈的路徑已經(jīng)在里面了。

運行xtensa-lx106-elf-gcc -v來驗證安裝

OK!

3.5 升級SDK

上面的安裝過程中安裝的SDK版本是ESP8266_NONOS_SDK-2.1.0-18-g61248df，

現(xiàn)在我們安裝最新的ESP8266_NONOS_SDK。

克隆ESP8266_NONOS_SDK

cd ~/esp

git clone https://gitee.com/chentuo2000/ESP8266_NONOS_SDK.git

看安裝位置：

安裝tree命令，查看目錄樹（可以在任何目錄位置安裝）

wget http://mama.indstate.edu/users/ice/tree/src/tree-1.7.0.tgz

tar zxvf tree-1.7.0.tgz

cd tree-1.7.0

make

make install

查看目錄結(jié)構(gòu)tree -L 1

4. 樹莓派串口連接ESP8266

我們用ESP8266-01模塊為例與樹莓派串口進行連接。

4.1 樹莓派串口硬件設(shè)置

樹莓派的串口需要設(shè)置才能使用。

看看默認情況下設(shè)備文件和串口的映射關(guān)系：ls -l /dev

我們需要的映射關(guān)系是這樣的：

有關(guān)串口的設(shè)置請看文章《樹莓派串口的使用》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104711494

設(shè)置好的串口對應(yīng)的引腳是Pin8(TXD, GPIO14)和Pin10(RXD, GPIO15)。

4.2 串口工具軟件Minicom的安裝和使用

樂鑫官方文檔建議使用Minicom作為串口調(diào)試工具。

安裝串口工具Minicom

sudo apt-get install minicom

查看版本：

執(zhí)行以下命令在minicom中對串口進行配置

sudo minicom -s

在彈出的菜單中選擇“Serial port setup”，將默認設(shè)置

改成：

回車：

保存Save setup as df1，退出Exit from Minicom。

常用命令：

Ctrl+A W：當顯示的內(nèi)容超過一行之后自動換行

Ctrl+A X：退出minicom

4.3 ESP8266-01參數(shù)

4.4 樹莓派3B+和ESP8266-01的引腳圖

4.5 ESP8266-01的引腳說明

4.6 樹莓派3B+和ESP8266-1的連接

正常運行程序時的連接

用杜邦線按照表中的對應(yīng)關(guān)系連接樹莓派和ESP8266-01。

如果使用的是ESP8266-01S模塊CH-PD可以不接。

兩者的外觀區(qū)別是：ESP8266-01S天線區(qū)域右下角只有一個指示燈，ESP8266-01天線區(qū)域右下角有兩個指示燈。另外ESP8266-01上有個LED在工作時一直亮著，這對于要求低功耗的場合很不利。

在燒寫程序時模塊上的GPIO0需要接低電平（默認為高電平）。

4.7 ESP8266-01 AT命令測試

ESP8266-01模塊自帶AT命令支持，用minicom可以測試。

minicom

插拔VCC重新啟動模塊

樹莓派用minicom發(fā)送AT指令說明

AT 指令是一行一行發(fā)送給設(shè)備的，每一行以 rn 結(jié)尾，而我們在電腦上敲的回車鍵通過putty傳到樹莓派上只有 n沒有 r。所以AT命令的結(jié)束不能用回車鍵，要用組合鍵Ctrl+M和Ctrl+J。

對應(yīng)關(guān)系：

r - Ctrl+M

n - Ctrl+J

例如發(fā)送查看固件版本指令AT+GMR是這樣的：

AT+GMR Ctrl+M Ctrl+J

看測試是否正常，以檢測模塊的好壞，連線是否正確。

5. 編譯一個項目

樂鑫官方文檔：

ESP8266 SDK入門指南

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/2a-esp8266-sdk_getting_started_guide_cn.pdf

ESP8266 Non-OS SDK API參考

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/2c-esp8266_non_os_sdk_api_reference_cn.pdf

5.1 官方編程規(guī)范

5.2 編譯第一個ESP8266程序

查看ESP8266_NONOS_SDK目錄

查看ESP8266_NONOS_SDK/examples子目錄

在examples目錄中有一個esp_mqtt_proj子目錄，我們就從這里起步。

把esp_mqtt_proj目錄復制到和examples目錄平級，并改名為i_mqtt。

cp -r ./examples/esp_mqtt_proj ./i_mqtt

修改代碼

進入i_mqtt目錄，nano user/user_main.c

找到void user_init(void)函數(shù)，保留：

uart_init(BIT_RATE_115200, BIT_RATE_115200);

添加：

os_printf("SDK version:%sn", system_get_sdk_version());

其他語句都注釋掉。

編譯

運行g(shù)en_misc.h并回答5個問題：

./gen_misc.sh

選擇5個參數(shù)

編譯過程開始：

編譯結(jié)果放在~/esp/ESP8266_NONOS_SDK/bin目錄中：

cd ../bin/

ls -l

紅框中的4個文件要燒寫到ESP8266的Flash中。

簡化編譯過程

每次運行g(shù)en_misc.sh都要選擇輸入比較麻煩，可以根據(jù)上面的選擇輸入寫一個文件input.esp-01，其中記錄了上面的回答。

nano esp01

存盤退出，下次編譯用下面的輸入重定向自動輸入選項就可以了。

./gen_misc.sh < esp01

6. 燒寫ESP8266 Flash

要燒寫4個文件。先熟悉一下ESP8266 Flash的布局，再確定每個文件的燒寫地址。

6.1 ESP8266 Flash布局

6.2 ESP8266 FM（固件）

ESP8266 HDK就是指ESP8266模塊，我們用ESP8266-01。

ESP8266-01的flash 存儲器為8Mbit，也就是1MB。

6.3 確定燒寫地址

查固件地址表blank.bin位于0xfb00和0xfe000
查固件地址表esp_init_data_default_v08.bin位于0xfc000
eagle.flash.bin位于0x00000
eagle.irom0text.bin位于0x10000

注意，其中除了flash.bin和irom0text.bin每次都需要下載，blank.bin和esp_init_data_default_v08.bin只需要保證flash里面下載過就行了，對應(yīng)版本的SDK只需要下載一次，并且要對照著上述地址下載。

6.4 燒寫flash

接線

用1條杜邦線連接ESP8266-01的GPIO0和樹莓派引腳Pin6（GND）。

燒寫flash的工具在這里

/home/pi/esp/esp-open-sdk/esptool/esptool.py，在前面我們已經(jīng)設(shè)置了工具鏈的環(huán)境變量，可以直接使用。

查看串口設(shè)備

確認前面設(shè)置的串口設(shè)備ls -l /dev

serial0 -> ttyAMA0

構(gòu)造燒寫命令

1) 第一次燒寫命令

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 write_flash 0x00000 eagle.flash.bin 0x10000 eagle.irom0text.bin 0xfb000 blank.bin 0xfc000 esp_init_data_default_v08.bin 0xfe000 blank.bin

2) 之后的燒寫命令

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 write_flash 0x00000 eagle.flash.bin 0x10000 eagle.irom0text.bin

ESP8266 flash燒寫操作流程

1) VCC斷電

2) 連接GPIO0和GND

3) VCC上電

4) 執(zhí)行上面準備好的燒寫命令

5) VCC斷電

6) 斷開GPIO0和GND

7) 運行minicom

注意：開多個putty窗口工作時，一定要燒寫完成后再運行minicom，否則串口被占著，燒寫會失敗！！！

8) 上電運行程序

OK!

制作ESP8266-01燒寫轉(zhuǎn)接板

燒寫過程挺麻煩的，如果經(jīng)常燒寫可以做一個電路板簡化燒寫過程。其實在燒寫過程中GPIO0和GND的連線不用一直連著，在上電進入燒寫模式之后就可以拿掉了，燒寫完成后將RST拉低一下模塊就進入程序運行模式。這里有一張網(wǎng)上找的電路圖可以參考。

在參考文檔《ESP8266-01 Programming Breakout Board》中有詳細的制作說明。

擦除芯片命令

如果模塊燒寫后運行異常，可以擦除芯片重新燒寫。通常直接燒寫就可以，不用擦除。

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 erase_flash

6.5 程序調(diào)試方法

官方給出的程序調(diào)試方法：

7. 更多的例子

在ESP8266-01S上面有一個藍色的LED接GPIO2引腳，我們下面用程序控制這個LED閃爍。

注意：如果使用ESP8266-01需要自己在GPIO2引腳上外接一個LED。

修改代碼nano user_main.c

1) 添加2個變量

static const int pin = 2;

static volatile os_timer_t some_timer;

2) 添加一個定時函數(shù)

void some_timerfunc(void *arg)

{

//Do blinky stuff

if (GPIO_REG_READ(GPIO_OUT_ADDRESS) & (1 << pin))

{

// set gpio low

gpio_output_set(0, (1 << pin), 0, 0);

}

else

{

// set gpio high

gpio_output_set((1 << pin), 0, 0, 0);

}

3) 在函數(shù)void user_init(void)中添加

// init gpio subsytem

gpio_init();

// configure UART TXD to be GPIO1, set as output

PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_U0TXD_U, FUNC_GPIO1);

gpio_output_set(0, 0, (1 << pin), 0);

// setup timer (500ms, repeating)

os_timer_setfn(&some_timer, (os_timer_func_t *)some_timerfunc, NULL);

os_timer_arm(&some_timer, 500, 1);

編譯./gen_misc.sh < esp01

燒寫

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 write_flash 0x00000 eagle.flash.bin 0x10000 eagle.irom0text.bin

運行燒寫完成后程序自動運行，可以看到led閃爍。

參考文檔：

電腦連接樹莓派3B+https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103332186

esp8266 SDK開發(fā)之環(huán)境搭建https://www.cnblogs.com/mmmmar/p/6370549.html

ESP8266 Community Forumhttps://www.esp8266.com/

Prebuilt Windows Toolchain for PowerPChttps://gnutoolchains.com/powerpc-eabi/

How to set up manually the GCC toolchain and SDKhttps://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=toolchain

esp8266-wikihttps://github.com/esp8266/esp8266-wiki/wiki

esp-linkhttps://github.com/jeelabs/esp-link

ESP8266_NONOS_SDK 3.0https://github.com/espressif/ESP8266_NONOS_SDK/releases/tag/v3.0

ESP8266https://fixme.ch/wiki/ESP8266

ESP8266-01 Programming Breakout Boardhttp://www.martyncurrey.com/esp8266-01-programming-breakout-board/

樂鑫官方文檔https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/documents

樹莓派使用Githttps://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104834522

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的toolchain安装教程支持_树莓派安装ESP8266_SDK开发环境的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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