ESP32学习笔记_esp32库

ESP32的入门使用

软件

要想用电脑控制esp32的软件是Arduino IED，图如下

然后软件中下载好相应的资料，如esp32库

或者另一种工具也可以控制下载

ESP32的启动流程

常识：

（1）esp32启动后跑的是一个freetos的一个操作系统

（2）Arduino会自带很多参考例子，在自己开发的时候，参考例子会有让自己有一个很好的开发思路

ESP32的启动原理：

在操作系统跑起来后，最终会调用到app.main函数。

ESP32的Bootloader（引导加载程序）主要执行以下任务：

1. 内部模块的基础初始化配置
2. 根据分区表和ota_data（如果存在）选择需要引导的应用程序（app）分区
3. 将应用程序映像加载到 RAM（IRAM和DRAM）中
4. 完成以上工作后把控制权转交给应用程序

第一阶段的bootloader加载第二阶段bootloader，第一阶段位于ROM里面，这样我们就没法知道他的源码了，第二阶段的位于0x1000这个flash的地方。

第二阶段的bootloader加载分区表以及用户app，其实就是freertos了，

然后第二个CPU和操作系统的调度器就会运行。

第一阶段的bootloader加载完第二阶段的bootloader之后，通过判断第二阶段bootloader的二进制头就能知道该去哪里指向第二阶段的bootloader。

第二阶段的bootloader去0x8000这个地方加载分区表。分区表里面应该有用户APP的地址。

ISR handlers中断处理函数必须放到IRAM里面，通过加IRAM_ATTR属性就能把代码或者变量放到IRAM里面。

板子启动流程

（1）地址映射

(a）Oxe000 这个地方下载了一些东西。->boot_app0.bin-
（b)Ox1000 这个地方又下载了东西。--bootloader.bine
（c）Ox10000这个地方又下载了东西。-放的是应用程序也就是freertos
(d）0x8000 这个下载了东西。---default.bin 应该就是 default.csv 生成的
 

对于这个下载工具，我们只需要将对应的地址和含有程序的文件填进去，也可以运行

 ESP32基本的函数

常识

（a）cores文件夹就是工程里面默认使用被编译的文件。、
(b)PRO.CPU运行起来freertos之前先运行了app_main函数，此函数在main.cpp文件里面。
(c)除了cores文件夹下面以及librarise.下面的文件，其他的文件都被放到.a库文件里面。esp32\tools\sdk\lib 文件夹下。”
void-loopTask(void*pxParameters)第1个任务里面先调用setup()函数，然后再调用loop()函数，然后一直死循环。而且main函数里面就有setup()函数和loop(）函数。setup()函数和loop()函数分别在死循环外和死循环内
因此如果不再setup()里面创建任务的话，相当于只跑一个用户任务。但是如果在loop()函数里面创建任务，就相当于在死循环里面不断创建任务，然后导致CPU承受不了，从而崩溃。

ESP32串口

常识：
（a）arduino.支持c++，而且支持的非常好，所以就可以使用c++进行编程。
（b）libraries 文件夹下面的库文件，如果不包含库的头文件，是没法使用里面的源文件。”
其实Serial就是一个实例。他位于HardwareSerial.cpp文件里面，HardwareSerial类的构造函数传入一个参数就是串口号。
class HardwareSerial: public Stream继承这个类，class-Stream:public Print继承这个类，这个类里面有很多函数，最终是在classHardwareSerial类的 HAL层实现。

ESP32的蓝牙与WiFi

(1）AT固件的使用（固件源码没开源)。
（a）固件下载。
使用工具下载，如下图所示，。

注意：使用这个分区partitions_at_ok.bin，否则就无法正常运行AT固件。
(b)接线方法。
USB端口是下载和调试信息的端口，我们需要另外的一个USB转TTL来连接模块的AT指令端口。

注意：共地，GPIO16是RX接USB转TTL的TX：GPIO17是TX接USB转TTL的RX。

WIFI

（c）wifi的AT指令使用

波特率默认也是115200.

wifi 的作用：

就是通过wifi 发数据，第一种是当做客户端来使用(大部分情况)，因为大部分情况ESP32没法进入公网，但是有些网络也可以通过端口映射让ESP32进入公网，第二种情况当做服务器端来使用(必须让ESP32进入公网中，一般通过端口映射进入)。
连接网络之后，就是通过网络交互数据。
其实使用AT固件的话，ESP32没法控制外设，只能当做数据中转站使用。

注意：程序开发时候，要显示串口助手把各种qing'kuang模拟清楚，对AT返回值进行不同的处理，来保证产品的稳定性，

（d）wifi编程。

注意：编程使用的默认规则，先在相关的例程，然后移植测试，如果好用，万事大吉；如果不好用再进行深入分析；如果例程中没有相关的功能，那么找到与例程相关的源文件，在源文件里面找函数来使用。
（d1)触摸传感器使用。。
extern void pinMode(uint8_t pin,uint8_tmode)__attribute__((weak,alias("__pinMode")));

weak的意思弱函数，如果其他地方重新定义此函数，这里定义的将不起作用。

Alias后面的内容是函数别名的意思。

(d2）wifi 使用方式简介。
STATION模式，最常用，我们开发应该就是使用此方式。连接路由器，查看自己的IP和MAC之类的功能。通过路由器连入公网，然后与公网的服务器进行互动。
AP 模式，不常用。设置名字和密码，分配 IP地址等功能。大部分情况只能在局域网使用，相当于模块是 个路由器，因为模块没有公网 IP，所以只能局域网玩耍。

编程要点：
(i)怎么开启这种模式？

(ii) STATION模式怎么扫描AP，怎么接入AP？
WiFi.begin(STA_SSID,STA_PASS)；接入路由器的用户名和密码。
WiFi.scanNetworks()函数扫描，返回扫描到网络的个数。
WiFi.getNetworkInfo()函数获取每个扫描到的网络的信息。

（iii) AP模式怎么打开，怎么设置AP的SSID 和密码？
WiFi.mode(WIFI_AP);设置AP模式。WiFi.softAP()可以传入用户名和密码。

（IV)模块怎么创建服务server?怎么创建client?怎么交互数据？。
WiFiServer-server(80);定义一个server实例。
server.begin();开启 server。"
WiFiClient client = server.available(); 是否有客户端连接。
client.available()判断客户端是否上发数据。。
charc=-client.read();读取客户端发过来的数据。
client.stop();关闭连接。

WiFiClient client;创建一个客户。。
client.connect(host, httpPort)连接服务。

client.print()发数据到服务器。
client.available()查询是否有数据可读。
client.readStringUntil("r")；读字符串直到\r’，用别的函数也可以。client.stop();

关闭连接。

（V）事件，什么时候知道扫描AP完成了?事件，扫描、连接、断开连接等事件。怎么知道这些事件的发生？。
WiFi.onEvent()函数就可以知道事件发生。

蓝牙

蓝牙通信的概念：
参考这个网址：
https://blog.csdn.net/u013378580/article/details/52891462
理解了概念，你才会明白怎么使用。
广播：向外定时发送一些信息，让其他设备发现自己。
扫描回复：向外发送请求，让外围设备回复自己，让自己知道外面有什么设备。
连接：首先就需要连接。
两个设备连接之前必须进行连接，这个是使用GAP协议。
理解这个图即可理解 GATT协议，

有一些标准的profile定义一个特殊的用途的profile，最终还是要有sevice、characteristic组成。

每个profile 可以包括很多service，每个 service 可以包含很多个characteristic，characteristic才是最终通信的目标。
每个characteristic都有属性，比如读、写这些属性。

这么多 service和characteristic，怎么识别是哪一个？
就是通过一个唯一标号UUID来标记和识别。

都是要扫描设备支持的服务和characteristic。
Characteristic 就是特征的意思。

收发数据是最终目的。
 

 server相关的理论知识：
server里面包含至少一个service，service包含至少一个特征characteristic，characteristic必定有值，这个值就是与client交流对象，还可以有decriptor描述符，描述符就是描述这个characteristic的，描述符有读写属性，描述符也可以被读写，有个比较特殊的描述符0x2902，这个描述符决定了client 是否订阅通知。
通知notify也是一个Characteristic。

Server的使用
打开notify这个例程。
（a）初始化生成一个BLE device。
BLEDevice:init("MyESP32"); 工
(b)创建一个server。
pServer =BLEDevice::createServer()

(c)设置server的连接和断开回调函数。
pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks());--->这样就可以知道什么时候设备连接上了，什么时候又断开了。
(d)创建service。
BLEService *pService- pServer->createService(SERVICE_UUID);
（e)service 创建characteristic。---->此例程的characteristic是用来通知的。
pCharacteristic = pService->createCharacteristic
(f） characteristic 创建描述符。---->不是必须的
写0不订阅，写1订阅。
pCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());

分析了一下descriptor的管理。
（f）开始服务。
pService->start();
(g)开始广播。-→作用就是可以被client 发现，从而能够连接 server，获取 service 中characteristic的值。
(h)设置characteristic的值。
pCharacteristic->setValue(&value, 1);
(i)把characteristic的值广播出去。只有广播，client才能发现sever。
pCharacteristic->notify(); ---->如果client订阅了通知，将会收到这个值。
怎么知道通知的值是什么？
通过分析notify函数和setValue函数就可以知道了。
因为通知这个其实也是通过characteristic实现，也是一个characteristic。

蓝牙通信的目的是什么？怎么开始通信？怎么进行通信？
目的当然数据交换。
通信首先必须握手，这个握手就是连接，怎么知道连接谁？怎么知道现在有谁(有哪些设备)？
流程：
Server进行不停的广播，也就是发广播包，client进行不断的扫描，然后把扫描的广播包进行分析，然后进行连接请求，然后server同意建立连接，最终连接上来。

什么是广播包？广播格式是什么？怎么区分不同的广播包(server广播的包，连接请求的包扫描回复的包)？
区分这些包都是蓝牙规定的！！也就是协议！！！