乐鑫esp8266学习rtos3.0笔记：仅1M flash 的安信可 ESP-01S 模块，如何二次开发？如何对其 OTA 远程升级固件！

本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。

1、 Esp8266之搭建开发环境，开始一个“hellow world”串口打印。
2、 Esp8266之利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯”。
3、 Esp8266之利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。
4 、Esp8266之了解PWM，更为深入地用PWM控制一盏LED的亮度变化。
5 、Esp8266之原生乐鑫SDK高级使用之封装Post与Get请求云端，拿到“天气预报信息”。
6 、Esp8266之了解 SmartConfig与Airkiss一键配网，给8266配网上云端。无需把wifi名字密码写在固件里。
7 、Esp8266之了解 softAP热点配网模式原理，仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。
8、 Esp8266之你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯，都在这了。
9、 Esp8266进阶之路： [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
10、 Esp8266进阶之路： [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
11、 Esp8266进阶之路： 8266接入阿里智能，点亮一盏LED灯，期待天猫精灵语音控制的不约而至！
12、 Esp8266进阶之路： 图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器，实现移动网络远程控制一盏LED。
13、 Esp8266进阶之路： 动手做个8266毕设小案例，smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。
14、 Esp8266进阶之路： esp8266的 FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。
15、 Esp8266进阶之路： esp8266的物联网又一股清流，8266接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务，点亮一盏LED灯。
16、 Esp8266进阶之路： esp8266的基于Nonos移植红外线H1838，实现红外遥控器配网，远程控制一盏灯。
17、 Esp8266进阶之路： esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ，无需按键触发则8266进去一键配网模式。
18、 Esp8266进阶之路： esp8266 基于NONOS 实现 OTA 远程升级，实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。
19、 Esp8266进阶之路： esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。
20、 Esp8266进阶之路：深入学习esp8266的esp now模式，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下轻松彼此连接通讯交互数据。
21、 Esp8266进阶之路：浅谈 esp8266 如何在本地局域网网络情况下实现最大效率地和前端实现数据交互。
22、 Esp8266进阶之路： esp8266的工程如何添加第三方静态库文件以及如何自定义文件夹，聊聊那些makeFile的事。。
23、 Esp8266进阶之路：再来一波 esp8266 基于 freeRtos系统连接自己私有的服务器实现OTA远程升级，接触下 lwip的基本知识。。
24、 Esp8266进阶之路：渗透学习回顾下esp8266的外置spi芯片25q系列，熟悉8266代码块在其的分布，得心应手放置图片或其他资料。
25、 Esp8266进阶之路：深聊下esp8266的串口 Uart 通讯中断编程，为您准备好了 NONOS 版本和 RTOS 系统的串口驱动文件。
26、 Esp8266进阶之路： RTOS分析 MQTT 实现过程，实现移植 MQTT协议在 esp8266 rtos实时系统，可断线重连。
27、 Esp8266进阶之路：跟紧脚步，用VisualStudio Code开发 esp8266 rtos SDK v3.0版本，全新的 idf 框架，节省内存模块化开发。
28、 Esp8266进阶之路：教你轻松自如使用cJson在乐鑫 esp8266 如何解析一段json数据以及如何生成一段json数据。
29、 Esp8266进阶之路：百万条消息免费之乐鑫esp8266使用TCP直连模式MQTT协议接入阿里云物联网平台，支持私家服务器对接支持阿里云规则引擎。
30、 Esp8266进阶之路：乐鑫esp8266 SDK编程使用 IIC总线驱动 0.96寸的OLED显示屏，显示天气预报信息。
31、 Esp8266进阶之路：当esp8266遇到 Html，该怎么内置网页控制设备，理清内置网页的实现过程，实现无需路由器手机也可以控制esp8266。
32、 Esp8266进阶之路：细聊HmacMD5的加密方法带来的安全性，并实践在esp8266上，最大保障传输的过程的信息的安全性。
33、 Esp8266进阶之路：如何优雅地像乐鑫原厂封装esp8266底层寄存器的逻辑思维，做成自己的静态库库文件，让第三方人使用？
34、 Esp8266进阶之路：乐鑫esp8266 NONOS SDK 3.0编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。
35、 Esp8266进阶之路：乐鑫esp8266芯片借助机智云平台做一个商业化的七彩RGB灯泡可调整体方案项目，炫彩夺目高大尚。
36、 Esp8266之rtos3.0笔记：认识esp8266 Rtos 3.0 sdk 工程结构，esp8266如何向esp-idf工程靠近的，如何自定义头文件编译？
37、 Esp8266之rtos3.0笔记：你要找的基本外设功能都在这里了，包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。
38、 Esp8266之rtos3.0笔记：一篇文章带你搞掂存储技术 NVS 的认识和使用，如何利用NVS保存整型、字符串、数组以及结构体。
39、 Esp8266之rtos3.0笔记：捋一捋微信公众号配网智能设备 esp8266 并绑定设备的过程，移植并成功实现在 esp8266 rtos3.1 。
40、 Esp8266之rtos3.0笔记：基于乐鑫idf框架，研究出超稳定、掉线重连、解决内存泄露问题的Mqtt框架！支持esp8266和esp32！
41、 Esp8266之rtos3.0笔记： esp8266-12模块基于rtos3.1版本ota功能远程空中升级固件，官网基础之上增加dns域名解析！
42、 Esp8266之rtos3.0笔记：我又来了，基于rtos3.0版本 SDK编程 SPI 驱动 ws2812b 七彩灯，代码全部开源奉献给你们！
43、 Esp8266之rtos3.0笔记： esp8266-12模块基于rtos3.0版本扫描周围获取附近可用的 Wi-Fi 热点路由器信息，同样适合esp32。
44、 Esp8266之rtos3.0笔记：整理分享那些我在项目中常用的esp8266 rtos3.0版本的常见驱动，Button按键长短按、PWM平滑调光等。
45、 Esp8266之rtos3.0笔记：内置仅1M的Esp8285，如何攻破最棘手的OTA问题，大大节省资源成本开发产品。
46、 Esp8266之rtos3.0笔记：详细分析Esp8266上电信息打印的数据，如何做到串口通讯上电不乱码打印。
47、 Esp8266之rtos3.0笔记：无需外网，如何实现在本地局域网与控制端做数据交换的一些开发经验。
48、 Esp8266之rtos3.0笔记：迟来的1024程序员祝福，开源分享一个驱动 ds18b20 获取温度的工程。
49、 Esp8266之rtos3.0笔记： aliyun sdk 直连接入阿里云物联网平台，实现天猫精灵找队友零配网功能和语音控制。
50、 Esp8266之rtos3.0笔记： esp产品量产方案初入门之如何从外部读取 csv 文件的数据，比如从代码读取外部文件阿里云三元组。
51、 Esp8266之rtos3.0笔记：体验下 Linux搭建 ESP8266_RTOS_SDK 3.0 最新环境的搭建和编译吧。
52、 Esp8266之rtos3.0笔记：仅1M flash 的安信可 ESP-01S 模块，如何二次开发？如何对其 OTA 远程升级固件。

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3.1 环境搭建
3.2 编译
3.3 开启本地web服务器
3.4 现象

四、FAQ 笔记

1、这个OTA的升级原理是什么?
2、连接web服务器失败？

另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

前言

最近在弄公司新项目，对ESP8266的各种需求已司空见惯，如今乐鑫官方对二次开发ESP8266也有很多SDK版本了，从 2.2 到 2.1 、3.0 、3.3，以及最新分支开发版本，各种版本是否让你纠结我到底用哪个分支版本开发？

个人建议：开发学习用 master 分支，开发产品用稳定版 3.3 或 3.1分支，如果稳定版 3.3 或 3.1分支无法满足您的开发使用，用 master 分支即可！

最近接到一个客户的新需求，如何在安信可 ESP-01S 的模块上面进行远程OTA 升级固件？一开始，我是直接参考我去年的一篇文章：

链接：内置仅1M的Esp8285，如何攻破最棘手的OTA问题，大大节省资源成本开发产品。

再者说，群里也很多人问我安信可模块ESP-01S如何二次开发，支持二次开发吗？仅仅1M的flash支持OTA升级吗？答案：可以的；

一、认识 ESP-01 和 ESP-01S 区别

这里并不是为了带货写文章，太多人在群里问这个问题了，单纯想把这个文章分享出来给大家参考；

ESP-01 和 ESP-01S 都是安信可官方出品的，这里贴下对其主要的区别：

ESP-01S 在电路设计上已经把 GPIO0、RST和En 引脚上拉，而 ESP-01 没有；
ESP-01S 天线区域右下角只有一个指示灯，ESP8266-01天线区域右下角有两个指示灯。
ESP-01S背面有引脚说明，ESP-01背面有没有引脚说明。

在这里插入图片描述

正面对比（左边是 ESP-01S，右边是 ESP-01 ）：
背面对比（左边是 ESP-01S，右边是 ESP-01 ）：

二、调试接线

因为其的用途主要是给自有MCU单片机通讯连接单片机，所以很少有人用它二次开发，可能烧录固件会考虑到其的接线，这里不再贴接线方式了，而我目前用的是 ESP-plog 连接器，这里再贴下其介绍链接：ESP-Prog 下载与调试板介绍，不仅仅可以有自动下载功能，还可以对 ESP32 断点调试哦！

这里的分享，也是为了提高大家的开发效率，因为开发追求效率，也是提高老板对你的赏识；

我的实物图：

在这里插入图片描述

ESP-Prog 的 Program 接口和 ESP-01S 的接线详情：

ESP-Prog	ESP-01S	备注
ESP_TXD	RX
ESP_RXD	TX
IO0	IO0	必须接
VCC	VCC	务必检查是否 3.3伏
GND	GND
EN	EN	可不接，01S 已经内部上拉

三、搭建环境和编译

3.1 环境搭建

以上都是我目前的接线情况，如果您觉得麻烦，可以按照你方式来连线！确保接线完毕之后，极力推荐使用 Linux 开发环境，参考我之前的文章：

链接：体验下 Linux搭建 ESP8266_RTOS_SDK 3.0 最新环境的搭建和编译吧。

之后，我们下载一个稳定版分支的，自己去乐鑫仓库下载吧！

而我本文采用的是：ESP8266_RTOS_SDK Pre-release v3.3-rc1

下载链接：https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK/releases

找到OTA升级的工程， examples/system/ota/native_ota/1MB_flash/new_to_new_no_old，之后我们面板设置他的下载方式：

1、配置为 1M flash：

Serial flasher config  --->
    Flash size (2 MB)  --->
        (X) 1 MB

2、SPI模式配置为 DOUT：

Serial flasher config  --->
    Flash SPI Mode   --->  DOUT

3、波特率改为 230400 ，可以提高下烧录速度！

Serial flasher config  --->
    Default baud rate   --->  230400 baud

烧录配置如图所示：

在这里插入图片描述

4、配置远程
在这里插入图片描述

3.2 编译

1、第一次跑3.3分支，请先擦一下模块， make flash，再编译：make ota生成固件！这时候，会生成四个固件：ota.ota.bin、ota.app1.bin、ota.app2.bin 和 ota.bin ；

其关系为：

ota.app1.bin != ota.app2.bin != ota.ota.bin
ota.ota.bin = ota.app1.bin + ota.app2.bin

2、烧录 make flash 或者用烧录工具这样烧录：

固件	地址
ota_data_initial.bin	0xd000
bootloader.bin	0x0000
ota.bin	0x10000
partitions_two_ota.1MB.bin	0x8000

3.3 开启本地web服务器

为了方便调试，我们可以用Python开启一个本地服务器，端口号为 8070 ：

python -m SimpleHTTPServer 8070

如下截图所示，可看到开启成功，并且得到局域网的地址：192.168.31.48 ，这个是局域网内访问的本机设备，您在开发时候，你的电脑主机也会有所不同，请务必注意！
在这里插入图片描述

我们需要把每次编译生成的 ota.ota.bin 固件放在web服务器即可，这里我编译了2个版本的固件（ota_v1.bin和ota_v2.bin），并在打印上每个固件的版本，以区别是否远程升级成功。

我们测试下web服务器是否开启成功？我们用手机加入本地局域网，之后用手机浏览器打开上述的IP地址和端口号:192.168.31.48:8070，发现可以访问不报错即可！

这时候，我们开始在源码修改下 web 服务器的配置，然后再 make ota 生成2个固件，放在web服务器里面，就如下图所示了：

//路由器ssid
#define EXAMPLE_WIFI_SSID "aiot_default"
//路由器的密码
#define EXAMPLE_WIFI_PASS "aiot_default123456789"
//web服务器的ip地址
#define EXAMPLE_SERVER_IP "192.168.31.48"
//web服务器的端口号
#define EXAMPLE_SERVER_PORT "8070"
//要请求的固件的路径和文件名
#define EXAMPLE_FILENAME "ota_v2.bin"

//自定义：当前工程的版本号
#define  VERSION_FW "version - 1.0"

//每次上电打印下固件版本号
 ESP_LOGW(TAG,  VERSION_FW );

放置2个固件之后，再用手机浏览器访问，如图所示：

3.4 现象

首次上电，打印版本号为 version - 1.0 ，之后连接路由器，请求文件升级！来回升级哈哈！

load 0x40100000, len 7160, room 16 
tail 8
chksum 0x77
load 0x3ffe8408, len 24, room 0 
tail 8
chksum 0xce
load 0x3ffe8420, len 3540, room 0 
tail 4
chksum 0x85
I (43) boot: ESP-IDF v3.3-rc1-dirty 2nd stage bootloader
I (44) boot: compile time 17:36:54
I (44) boot: SPI Speed      : 40MHz
I (49) boot: SPI Mode       : DOUT
I (56) boot: SPI Flash Size : 1MB
I (62) boot: Partition Table:
I (67) boot: ## Label            Usage          Type ST Offset   Length
I (79) boot:  0 nvs              WiFi data        01 02 00009000 00004000
I (90) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000d000 00002000
I (102) boot:  2 phy_init         RF data          01 01 0000f000 00001000
I (113) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00010000 00070000
I (125) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 00080000 00070000
I (136) boot: End of partition table
I (143) esp_image: segment 0: paddr=0x00010010 vaddr=0x40210010 size=0x3e758 (255832) map
I (268) esp_image: segment 1: paddr=0x0004e770 vaddr=0x4024e768 size=0x08098 ( 32920) map
I (283) esp_image: segment 2: paddr=0x00056810 vaddr=0x3ffe8000 size=0x00590 (  1424) load
I (284) esp_image: segment 3: paddr=0x00056da8 vaddr=0x40100000 size=0x00a30 (  2608) load
I (295) esp_image: segment 4: paddr=0x000577e0 vaddr=0x40100a30 size=0x05854 ( 22612) load
I (317) boot: Loaded app from partition at offset 0x10000
I (344) system_api: Base MAC address is not set, read default base MAC address from EFUSE
I (351) system_api: Base MAC address is not set, read default base MAC address from EFUSE
phy_version: 1155.0, 6cb3053, Nov 11 2019, 17:31:08, RTOS new
I (407) phy_init: phy ver: 1155_0
I (410) reset_reason: RTC reset 1 wakeup 0 store 0, reason is 1
W (415) ota: version - 1.0
W (419) ota: EXAMPLE_WIFI_SSID  aiot_default
W (427) ota: EXAMPLE_WIFI_PASS  aiot_default123456789
W (436) ota: EXAMPLE_SERVER_IP  192.168.31.48
W (443) ota: EXAMPLE_SERVER_PORT  8070
W (450) ota: EXAMPLE_FILENAME  ota_v2.bin
I (478) ota: Setting WiFi configuration SSID aiot_default...
I (478) ota: Starting OTA example... @ 0x4022cf48 flash 1MB
I (494) ota: Running partition type 0 subtype 16 (offset 0x00010000)
I (3576) wifi: state: 0 -> 2 (b0)
I (3616) wifi: state: 2 -> 3 (0)
I (3657) wifi: state: 3 -> 5 (10)
I (3661) wifi: pm start, type: 2
I (5311) event: sta ip: 192.168.31.12, mask: 255.255.255.0, gw: 192.168.31.1
I (5316) ota: Connect to Wifi ! Start to Connect to Server....
I (5321) ota: Server IP: 192.168.31.48 Server Port:8070
I (5468) ota: Connected to server
I (5471) ota: Connected to http server
W (5474) ota: Connect to http server send :
GET /ota_v2.bin HTTP/1.0
Host: 192.168.31.48:8070
User-Agent: esp-idf/1.0 esp32


I (5489) ota: Send GET request to server succeeded
I (5496) ota: Writing to partition subtype 17 at offset 0x80000
I (10486) ota: esp_ota_begin succeeded
I (10489) ota: Totoal OTA number 2 update to 1 part
I (10498) ota: parse Content-Length:630976, ota_size 315488
I (13078) ota: Have written image length 692
I (13104) ota: Have written image length 1716
I (13114) ota: Have written image length 2740
I (13123) ota: Have written image length 3764
I (13135) ota: Have written image length 4788
... ...  ....

I (16765) ota: Have written image length 311236
I (16775) ota: Have written image length 312260
I (16783) ota: Have written image length 313284
I (16794) ota: Have written image length 314308
I (16801) ota: Have written image length 315028
I (16807) ota: Have written image length 315488
I (16813) ota: Connection closed, all packets received
I (16822) ota: Total Write binary data length : 315488
I (16827) esp_image: segment 0: paddr=0x00080010 vaddr=0x40280010 size=0x3e758 (255832) map
0x40280010: _flash_cache_start at ??:?

I (16919) esp_image: segment 1: paddr=0x000be770 vaddr=0x402be768 size=0x08098 ( 32920) map
I (16935) esp_image: segment 2: paddr=0x000c6810 vaddr=0x3ffe8000 size=0x00590 (  1424) 
I (16941) esp_image: segment 3: paddr=0x000c6da8 vaddr=0x40100000 size=0x00a30 (  2608) 
I (16951) esp_image: segment 4: paddr=0x000c77e0 vaddr=0x40100a30 size=0x05854 ( 22612) 
I (16971) esp_image: segment 0: paddr=0x00080010 vaddr=0x40280010 size=0x3e758 (255832) map
0x40280010: _flash_cache_start at ??:?

I (17059) esp_image: segment 1: paddr=0x000be770 vaddr=0x402be768 size=0x08098 ( 32920) map
I (17075) esp_image: segment 2: paddr=0x000c6810 vaddr=0x3ffe8000 size=0x00590 (  1424) 
I (17081) esp_image: segment 3: paddr=0x000c6da8 vaddr=0x40100000 size=0x00a30 (  2608) 
I (17091) esp_image: segment 4: paddr=0x000c77e0 vaddr=0x40100a30 size=0x05854 ( 22612) 
I (17163) ota: Prepare to restart system!
I (17166) wifi: state: 5 -> 0 (0)
I (17169) wifi: pm stop
E (17173) ota: Disconnect reason : 8

四、FAQ 笔记

1、这个OTA的升级原理是什么?

命令“ make ota”将生成3个固件：“ xxx（项目名称）.app1.bin”，“ xxx（项目名称）.app2.bin”和“ xxx（项目名称）.ota.bin”。您仅应将“ xxx（项目名称）.ota.bin”上传到您的OTA服务器，并让应用下载它并且运行。

xxx.app1.bin用于下载到OTA_0分区，xxx.app2.bin用于下载到OTA_1分区。如果ESP8266的闪存大于“ 1 MB”，或者您选择了“复制OTA”功能，则xxx.app1.bin = xxx.app2.bin = xxx.ota.bin 。

否则，如果主板的闪存大小为1 MB，而您未选择“复制OTA”功能，则 xxx.app1.bin != xxx.app2.bin!= xxx.ota.bin，xxx.ota.bin = xxx.app1.bin + xxx.app2.bin。
因此，ESP8266的falsh大小配置对于OTA升级非常重要。

基于以上理论，我们可以看到对于ESP8266 + 2MB flash（或更大），app1和app2相同，可以直接下载而不用区别。但是对于ESP8285（ESP8266 + 1MB闪存），ota0（app1）和ota1（app2）是不同的，您需要在FOTA期间区分应该下载哪一个，并将其下载到哪个位置。

现在，示例代码中的方法是将app1和app2合成为“ xxxx（项目名称）.ota.bin”。FOTA时，根据下载位置，仅将目标应用程序（app1或app2）写入闪存；而另一部分将被丢弃。