使用Arduino更新ESP8266 firmware

从Arduino 变成 USB to Serial文章已知如何将Arduino变成USB to Serial的功能，接下来利用这个方法配合Arudino程式让ESP8266能进入UART0启动的韧体更新模式再透过ESPTool更新韧体。

连接电路：

透过图上提供的线路，将你的ESP8266与Arduino连接：

ESP8266	Arduino	说明
Vcc	3.3V	电源
GND	GND	接地
TX	RX	互接
RX	TX	互接
GPIO0	2	IO埠
CH_PD	3	晶片选择
RST	4	重置

撰写ESP8266程式码

要让ESP8266进入UART0启动的更新模式至少要将GPIO0低电位、GPIO2高电位，但因GPIO2在ESP8266上电后预设为高电位，不另外接到高电位，只透过程式将连接GPIO0的PIN2输出LOW，CH_PD连接PIN3输出HIGH，并且将RST接入Arduino中增加一个重置ESP8266的功能

//-----------start-----------
     int ch_pd = 3;
     int gpio0 = 2;
     int rst = 4;

     void setup() {
       pinMode(ch_pd, OUTPUT);
       pinMode(gpio0, OUTPUT);
       pinMode(rst, OUTPUT);
       digitalWrite(ch_pd, HIGH);
       digitalWrite(gpio0,LOW);
       //RESET ESP8266
       digitalWrite(rst,HIGH);
       delay(50);
       digitalWrite(rst,LOW);
       delay(200);
       digitalWrite(rst,HIGH);
     }

     void loop()
     {
     }
//------------end------------

程式写好后将程式下载至Arudino版子，并且更新时需让Arduino板子重新接上USB线才会让ESP8266进入更新模式。

更新ESP8266 韧体(FW)

Linux or OS X

更新韧体的主程式名为ESPTool，由Fredrik Ahlberg开发，目前已经由乐鑫官方负责维护，丹尼使用ESPTool 1.3才能符合下面操作范例（2.0版已加入ESP32)，因是python写成的，在使用时确定你的环境已经有python，新版1.3已支援python 2.7与python 3，确定你是python哪版本：

    python --version

丹尼目前的环境为：

    Python 3.6.0

自行加入pySerial对应版本的Library，以Arich Linux为例：

    pacman -Ss pyserial

    community/python-pyserial 3.2.1-2
        Multiplatform Serial Port Module for Python
    community/python2-pyserial 3.2.1-2
        Multiplatform Serial Port Module for Python

    sudo pacman -S community/python-pyserial

安装完成后，执行esptool.py，无错误产生的话会看到help说明：


esptool.py v1.3 - ESP8266 ROM Bootloader Utility

positional arguments:
  {load_ram,dump_mem,read_mem,write_mem,write_flash,run,image_info,make_image,elf2image,read_mac,chip_id,flash_id,read_flash,verify_flash,erase_flash,version}
                        Run esptool {command} -h for additional help
    load_ram            将映像档载入RAM中并行执行
    dump_mem            转存记忆体资料至档案(转存ESP资料)
    read_mem            读取记忆体指定位址并存至档案
    write_mem           读取档案内容并写入至记忆体指定位址
    write_flash         将档案内容写入至SPI Flash
    run                 执行Flash里的应用程式码
    image_info          转存可执行应用映像档的标头
    make_image          从二进位档建立可执行的应用
    elf2image           从ELF档建立可执行的应用
    read_mac            从OTP ROM读取MAC位址
    chip_id             从OTP ROM读取晶片资讯
    flash_id            读取Flash出厂资讯(可透过此ID得知容量大小)
    read_flash          取读SPI Flash内容
    verify_flash        验证bin与Flash
    erase_flash         抹除SPI Flash
    version             列印出esptool版本

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --port PORT, -p PORT  Serial埠名称(Linux ttyxxx,macOS cu.xxx,Windows COMx)
  --baud BAUD, -b BAUD  Serial埠速度

韧体上传命令示范：


./esptool.py -p /dev/ttyUSB0  write_flash 0x00000 v0.9.5.2\ AT\ Firmware.bin

其中-p后所接的是你的通讯埠名称(macOS以cu.命名规则，Linux以ttyXXX，Windows以COMx)，韧体写入位址从0x00000开始，来源档为0x00000 v0.9.5.2 AT Firmware.bin，一切顺利后就会更新完成：


./esptool.py -p /dev/cu.usbmodem5d11  write_flash 0x00000 v0.9.5.2\ AT\ Firmware.bin
Connecting...
Erasing flash...
Writing at 0x0007ef00... (100 %)

Windows

Windows上有NodeMcu团队开发的工具容易使用，根据你的环境下载版本

32bit
64bit

选择Arduino使用的通讯埠号：

到Config页面，每个韧体更新方式不同，依照安信可提供的韧体大小是符合整个flash大小，不需要分段更新，所以只要设定写入从0x00000，并且选择好对应的档案，并将选择它(选择后会显示x)：

基本上这些内容只需要注意Flash size，因为ESP8266设计上是以外接SPI Flash来运作，模组一开始主要都是使用256kBytes，后来官方新增功能愈来愈多就发展到512kByte，现在几乎都是1MBytes以上，请根据你模组上面的SPI Flash编号来判断，通常都是25xx开头，但Flash以bit来定义，所以会变成：

编号	Flash	PC计算单位
W25Q20	2Mbits	256kBytes
GD25Q16B	2Mbits	256kBytes
W25Q40	4Mbits	512kBytes
W25Q80	8Mbits	1024kBytes
W25Q16	16Mbits	2048KBytes
W25Q32	32Mbits	4096kBytes
BG25Q32	32Mbits	4096kBytes
GD25Q32B	32Mbits	4096kBytes

1024 bits = 1k

丹尼很久以前购买的ESP-01是512kBytes的版本，在此说明一下，官方版本的韧体从SDK V1.5.0以后采用1024kBytes的容量(因新增许多AT命令造成容量过大)，所以购买模组时请跟卖家确认是否超过1024kBytes的版本。一切都设定好再切至Operation的页面按下Flash进行更新，更新过程记录切至Log页就能看到。

补充

目前ESP8266发展愈来愈成熟，韧体主流为1MBytes(8Mbits)，安信可也提供符合新版SDK的自订韧体供选择，前往ESP8266 最新SDK发布查看安信可最新的自订韧体，现在新版的韧体也建议使用乐鑫提供的ESP_DOWNLOAD_TOOL，安信可也提供烧录说明如何为 ESP 系列模组烧录固件。

烧录前的检查确认避免烧录失败：

电压、电流

ESP8266所使用的为3.3V电压、电流至少大于300mA，这些来源都必需稳定，未确认USB to Serial提供的3.3V是否稳定时请勿使用，不稳定会造成烧录到一半失败或是无法切至烧录模式，详细说明请参考ESP8266 电源电路研究

确认flash size，选择对应的韧体大小

读取flash id

    esptool.py -p /dev/ttyUSB0 -b 230400 flash_id

得到flash相关资讯：


esptool.py v1.3
Connecting....
Manufacturer: ef
Device: 4016

取得flash_id资料后重新组合为1640EF(DeviceL + DeviceH + Manufacturer)，再经由Esp.cpp撷取出来的程式内容自行比对并取得内容：

uint32_t EspClass::getFlashChipSizeByChipId(void) {
    uint32_t chipId = getFlashChipId();
    /**
     * Chip ID
     * 00 - always 00 (Chip ID use only 3 byte)
     * 17 - ? looks like 2^xx is size in Byte ?     //todo: find docu to this
     * 40 - ? may be Speed ?                        //todo: find docu to this
     * C8 - manufacturer ID
     */
    switch(chipId) {

        // GigaDevice
        case 0x1740C8: // GD25Q64B
            return (8_MB);
        case 0x1640C8: // GD25Q32B
            return (4_MB);
        case 0x1540C8: // GD25Q16B
            return (2_MB);
        case 0x1440C8: // GD25Q80
            return (1_MB);
        case 0x1340C8: // GD25Q40
            return (512_kB);
        case 0x1240C8: // GD25Q20
            return (256_kB);
        case 0x1140C8: // GD25Q10
            return (128_kB);
        case 0x1040C8: // GD25Q12
            return (64_kB);

        // Winbond
        case 0x1640EF: // W25Q32
            return (4_MB);
        case 0x1540EF: // W25Q16
            return (2_MB);
        case 0x1440EF: // W25Q80
            return (1_MB);
        case 0x1340EF: // W25Q40
            return (512_kB);

        // BergMicro
        case 0x1640E0: // BG25Q32
            return (4_MB);
        case 0x1540E0: // BG25Q16
            return (2_MB);
        case 0x1440E0: // BG25Q80
            return (1_MB);
        case 0x1340E0: // BG25Q40
            return (512_kB);

        default:
            return 0;
    }
}

以1640EF为例得到的资料为：

        // Winbond
        case 0x1640EF: // W25Q32
            return (4_MB);

Winbond W25Q32 flash型号并且容量为4MBytes(32Mbits)。

确认韧体的结构

使用官方提供的分段烧录韧体(参考ESP8266 韧体)要确定每段都有烧录正确，官方提供的SDK目录结构来说，AT command 韧体更新说明都会放在bin/at/README.txt

***********************BOOT MODE***********************
download:
Flash size 8Mbit: 512KB+512KB
boot_v1.2+.bin          0x00000
user1.1024.new.2.bin    0x01000
esp_init_data_default.bin   0xfc000 (optional)
blank.bin               0x7e000 & 0xfe000

Flash size 16Mbit: 512KB+512KB
boot_v1.2+.bin          0x00000
user1.1024.new.2.bin    0x01000
esp_init_data_default.bin   0x1fc000 (optional)
blank.bin               0x7e000 & 0x1fe000

Flash size 16Mbit-C1: 1024KB+1024KB
boot_v1.2+.bin          0x00000
user1.2048.new.5.bin    0x01000
esp_init_data_default.bin   0x1fc000 (optional)
blank.bin               0xfe000 & 0x1fe000

Flash size 32Mbit: 512KB+512KB
boot_v1.2+.bin          0x00000
user1.1024.new.2.bin    0x01000
esp_init_data_default.bin   0x3fc000 (optional)
blank.bin               0x7e000 & 0x3fe000

Flash size 32Mbit-C1: 1024KB+1024KB
boot_v1.2+.bin          0x00000
user1.2048.new.5.bin    0x01000
esp_init_data_default.bin   0x3fc000 (optional)
blank.bin               0xfe000 & 0x3fe000

***********************NON-BOOT MODE***********************
download
eagle.flash.bin     0x00000
eagle.irom0text.bin 0x40000
blank.bin
    Flash size 4Mbit:   0x3e000 & 0x7e000
    Flash size 8Mbit:   0x7e000 & 0xfe000
    Flash size 16Mbit:      0x7e000 & 0x1fe000
    Flash size 16Mbit-C1:   0xfe000 & 0x1fe000
    Flash size 32Mbit:      0x7e000 & 0x3fe000
    Flash size 32Mbit-C1:   0xfe000 & 0x3fe000
esp_init_data_default.bin    (optional)
    Flash size 4Mbit:   0x7c000
      Flash size 8Mbit:   0xfc000
    Flash size 16Mbit:      0x1fc000
    Flash size 16Mbit-C1:   0x1fc000
    Flash size 32Mbit:      0x3fc000
    Flash size 32Mbit-C1:   0x3fc000

*NOTICE*:
UPDATE is not supported in non-boot mode

***********************************************************

Update steps
1.Make sure TE(terminal equipment) is in sta or sta+ap mode
ex. AT+CWMODE=3
    OK

    AT+RST

2.Make sure TE got ip address
ex. AT+CWJAP="ssid","12345678"
    OK

    AT+CIFSR
    192.168.1.134

3.Let's update
ex. AT+CIUPDATE
    +CIPUPDATE:1    found server
    +CIPUPDATE:2    connect server
    +CIPUPDATE:3    got edition
    +CIPUPDATE:4    start start

    OK

note. If there are mistakes in the updating, then break update and print ERROR.

第三方韧体请确认韧体是否整合好还是属于分段烧录，以安信可提供的则是已经整合好的，从位址0x00000开始烧录就能完成。

清除flash

必要时，自行清楚所有flash内容，避免有一些未知的内容被引用：

    esptool.py -p /dev/ttyUSB0 -b 230400 erase_flash

512kBytes 韧体

如果你是买512kBytes版本，丹尼提供使用官方SDK V1.3的版本整合成适合512kBytes版本使用的单一更新韧体档案ESP8266_V1.3_FOR_512k，可以使用任何的ESP8266更新程式来更新韧体。

参考资料

ESP8266 Firmware Update with Arduino Board

安信可v0.9.5.2AT固件支持SmartLink，带0.9.5.2APK，支持OTA！

更新日志

日期	修订内容
2017/05/24	修正文字内容
2017/03/21	更新内容并增加补充项目
2016/03/28	更新接脚、新增Windows更新工具

ESP8266 更新韧体使用Arduino当USB to Serial