ESP8266 Introduction

NodeMCU-V1.0

核心板型号：ESP-12-E,4Mbytes（32Mbits）的flash
开源官网
官网烧录工具使用：
1. SPI模式选择：DIO
2. FLASH SIZE选择：32Mbit
3. 将最新的固件烧写到0x00000处
4. 在烧写之前，需要按住FLASH按键不动然后按下RST按键一次
nodemcu专用烧录工具：只需连接USB串口，选择好烧录文件，单击Flash即可完成烧写
Pin map

Node MCU Pin Map
- 其中D0（GPIO16）只能被用作gpio read/write，不支持中断，不支持pwm、i2c、onewire
Lua core based on eLua project
cjson based on lua-cjson
File system based on spiffs
事件驱动的编程模型
内建的模块：node,json,file,timer,pwm,i2c,spi,onewire,net,mqtt,coap,gpio,wifi,adc,uart,bit,u8g,ucg,ws2801,ws2812,crypto,dht,rtc,sntp,bmp085,tls2561,hx711,system
Node MCU API

ESP8266介绍

内核架构：XtensaLX106（32位），由Tensilica公司开发，是个可配置软核CPU，指令集可扩展，扩展的指令集通过硬件实现。通常扩展指令集有几种方式：
1. fusion，就是将多条指令合并为一条指令，从而缩短程序所需要的cycle数
2. SIMD，就是单指令多数据
默认串口波特率9600。当工作在AP模式时，默认的ip地址为192.168.4.1
CPU主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS。内部三条总线：iBus访问内部，外部存储器；dBus访问数据RAM；AHB访问内部寄存器
支持的无线网络类型：STA/AP/STA+AP
安全机制：WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK
加密类型：WEP64/WEP128/TKIP/AES
固件升级：本地串口，OTA云端升级
网络协议：IPv4，TCP/UDP/FTP/HTTP
支持的硬件接口：UART，I2C，PWM，GPIO，ADC（10位，ADC的范围在0~1V）
串口数据传输最大传输速率为460800bps
系统上电会运行厂商芯片内部的Boot loader，而在bootloader中串口波特率被设置为了74880
ESP8266的PWM频率100~500Hz
GPIO输出电压为VDD_IO（比如3.3V），输出电流应该不超过20mA
ESP8266有两个uart，其中uart0有Tx、Rx，可做数据传输，uart1仅有Tx，可做串口调试信息打印
ESP8266有两套MAC，因此可以支持softAP+station共存的模式
ESP8266 softAP可连接4个station
ESP8266低功耗只针对station模式，对于softAP则没有低功耗模式
ESP8266的TCP连接最多可以建立5个，UDP连接最多可以建立5个，可同时建立5个TCP连接和5个UDP连接
ESP8266片上没有ROM，用户程序存放在外部SPI Flash中。最大支持16MByte的容量。支持的SPI模式：Standard SPI，Dual SPI，DIO SPI，QIO SPI以及Quad SPI。注意，在下载固件时需要在下载工具选择对应模式，否则下载后程序将无法得到正确的运行
ESP8266芯片定义了1个SDIO Slave接口，SDIO由硬件实现，支持4位25MHz SDIOv1.1和4位50MHz SDIO v2.0

最小系统

Pin11和Pin17两个数字电源管脚，数字电源无需在电路中增加滤波电容。数字电源工作电压范围1.8v~3.3V
在模拟电源部分，要注意当ESP8266工作在TX时候，瞬间电流会加大，往往会引起电源的轨道塌陷，所以在设计时在模拟电源电路上增加一个0603或者0805封装的10uF电容，此电容可与0402封装的0.1uF电容搭配
在PIN21 SD_CLK管脚上串联一个0402封装的电阻连接到Flash CLK管脚上。此电阻的作用主要为：降低驱动电流，减小串扰和外部干扰，调节时序等。串联电阻大小为200ohm
RES12K（Pin31）需外接12K对地电阻，该电阻作为芯片bias控制电流的电阻，对精度要求比较高，建议采用12K±1%精度的电阻
ESP8266模组
1. Layout：
  1. 第一层Top层主要用于走信号线和摆件
  2. 第二层为GND层，不走信号线，保证一个完整的GND平面
  3. 第三层为POWER层，尽量走电源线
  4. 第四层为Bottom层，建议Bottom层不摆件，只走信号线
2. 3.3V电源线线宽必须＞15mil，走线尽量走第三层（POWER层），到达芯片管脚处时打过孔到达TOP层连接芯片管脚。在过孔处理上，VIA的直径需要大于电源走线的宽度，而且drill应始终，略大于VIA的半径即可
3. 晶振位置尽量靠近芯片的XTAL Pins，走线不要太长，同时晶振走线必须用地包起来良好屏蔽；晶振的输入输出走线不能打孔走线，即不能跨层。金正的输入输出走线不能交叉，跨层较差也不行。晶振的输入输出的bypass电容要靠近芯片左右侧摆放，尽量不要放在走线上；晶振下方4层都不能走高频数字信号，最佳情况是晶振下方不走任何信号线，晶振TOP面的铺铜区域越大越好。晶振为敏感器件，晶振周围不能有磁感应器件，比如大电感。
4. RF走线必须控制特性阻抗为50Ω，保证第二层完整地平面，周围地孔屏蔽，走线长度尽量短。RF走线尽量保持在10mil以上；RF走线需预留一个π型匹配网络，且π性匹配电路靠近芯片RF Pin脚摆放。芯片到天线的RF走线不能有过孔，即不能跨层走线。RF走线不能走直角或者45°角，如果有需要则使用圆弧走线。RF走线附近不能有高频信号线。RF上的天线必须远离所有传输高频信号的器件，比如晶振，DDR，一些高频时钟

编译

esp_iot_sdk_v0.9.5及之后版本的软件简化了编译脚本，编译指令：./gen_misc.sh，根据提示按要求输入编译参数
1. boot_v1.1与boot_v1.2+：boot_v1.2相对编译时将程序排列的更紧凑，省flash空间；boot_v1.3主要支持增强启动模式可用于产测
2. 不支持云端升级：flash.bin+iromtext.bin，支持云端升级：boot.bin+user1.bin
3. 注意编译不同大小的bin时，其烧录地址不同
bin目录存放需要下载到Flash的bin文件
1. at文件夹：Espressif提供的支持AT指令的bin文件
2. upgrade文件夹，编译生成的支持云端升级的bin文件（user1.bin或user2.bin）
3. bin文件下根目录，编译生成的不支持云端升级的bin文件，和其他Espressif提供的bin文件
编译生成user1.bin后，先运行make clean清除上次编译生成的临时文件后，再编译生成user2.bin
每个bin编译成功后，会提示该bin的烧录位置,典型烧写位置：

烧写
编译esp_iot_sdk_v0.9.4及之前版本软件
1. 指令：./gen_misc.sh
2. 支持云端升级（FOTA）的编译步骤如下：
  1. 运行./gen_misc_plus.sh 1，在esp_iot_sdk/bin/upgrade路径下生成user1.bin
  2. 运行make clean，清除之前的编译信息
  3. 运行./gen_misc_plus.sh 2，在esp_iot_sdk/bin/upgrade路径下生成user2.bin
针对编译时STEP1和STEP5的选择不同，对应的flash size和flash map不同。
1. 系统参数区（system param）始终为flash的最后16KB
2. 用户参数区（User param）指Espressif提供的示例软件（IOT_Demo或AT）中设定的用户参数区。如果用户自行实现应用程序，则可以将用户参数存放在flash任意空闲区域
3. 用户数据区（UserData），可能空闲，当程序区域未占满flash空间时，剩余空间可供用户存储数据
none boot-不支持云端升级。编译时Step1选择2，编译生成eagle.flash.bin（简称flash.bin）和eagle.irom0text.bin（简称irom0text.bin），不支持云端升级，则STEP5时选择不同flash size对应的布局如下：
1. 512KB flash
  
  none-boot-512KB
  
  none-boot-512KB-ld文件
2. 1024KB flash
  
  none-boot-1024KB

\esp_iot_sdk\ld 路径的“eagle.app.v6.ld”文件，其中irom0_0_seg的len即设置irom0text.bin的上限值。对于1024KB flash，此len最大可修改为0xBC000，irom0text.bin 最大支持到752KB
1. 2048KB flash
  
  none-boot-2048KB
\esp_iot_sdk\ld 路径的“eagle.app.v6.ld”文件，其中irom0_0_seg的len即设置irom0text.bin的上限值。对于2048KB flash，此len最大可修改为0xC0000，irom0text.bin 最大支持到768KB（因为ESP8266目前程序区最大支持1024KB，1024-256=768）
1. 4096KB flash
  
  none-boot-4096KB
\esp_iot_sdk\ld 路径的“eagle.app.v6.ld”文件，其中irom0_0_seg的len即设置irom0text.bin的上限值。对于2048KB flash，此len最大可修改为0xC0000，irom0text.bin 最大支持到768KB（因为ESP8266目前程序区最大支持1024KB，1024-256=768）

with boot-支持云端升级。编译时STEP1选择1，便一两次，分别生成user1.bin和user2.bin，支持云端升级功能。STEP5时选择不同的flash size对应的布局：

with-boot-512KB

with-boot-1024KB

with-boot-2048KB

with-boot-4096KB

烧录

系统参数区固定为flash的最后四个扇区，每个扇区4KBytes，即flash最后16KB
master_device_key.bin是ESP8266设备享受Espressif云端服务的身份证明，如果不使用Espressif Cloud可以不少路，否则仅烧录一次。烧录地址在IOT_Demo中设置为用户参数区的第三个扇区
blank.bin初始化系统参数，烧录地址为flash的倒数第二个扇区
esp_init_data_default.bin初始化射频相关参数，烧录地址为flash的倒数第四个扇区
不支持云端升级

不支持云端程序的烧录地址
支持云端升级（FOTA）。支持云端升级的软件无需烧录user2.bin，可以通过网络升级下载user2.bin到Flash并重启运行。

支持云端程序的烧录地址
从esp_iot_sdk_v1.4.0版本起，开发者可以通过设置esp_init_data_default.bin（0~128byte）的114byte控制上电时的RF初始化的行为。

改变RF初始化行为

SDK二次开发

如果函数添加了ICACHE_FLASH_ATTR,该函数会被放在irom中，CPU仅在调用到他们的时候，将他们读到cache中运行；没有条件ICACHE_FLASH_ATTR宏的函数，将在一开始上电运行时，就加载到iram中运行。由于空间有限，我们无法将所有代码都一次性加载到iram中运行，因此在大部分函数前添加ICACHE_FLASH_ATTR宏。注意，不能在GPIO或UART中断处理函数中调用带有“ICACHE_FLASH_ATTR”宏的函数，否则将引起异常。
wifi_set_ip_info、wifi_set_macaddr仅在user_init中调用才生效
system_timer_reinit建议在user_init中调用，否则调用后，需要重新arm所有timer
wifi_station_set_config如果在user_init中调用，底层会自动连接对应的路由，不需要再调用wifi_station_connect来进行连接，否则需要。
使能us级定时器
1. 在user_config.h中#define USE_US_TIMER，并在user_init中调用system_timer_reinit(),此时可以同时使用os_timer_arm_us和os_timer_arm
2. 未定义USE_US_TIMER时，os_timer_arm（）的时间参数范围0~6871947ms，os_timer_arm_us不可用
3. 定义了USE_US_TIMER时，os_timer_arm（）的时间参数范围0~429496ms，os_timer_arm_us的时间参数范围是0~429496729us
blank.bin，有Espressif提供，烧录到0x7E000地址。不是每次都要烧录，仅当sdk升级版本或需要擦除WIFI配置参数时进行烧录
eagle.app.v6.flash.bin,用户编译生成，烧录到0x0000地址
master_device_key.bin，向Espressif服务器申请，烧录到0x3E000地址
eagle.app.v6.irom0text.bin，用户编译生成，烧录到0x40000地址
esp_init_data_default.bin有Espressif提供，烧录到0x7c000地址
system_restore将wifi相关参数复位，即擦出了路由器信息以及恢复了softAP默认名称
固件云端升级成功后，需要调用system_upgrade_reboot，否则不切换
system_timer_reinit需要放在程序最开始，usr_init第一句

重要API介绍

bool wifi_station_scan (struct scan_config *config, scan_done_cb_t cb);功能：获取AP的信息。注意：不能在user_init中调用此接口，该接口必须在系统初始化完成后，并且ESP8266 station接口使能的情况下调用
bool wifi_station_set_config (struct station_config *config)；功能：设置WiFi station接口的配置参数，并保存到flash。注意：如果wifi_station_set_config在user_init中调用，则ESP8266 station接口在系统初始化完成后，自动连接AP（路由），无需再调用wifi_station_connect；否则，需要调用wifi_station_connect连接AP（路由）。station_config.bssid_set一般设置为0，仅当需要检查AP的MAC地址时（用于有重名AP的情况下）设置为1、本设置如果与原设置不同，会更新保存到flash系统参数区

降低功耗的方法

Modem-Sleep：CPU一直工作，在保持wifi连接，如果没有数据传输则关闭WiFi Modem电路来省电
Light-Sleep：CPU暂停工作，保持Wifi连接
Deep-Sleep：WiFi不需要一直保持连接时采用该模式

ADC应用场景

测量VDD3P3管脚3和4的电源电压
1. TOUT必须悬空
2. RF_init参数：esp_init_data_default.bin（0~127byte）中的低107byte为“vdd33_const”，必须设为0xFF，即255
3. RF Calibration工作过程：自测VDD3P3管脚3和管脚4上的电源电压，根据测量结果优化RF电路工作状态
4. 用户软件：可使用system_get_vdd33，不可使用system_adc_read
测量TOUT管脚6的输入电压
1. TOUT管脚接外部电路，输入电压范围限定为0-1.0V
2. RF_init参数：esp_init_data_default.bin（0~127byte）中的第107byte为“vdd33_const”，必须设为真实的VDD3P3管脚3和管脚4上的电源电压，ESP8266的工作电压范围1.8V-3.6V，“vdd33_const”单位0.1V，因此“vdd33_const”有效取值18~36.若电源电压不稳定，会动态变化，“vdd33_const”应输入为电源电压变化的最小值0x10.
3. RF Calibration工作过程：根据RF_init第107byte“vdd33_const”的值来优化RF电路工作状态，容许误差约为±0.2V
4. 用户软件：不可使用system_get_vdd33；可使用system_adc_read

电源管理

关闭（OFF）：CHIP_PD管脚处于低功耗状态。RTC失效，所有寄存器被清空
深度睡眠（DEEP_SLEEP）：RTC开着，芯片的其他部分都是关着的。RTC内部recovery memory可保存基本的WiFi连接信息
睡眠（SLEEP）：只有RTC在运行。晶体振荡器停止工作。任何部位唤醒（MAC、主机、RTC计时器、外部中断）将唤醒整个芯片
环形（WAKEUP）：在这种状态下，系统从睡眠状态下转为启动（PWR）状态。晶体振荡器和PLL均转化为使能状态
开启状态（CPU ON）：告诉时钟可以运行，并发送至各个被时钟控制寄存器使能的模块。各个模块，包括CPU在内，执行较低电平的时钟门控。系统运作时，可以通过WAITI指令关闭CPU内部时钟
工作状态（RF WORK）：在开启状态的基础上打开WiFi功能

2.4GHz接收器

2.4GHz接收器把RF信号降频，编程正交基带信号，用2个高分辨率的高速ADC将后者转为数字信号。为了适应不同的信号频道，无线电接收器集成了RF滤波器、自动增益控制AGC、DC偏移补偿电路和基带滤波器

2.4GHz发射器

2.4GHz发射器将正交基带信号升频到2.4GHz，使用大功率CMOS功率放大器驱动天线。数字校准的使用进一步改善了功率放大器的线性，从而在802.11b传输中达到+17dBm的平均功率，在802.11n中达到了13dBm的平均功率。为了抵消无线电接收器的瑕疵，还另增了校准措施：

1. 载波泄露
2. I/Q相位匹配
3. 基带非线性

SDK_IOT_Demo使用方法

ESP8266物联网平台的所有网络功能均在库中实现，对用户不透明。用户应用的初始化功能可以在user_main.c中实现。
void user_init(void)是上层程序的入口函数，给用户提供一个初始化接口，用户可在该函数内增加硬件初始化、网络参数配置、定时器初始化等功能。
SDK中提供了对json包的处理API，用户也可以采用自定义数据包格式，自行对数据进行处理
user_config.h,该头文件中可以选择具体的应用示例，仅支持每次打开一个宏定义，使能一个设备，具体支持：
1. PLUG_DEVICE（只能插座）
2. LIGHT_DEVICE（灯）
3. SENSOR_DEVICE（传感器）
  1. HUMITURE_SUB_DEVICE（温湿度传感器）
  2. FLAMMABLE_GAS_SUB_DEVICE（可燃气体检测）
需要注意，以下头文件中的宏定义只是用户参数区，用户需要根据编译时的flash map自行调整
1. user_esp_platform.h中的#define ESP_PARAM_START_SEC 0x3D //or 0x7D, or 0xFD
2. user_light.h中的#define PRIV_PARAM_START_SEC 0x3C //or ox7C, or 0xFC
3. user_plug.h中的#define PRIV_PARAM_START_SEC 0x3C // or 0x7C, or 0xFC

SDK编程指南

SDK_v1.1.0及之后版本，请在user_main.c增加void user_rf_pre_init(void)，可参考IOT_Demo的user_main.c。用户可在user_rf_pre_init中配置RF初始化，相关RF设置接口为system_phy_set_rfoption，或者在deep-sleep前调用system_deep_sleep_set_option。如果设置为RF不打开，则ESP8266 station及soft-AP均无法使用
非OS SDK中，由于是单线程，任何task都不能长期占用CPU
1. 如果一个task占用CPU不退出，将导致看门狗的喂狗函数无法执行，系统重启
2. 如果关闭中断，请勿占用CPU超过10微妙；如果不关闭中断，建议不超过500毫秒
建议使用定时器实现周期性的查询功能，如需在定时器的执行函数中调用os_delay_us或者while、for等函数进行延时或者循环操作，占用时间请勿超过15毫秒
非OS SDK在终端处理函数中，请勿使用任何ICACHE_FLASH_ATTR定义的函数
内存必须4字节对齐进行读写，请勿直接进行指针转换。例如语句：float temp=（（float）data）；可能引起异常，建议使用os_memcpy
如需在中断处理函数中打印，请使用os_printf_plus，且不能加入太多打印信息，尤其是频繁的中断，中断占用时间过长可能引起底层异常

应用程序接口（APIs）

软件定时器（/esp_iot_sdk/include/osapi.h）
1. 该定时器由软件实现，定时器的函数在任务中被执行，因为任务可能被中断，或者被其他高优先级的任务延迟，因此以下os_timer系列的接口并不能保证定时器精确执行
2. 如果需要精确的定时，请使用硬件中断定时器，硬件定时器的执行函数在中断里被执行
3. 对于同一个timer，os_timer_arm或os_timer_arm_us不能重复调用，必须先os_timer_disarm
4. os_timer_setfn必须在timer未使能的情况下调用，在os_timer_arm或os_timer_arm_us之前或者os_timer_disarm之后
  
  os_timer_arm
  
  os_timer_disarm
  
  os_timer_setfn
  
  system_timer_reinit
  
  os_timer_arm_us
硬件中断定时器（esp_iot_sdk/example/driver_lib/hw_timer.c）
1. 如果使用NMI中断源，且为自动填装的定时器，调用hw_timer_arm时参数val必须大于100
2. 如果使用NMI中断源，那么该定时器将为最高优先级，可打断其他ISR
3. 如果使用FRC1中断源，那么该定时器无法打断其他ISR
4. hw_timer.c的接口不能跟PWM驱动函数同时使用，因为两者共用了同一个硬件定时器
  
  hw_timer_init
  
  hw_timer_arm
  
  hw_timer_set_func
系统接口

system_get_sdk_version

system_restore

system_restart

system_init_done_cb

system_get_chip_id

system_get_vdd33

system_adc_read

system_deep_sleep

system_deep_sleep_set_option

system_phy_set_rfoption

system_phy_set_powerup_option

system_phy_set_max_tpw

system_phy_set_tpw_via_vdd33

system_set_os_print

system_print_meminfo

system_get_free_heap_size

system_os_task

system_os_post

system_get_time

system_get_rtc_time

system_rtc_clock_cali_proc

system_rtc_mem_read

system_uart_swap

system_uart_de_swap

system_get_boot_version

system_get_userbin_addr

system_get_boot_mode

system_restart_enhance

system_update_cpu_freq

system_get_cpu_freq

system_get_flash_size_map

system_get_rst_info

system_soft_wdt_stop

system_soft_wdt_restart

system_soft_wdt_feed

system_show_malloc

os_memcpy

os_strlen

os_printf

os_bzero

os_delay_us

os_install_putc1
SPI Flash接口

spi_flash_get_id

spi_flash_erase_sector

spi_flash_write

spi_flash_read

system_param_save_with_protect

system_param_load

spi_flash_set_read_func
Wi-Fi接口
1. wifi_station系列接口以及ESP8266 station相关的设置、查询接口，请在ESP8266 station使能的情况下调用
2. wifi_softap系列接口以及ESP8266 soft-AP相关的设置、查询接口，请在ESP8266 soft-AP使能的情况下调用
3. 后文的“flash系统参数区”位于flash的最后16KB
  
  wifi_get_opmode
  
  wifi_get_opmode_default
  
  wifi_set_opmode
  
  wifi_set_opmode_current
  
  wifi_station_get_config
  
  wifi_station_get_config_default
  
  wifi_station_set_config
  
  wifi_station_set_config_current
  
  wifi_station_set_cert_key
  
  wifi_station_clear_cert_key
  
  wifi_station_connect
  
  wifi_station_disconnect
  
  wifi_station_get_connect_status
  
  wifi_station_scan
  
  scan_done_cb_t
  
  wifi_station_ap_number_set
  
  wifi_station_get_ap_info
  
  wifi_station_ap_change
  
  wifi_station_get_current_ap_id
  
  wifi_station_get_auto_connect
  
  wifi_station_set_auto_connect
  
  wifi_station_dhcpc_start
  
  wifi_station_dhcpc_stop
  
  wifi_station_dhcpc_status
  
  wifi_station_dhcpc_set_maxtry
  
  wifi_station_set_reconnect_policy
  
  wifi_station_get_rssi
  
  wifi_station_set_hostname
  
  wifi_station_get_hostname
  
  wifi_softap_get_config
  
  wifi_softap_get_config_default
  
  wifi_softap_set_config
  
  wifi_softap_set_config_current
  
  wifi_softap_get_station_num
  
  wifi_softap_get_station_info
  
  wifi_softap_free_station_info
  
  wifi_softap_dhcps_start
  
  wifi_softap_dhcps_stop
  
  wifi_softap_set_dhcps_lease
  
  wifi_softap_get_dhcps_lease
  
  wifi_softap_set_dhcps_lease_time
  
  wifi_soft_dhcps_status
  
  wifi_softap_set_dhcps_offer_option
  
  wifi_set_phy_mode
  
  wifi_get_phy_mode
  
  wifi_get_ip_info
  
  wifi_set_ip_info
  
  wifi_set_macaddr
  
  wifi_get_macaddr
  
  wifi_set_sleep_type
  
  wifi_get_sleep_type
  
  wifi_status_led_install
  
  wifi_status_led_uninstall
  
  wifi_set_broadcase_if
  
  wifi_get_broadcast_if
  
  wifi_set_event_handler_cb
  
  wifi_wps_enable
  
  wifi_wps_disable
  
  wifi_wps_start
  
  wifi_set_wps_cb
  
  wifi_register_send_pkt_freedom_cb
  
  wifi_send_pkt_freedom
  
  wifi_rfid_locp_recv_open
  
  wifi_rfid_locp_recv_close
  
  wifi_register_rfid_locp_recv_cb
  
  wifi_unregister_rfid_locp_recv_cb
Rate Control 接口

wifi_set_user_fixed_rate

wifi_get_user_fixed_rate

wifi_set_user_sup_rate

wifi_set_user_rate_limit

wifi_set_user_limit_rate_mask

wifi_get_user_limit_rate_mask
强制休眠接口
使用强制休眠功能，必须先设置WiFi工作模式位NULL_MODE，从强制休眠中唤醒ESP8266，或者休眠时间到，进入唤醒回调（wifi_fpm_set_wakeup_cb注册）后，先关闭强制休眠功能，才能再设置WiFi工作模式为station、soft-AP或sta+AP的正常工作模式。

wifi_fpm_open

wifi_fpm_close

wifi_fpm_do_wakeup

wifi_fpm_set_wakeup_cb

wifi_fpm_do_sleep

wifi_fpm_set_sleep_type

wifi_fpm_get_sleep_type

示例

示例代码
ESP-NOW
ESP-NOW软件接口使用时注意：
1. ESP-NOW目前不支持广播包和组播包
2. ESP-NOW现阶段主要为智能灯项目，建议slave角色对应ESP8266 soft-AP模式或者soft-AP+station共存模式；controller角色对应station模式
3. 当ESP8266处于soft-AP+station共存模式时，若作为slave角色，将从soft-AP接口通信；若作为controller角色，将从station接口通信
4. ESP-NOW不实现休眠环形功能，因此如果通信对方的ESP8266 station正处于休眠状态，ESP-NOW发包将会失败
5. ESP8266 station模式下，最多可设置10个加密的ESP-NOW peer，加上不加密的设备，综述不超过20个
6. ESP8266 soft-AP模式或者soft-AP+station模式下，最多设置6个加密的ESP-NOW peer，加上不加密的设备，总数不超过20个
  
  esp_now_init
  
  esp_now_deinit
  
  esp_now_register_recv_cb
  
  esp_now_unregister_recv_cb
  
  esp_now_register_send_cb
  
  esp_now_unregister_send_cb
  
  esp_now_send
  
  esp_now_add_peer
  
  esp_now_del_peer
  
  esp_now_set_self_role
  
  esp_now_get_self_role
  
  esp_now_set_peer_role
  
  esp_now_get_peer_role
  
  esp_now_set_peer_key
  
  esp_now_get_peer_key
  
  esp_now_set_peer_channel
  
  esp_now_get_peer_channel
  
  esp_now_is_peer_exist
  
  esp_now_fetch_peer
  
  esp_now_get_cnt_info
  
  esp_now_set_tok
云端升级（FOTA）

system_upgrade_userbin_check

system_upgrade_flag_set

system_upgrade_flag_check

system_upgrade_start

system_upgrade_reboot
Sniffer接口

wifi_promiscuous_enable

wifi_promiscuous_set_mac

wifi_set_promiscuous_rx_cb

wifi_get_channel

wifi_set_channel
smart config
开启smart config功能前，先要确保AP已经开启

smartconfig_start

smartconfig_stop

smartconfig_set_type
SNTP

sntp_setserver

sntp_getserver

sntp_setservername

sntp_getservername

sntp_init

sntp_stop

sntp_get_current_timestamp

sntp_get_real_time

sntp_set_timezone

sntp_get_timezone

sntp实例
TCP/UDP接口
1. 通用接口
  
  espconn_delete
  
  espconn_gethostbyname
  
  espconn_port
  
  espconn_regist_sentcb
  
  espconn_regist_recvcb
  
  espconn_sent_callback
  
  espconn_recv_callback
  
  espconn_send
2. TCP APIs
  
  espconn_accept
  
  espconn_regist_time
  
  espconn_get_connection_info
  
  espconn_connect
  
  espconn_regist_connectcb
  
  espconn_connect_callback
  
  espconn_set_opt
  
  espconn_clear_opt
  
  espconn_set_keepalive
  
  espconn_get_keepalive
  
  espconn_reconnect_callback
  
  espconn_regist_reconcb
  
  espconn_disconnect
  
  espconn_regist_disconcb
  
  espconn_abort
  
  espconn_regist_write_finish
  
  espconn_tcp_get_max_con
  
  espconn_tcp_set_max_con
  
  espconn_tcp_get_max_con_allow
  
  espconn_tcp_set_max_con_allow
  
  espconn_recv_hold
  
  espconn_recv_unhold
  
  espconn_secure_accept
  
  espconn_secure_delete
  
  espconn_secure_set_size
  
  espconn_secure_get_size
  
  espconn_secure_connect
  
  espconn_secure_send
  
  espconn_secure_disconnect
  
  espconn_secure_ca_disable
  
  espconn_secure_ca_enable
  
  espconn_secure_cert_req_enable
  
  espconn_secure_cert_req_disable
  
  espconn_secure_set_default_certificate
  
  espconn_secure_set_default_private_key
3. UDP APIs
  
  espconn_crerat
  
  espconn_sendto
  
  espconn_igmp_join
  
  espconn_igmp_leave
  
  espconn_dns_setserver
4. mDNS APIs
  
  espconn_mdns_init
  
  espconn_mdns_close
  
  espconn_mdns_server_register
  
  espconn_mdns_server_unregister
  
  espconn_mdns_get_servername
  
  espconn_mdns_set_servername
  
  espconn_mdns_set_hostname
  
  espconn_mdns_get_hostname
  
  espconn_mdns_disable
  
  espconn_mdns_enable
  
  nDNS示例
MESH接口

espconn_mesh_enable

espconn_mesh_disable

espconn_mesh_get_status

espconn_mesh_connect

espconn_mesh_disconnect

espconn_mesh_sent

espconn_mesh_set_max_hop

espconn_mesh_get_max_hop

espconn_mesh_get_node_info

espconn_mesh_local_addr

espconn_mesh_server_init

espconn_mesh_get_router

espconn_mesh_set_router

espconn_mesh_encrypt_init

espconn_mesh_set_ssid_prefix

espconn_mesh_group_id_init

espconn_mesh_set_dev_type

espconn_mesh_get_dev_type

espconn_mesh_print_ver

espconn_mesh_scan
AT接口

at_response_ok

at_response_error

at_cmd_array_regist

at_get_next_int_dec

at_data_str_copy

at_init

at_port_print

at_set_custom_info

at_enter_special_state

at_leave_special_state

at_get_version

at_register_uart_rx_intr

at_response

at_register_response_func
JSON接口

jsonparse_setup

jsonparse_next

jsonparse_copy_value

jsonparse_get_value_as_int

jsonparse_get_value_as_long

jsonparse_get_value_len

jsonparse_get_value_as_type

jsonparse_strcmp_value

jsontree_set_up

jsontree_reset

jsontree_path_name

jsontree_write_int

jsontree_write_int_array

jsontree_write_string

jsontree_print_next

jsontree_find_next
GPIO接口

PIN相关宏定义

gpio_output_set

GPIO输入输出相关宏

GPIO中断

gpio_pin_intr_state_set

GPIO中断处理函数
UART接口
默认情况下，UART0作为系统的打印信息输出接口，当配置为双UART时，UART0作为数据收发接口，UART1作为打印信息输出接口

uart_init

uart0_tx_buffer

uart0_rx_intr_handler
I2C Master接口
ESP8266不能作为I2C从设备，但可以作为I2C主设备，对其他I2C从设备进行控制和读写。每个GPIO管脚内部都可以配置为开漏模式，从而可以灵活地将GPIO口用作I2C data或者clock功能。同时芯片内部提供上拉电阻，以节省外部的上拉电阻

i2c_master_gpio_init

i2c_master_init

i2c_master_start

i2c_master_stop

i2c_master_send_ack

i2c_master_send_nack

i2c_master_checkAck

i2c_master_readByte

i2c_master_writeByte
PWM接口
PWM驱动接口不能跟hw_timer的接口同时使用，因为二者共用了同一个硬件定时器

pwm_init

pwm_start

pwm_set_duty

pwm_get_duty

pwm_set_period

pwm_get_period

pwm_get_version

##参数结构和宏定义

定时器

ETSTimer
WiFi参数

station参数

soft-AP参数

scan参数

WiFi event结构体

smart config结构体
json相关结构体

json结构体

json宏定义
espconn参数

回调函数

espconn
中断相关宏定义

中断宏定义

ESPCONN编程

TCP client模式，步骤：
1. 依据工作协议初始化espconn参数
2. 注册连接成功的回调函数和连接失败重连的回调函数
3. 调用espconn_connect建立与TCP Secver的连接
4. TCP连接建立成功后，在连接成功的回调函数(espconn_connect_callback)中，注册接收数据的回调函数，发送数据成功的回调函数和断开连接的回调函数
5. 在接收数据的回调函数，或者发送数据成功的回调函数中，执行断开连接操作时，建议适当延时一定时间，确保底层函数执行结束
TCP Server模式，步骤
1. 依据工作协议初始化espconn参数
2. 注册连接成功的回调函数和连接失败重连的回调函数
3. 调用espconn_accept侦听TCP连接
4. TCP连接建立成功后，在连接成功的回调函数中，注册接收数据的回调函数，发送数据成功的回调函数和断开连接的回调函数
espconn callback

espconn callback
- 注意：回调函数中传入的指针arg，对应网络连接的结构体espconn指针。该指针为SDK内部维护的指针，不同回调传入的指针地址可能不一样，请勿依此判断网络连接。可根据espconn结构体中的remote_ip，remote_port判断多连接中的不同网络传输
- 如果espconn_connect（或者espconn_secure_connect）失败，返回非零值，连接未建立，不会进入任何espconn callback
- 请勿在espconn热河回调中调用espconn_disconnect（或者espconn_secure_disconnect）断开连接。如果有需要，可以在espconn回调中使用触发任务的方式（system_os_task和system_os_post）调用espconn_disconnect（或者espconn_secure_disconnect）断开连接

RTC使用实例

以下测试示例，可以验证RTC时间和系统时间，在system_restart时的变化，以及读写RTC memory

##Sniffer结构体说明

ESP8266可以进入混杂模式，接收空气中的IEEE802.11包，可支持如下HT20的包：
1. 802.11b
2. 802.11g
3. 802.11n（MCS0到MCS7）
4. AMPDU
尽管有些类型的IEEE802.11包是ESP8266不能完全接收的，但ESP8266可以获得它们的包长。因此，sniffer模式下，ESP8266或者可以接收完整的包，或者可以获得包的长度
ESP8266可完全接收的包，包含：
1. 一定长度的MAC头信息（包含了收发双发的MAC地址和加密方式）
2. 整个包的长度
ESP8266不可完全接收的包，它包含：
1. 整个包的长度
结构体RxControl和sniffer_buf分别用于via哦是这两种类型的包。其中结构体sniffer_buf包含结构体RxControl。

sniffer结构体

回调函数wifi_promiscuous_rx含两个参数（buf和len）。len表示buf的长度，分为三种情况：len=128，len为10的整数倍，len=12；
1. LEN==128的情况
  - buf的数据是结构体sniffer_buf2，该结构体对应的数据包是管理包，含有112字节的数据
  - sniffer_buf2.cnt为1
  - sniffer_buf2.len为管理包的长度
2. LEN为10的整数倍的情况
  - buf的数据是结构体sniffer_buf，该结构体是比较可信的，它对应的数据包是通过CRC校验正确的
  - sniffer_buf.cnt表示了该buf包含的包的个数，len的值由sniffer_buf.cnt决定
  - sniffer_buf.cnt==0表示此buf无效；否则len=5=+cnt*10
  - sniffer_buf.buf表示IEEE802.11包的前36字节。从成员sniffer_buf.lenseq[0]开始，每一个lenseq结构体表示一个包长信息
  - 当sniffer_buf.cnt>1，由于该包是一个AMPDU，认为每个MPDU的包头基本是相同的，因此没有给出所有的MPDU包头，只给出了每个包的长度（从MAC包头开始到FCS）
  - 该结构体中较为游泳的信息有：包长、包的发送者和接收者、包头长度
3. LEN==12的情况
  - buf的数据是一个结构体RxControl，该结构体是不太可信的，它无法表示包所属的发送和接收者，也无法判断该报的包头长度
  - 对于AMPDU包，也无法判断子包的个数和每个子包的长度
  - 该结构体中较为有用的信息有：包长，rssi和FEC_CODING
  - RSSI和FEC_CODING可以用于评估是否是同一个设备所发

ESP8266信道的定义

虽然ESP8266支持soft-AP和station共存模式，但是ESP8266实际只有一个硬件通道。因此在soft-AP+station模式时，ESP8266 soft-AP会动态调整信道值与ESP8266 station一致

ESP8266 soft-AP+station模式注意事项

AT 官方指令

如果开发板Flash为4Mbit，则无法使用固件升级功能（对应指令AT+CIUPDATE），只能采用non-boot的烧录方式。固件升级功能要求Flash容量为8Mbit或以上，采用boot mode的烧录方式
AT底层已经占用system_os_task优先级0和1，因此用户如基于AT开发，仅支持建立一个优先级为2的任务
波特率为115200
AT指令必须大写，以回车换行符结尾“\r\n”
AT Demo仅在ESP8266作为TCP client单连接或者UDP传输时，支持透传
目前AT Demo ESP8266仅支持一个TCP服务器，且必须使能多连接，即可连接多个TCP client

基础AT指令

WiFi功能AT指令

TCP/IP相关AT指令

保存设置到Flash的AT指令

GPIO

ESP8266共有16个通用IO，管脚的位置和管脚的名称分别为：
在四线（QUAD）模式flash下，有6个IO用于flash通讯；在两线（DUAL）模式flash下，有四个IO用于与flash通讯
与其他IO口不同，GPIO16不属于通用GPIO模块，它属于RTC模块，可以用来在深度睡眠时候唤醒整个芯片，可以配置为输入或者输出模式，但是无法触发IO中断
1. 将GPIO16配置为输出模式：gpio16_output_conf(void)
2. 从GPIO16输出高/低电平，需要先配置为输出模式：gpio16_output_set(uint8 value)
3. 将GPIO16配置为输入模式:gpio16_input_conf(void)
4. 读取GPIO16的输入电平状态，需要先配置为输入模式:gpio16_input_get(void)

Free-RTOS

编程注意事项：
1. 建议使用定时器实现长时间的查询功能，可将定时器设置为循环调用,注意：
  1. 定时器（freeRTOS timer或os_timer）执行函数内部请勿使用while（1）或其他能阻塞线程的方式延时，例如，不能在定时器回调中进行socket send操作，因为send函数会阻塞线程
  2. 定时器回调执行请勿超过15毫秒
  3. os_timer_t建立的变量不能为局部变量，必须为全局变量、静态变量或os_malloc分配的指针
2. 从esp_iot_rtos_sdk_v1.2.0起，无需添加宏ICACHE_FLASH_ATTR，函数默认存放在CACHE区，中断函数也可以存放在CACHE区；如需将部分频繁调用的函数定义在RAM中，请在函数前面添加宏IRAM_ATTR
3. 网络编程使用通用的socket编程，网络通信时，socket请勿绑定在同一个端口
4. RTOS SDK的系统任务最高优先级为14，创建任务的接口xTaskCreate为freeRTOS自带接口，使用下TaskCreate创建任务时，任务堆栈甚至范围为【176，512】
  1. 在任务内部如需使用长度超过60的大数组，建议使用os_malloc和os_free的方式操作，否则，大数组将占用任务的堆空间
  2. SDK底层已占用部分优先级：watchdog task优先级14，pp task优先级13，高精度timer(ms)线程优先级12，TCP/IP task优先级10，freeRTOS timer优先级2，idle task优先级为0，pm task优先级1
  3. 可供用户线程使用的优先级为1~9
  4. 请勿修改FreeRTOSConfig.h，此处修改头文件并不能生效，设置由SDK库文件决定
esp_iot_rtos_sdk默认使用UART0打印调试信息，默认波特率为74880
esp_iot_rtos_sdk支持多线程，可以建立多个任务。创建任务的接口xTaskCreate为freeRTOS自带接口，使用xTaskCreate创建任务时，任务堆栈设置范围为[176,512]
RTC使用

复位对RTC的影响

非OS SDK与RTOS SDK创建任务的方式对比

非OS SDK创建任务

#define Q_NUM （10）
ETSEvent test_q[Q_NUM];
void test_task(ETSEvent *e)
{
	switch(e->sig)
	{
	case 1:
		func1(e->par);
		break;
	case 2:
		func2();
		break;
	case 3:
		func3();
		break;
	default:
		break;
	}
}
void func_send_Sig(void)
{
	ETSSignal sig = 2;
	system_os_post(2,sig,0);
}
void task_ini(void)
{
	system_os_task(test_task, 2, test_q，Q_NUM);
	// test_q is the corresponding array of test_task.
	// (2) is the priority of test_task.
	// Q_NUM is the queue length of test_task.
}

RTOS SDK创建任务

#define Q_NUM （10）
xQueueHandle test_q;
xTaskHandle test_task_hdl;
void test_task(void *pvParameters)
{
	int *sig;
	for(;;){
		if(pdTRUE == xQueueReceive(test_q, &sig, (portTickType)portMAX_DELAY) ){
			vTaskSuspendAll();
			switch(*sig)
			{
			case 1:
				func1();
				break;
			case 2:
				func2();
				break;
			default:
				break;
			}
			free(sig);
			xTaskResumeAll();
		}
	}
}
void func_send_Sig(void)
{
	int *evt = (int *)malloc(sizeif(int));
	*evt = 2;
	if(xQueueSend(test_q,&evt,10/portTick_RATE_MS)!=pdTRUE){
		os_printf("test_q is full\n");
	}
	// It is the address of parameter that stored in test_q, so int *evt and int
	*sig can be other types.
}
void task_ini(void)
{
	test_q = xQueueCreate(Q_NUM,sizeof(void *));
	xTaskCreate(test_task,(signed portCHAR *)"test_task", 512, NULL, (1),
				&test_task_hdl );
	// 512 means the heap size of this task, 512 * 4 byte.
	// NULL is a pointer of parameter to test_task.
	// (1) is the priority of test_task.
	// test_task_hdl is the pointer of the task of test_task.
}

强制系统休眠

强制休眠接口调用后，并不会立即休眠，而是等到系统idle task执行时才进入休眠

Modem-sleep

#define FPM_SLEEP_MAX_TIME 0xFFFFFFF
wifi_station_disconnect();
wifi_set_opmode(NULL_MODE); // set WiFi mode to null mode
wifi_fpm_set_sleep_type(MODEM_SLEEP_T); // set modem sleep
wifi_fpm_open(); // enable force sleep
wifi_fpm_do_sleep(FPM_SLEEP_MAX_TIME);
...
wifi_fpm_do_wakeup(); // wake up to use WiFi again
wifi_fpm_close(); // disable force sleep
wifi_set_opmode(STATION_MODE); //set station mode
wifi_station_connect(); //connect to AP

Light-sleep

void fpm_wakup_cb_func1(void)
{
wifi_fpm_close(); // disable force sleep function
wifi_set_opmode(STATION_MODE); // set station mode
wifi_station_connect(); // connect to AP
}
void user_func(...)
{
wifi_station_disconnect();
wifi_set_opmode(NULL_MODE); // set WiFi mode to null mode.
wifi_fpm_set_sleep_type(LIGHT_SLEEP_T); // light sleep
wifi_fpm_open(); // enable force sleep
wifi_fpm_set_wakeup_cb(fpm_wakup_cb_func1)； // Set wakeup callback
wifi_fpm_do_sleep(10*1000);
...
}

spiffs文件系统应用

Windows下网络防火墙对TCP Server的屏蔽

Win+R，输入wf.msc,进入高级安全Windows防火墙
在入站规则右击新建规则
在规则类型对话框中选择“程序”
指名程序的路径
允许连接

PWM接口

ESP8266系统的PWM由FRC1在软件上实现，可实现同频率、不同占空比的多路PWM，可用来控制彩灯、蜂鸣器和电机等设备
FRC1是一个23bit的硬件定时器
使用NMI中断，更加精确
可扩展最多8路PWM信号
大于14bit的分辨率，最小分辨率45ns
PWM的时钟源由高速系统时钟提供，其频率高达80MHz。PWM通过预分频器将时钟源16分频，其输入时钟频率为5MHz。PWM通过FRC1来产生粗调定时，结合高速系统时钟的微调，可将分辨率提高到45ns
PWM时钟周期：100Hz~1KHz

UART接口

UART0默认情况下会在上电booting期间输出一些打印，此期间打印内容的波特率与所用的外部晶振频率有关。使用40M晶振时，该段打印波特率为115200。使用26M晶振时，该段打印波特率为74880
UART0和UART1各有一个长度为128Byte的硬件FIFO，读写FIFO都在同一个地址操作
如何屏蔽上电打印：使用uart的内部引脚交换功能，在初始化的时候，将U0TXD、U0RXD分别与U0RTS、U0CTS交换

Sleep接口

对于Modem-sleep和Light-sleep模式，SDK提供接口来使能睡眠模式，并由系统底层决定何时进入睡眠。在deep-sleep模式下，何时进入睡眠由用户控制，调用接口函数就可立即进入deep-sleep模式，
Modem-sleep仅工作在Station模式下，连接路由器后生效，ESP8266通过Wi-Fi的DTIM（Delivery Traffic Indication Message）Beacon机制与路由器保持连接。一般路由器的DTIM Beacon间隔为100ms~1000ms。在Modem-sleep模式下，ESP8266会在两次DTIM Beacon间隔时间内，关闭Wi-Fi模块电路，达到省电效果，在下次Beacon到来前自动唤醒。睡眠时间由路由器的DTIM Beacon时间决定。睡眠同时可以保持与路由器的Wi-Fi连接，并通过路由器接受来自手机或者服务器的交互信息。
在Modem-sleep模式下，系统可以自动被唤醒，无需配置接口。Modem-sleep一般用于必须打开CPU的应用场景，例如PWM彩灯，需要CPU实时控制
Light-sleep的工作模式与Modem-sleep相似，不同的是，除了关闭Wi-Fi模块电路以为，在Light-sleep模式下，还会关闭时钟并暂停内部的CPU。在Wi-Fi连接后，并且CPU处于空闲状态时，会自动进入Light-sleep状态
在Light-sleep模式下，CPU在暂停状态下不会响应来自外围硬件接口的信号与终端，因此需要配置通过外部GPIO信号将ESP8266唤醒，唤醒过程小于3ms。通过GPIO唤醒只能配置为电平触发模式。接口如下：void gpio_pin_wakeup_enable(uint32 i, GPIO_INT_TYPE intr_state);，其中i为唤醒功能的IO序号，intr_state为唤醒的触发模式，只能是GPIO_PIN_INTR_LOLEVEL或者GPIO_PIN_INTR_HILEVEL。
Light-sleep模式可用于需要保持与路由器的链接，可以实时响应路由器发来的数据的场合。并且在未收到命令时，CPU可以处于空闲状态。比如Wi-Fi开关的应用，大部分时间CPU都是空闲的，知道收到控制命令，CPU才需要进行GPIO的操作。若系统应用中有小于DTIM Beacon间隔时间的循环定时，系统将不能进入Light-sleep模式。
Deep-sleep由用户控制，调用接口函数就可立即进入Deep-sleep模式，在该模式下，芯片会断开所有的Wi-Fi连接与数据连接，进入睡眠模式，只有RTC模块仍然工作，负责芯片的定时唤醒。使用Deep-sleep必须将GPIO16与芯片EXT_RSTB管脚连接。
配置Deep-sleep

配置Deep-sleep
在Deep-sleep状态下，可以通过外部IO在芯片EXT_RSTB管脚上产生一个低电平脉冲，芯片即可被唤醒并启动
Deep-sleep可以用于低功耗的传感器应用，或者大部分时间都不需要进行数据传输的情况。设备可以每隔一段时间从Deep-sleep状态醒来测量数据并上传，之后继续进入Deep-sleep。也可以将多个数据存储于RTC memory（RTC memory在Deep-sleep模式下任然可以保存数据），然后一次发送出去

I2C接口

每个GPIO管脚内部都可以配置为开漏模式，从而可以灵活地将GPIO口用作I2C data或clock功能，同时芯片内部提供上拉电阻，以节省外部的上拉电阻。ESP8266作为I2C主机的SDA与SCL线波形由GPIO模拟产生，在SCL的上升沿之后SDA读取数据。SCL高低电平各保持5us，因此I2C时钟频率约为100KHz

OTA升级

在支持云端升级的软件中，boot.bin用于选择运行user1还是user2，而主程序由原本的eagle.flash.bin和eagle.iromtext.bin合并为user1.bin或user2.bin
system param区存了一个flag，标识启动时应当运行user1还是user2
启动时先运行boot，boot读取system param区中的flag，判断运行user1还是user2，然后到SPI Flash的对应位置去取
上传时，将新版本的 user1.bin 和 user2.bin 均上传⾄至服务器，由设备⾃自⾏行判断应该下载user1.bin 还是 user2.bin
user1.bin 和 user2.bin 是同样的可执⾏行软件，差别仅在于 flash 的存放位置不同
固件升级服务器网址
软件接口

struct upgrade_server_info

FOTA升级
上传服务器的固件版本命名形如：[v|b]Num1.Num2.Num3.tPTYPE([o|l|a|n])
1. v：表示发布版本，b：表示测试版本
2. 版本值为：Num110001000 + Num2*1000 + Num3
3. Light ptype = 45772
4. Switch ptype = 23701
5. general ptype = 27388
6. o表示支持在线升级
7. l表示支持本地升级
8. a表示既支持在线升级，也支持本地升级
9. n表示不支持升级

红外遥控

用于发送的载波可以采用以下几种方式：
1. I2S的BCK
2. WS脚产生38KHz载波
3. 由GPIO中的sigma-delta功能在任意GPIO口产生载波，但sigma-delta产生的载波占空比约为20%，推荐使用MTMS脚（GPIO14），可产生准确的38KHz且占空比为50%的标准方波
4. 通过系统FRC2的DSR TIMER接口，产生发送序列并驱动红外发送状态机。由于发送NEC红外码需要精确到us级的定时，所以在IR TX初始化时候，会先调用system_timer_reinit来提高FRC2 timer的精度。
红外接收功能主要通过GPIO的边沿中断完成。读取系统时间，将两次时间相减可以得到波形持续时间。由软件状态机ir_intr_handler进行处理
红外接收通过GPIO中断实现，而同时，系统只能注册一个IO中断处理程序，如果有其他IO口也需要中断的话，请将这些中断在同一个处理程序中处理（判断中断源并相应处理）
在非OS版本的SDK中，进入中断处理（GPIO、UART、FRC等）直到退出中断的整个过程中，不可调用带ICACHE_FLASH_ATTR属性的函数，包括打印函数os_printf
硬件电路图

SSL/TLS加密

SSL运行在TCP/IP层之上、应用层之下，为应用程序提供加密数据通道，它采用了RC4、MD5以及RSA等加密算法，使用40位的密钥。
HTTPS实际上就是HTTP over SSL，它使用默认端口443，而不是像HTTP那样使用端口80。
HTTPS协议使用SSL在发送方把原始数据进行加密，然后在接收方进行解密，加密和解密需要发送方和接收方通过交换公知的密钥来实现，因此，所传送的数据不容易被网络何可截获和解密

SSL通信过程
工作流程
1. 建立安全能力。SSL捂手的第一阶段启动逻辑连接，建立这个连接的安全能力。首先客户机向服务器发出client hello消息并等待服务器响应，随后服务器向客户机返回server hello消息，对client hello消息中的信息进行确认。
  1. Client hello消息包括：
    1. 客户端可以支持的SSL最高版本号
    2. 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成“对话密钥”
    3. 一个确定会话的会话ID
    4. 一个客户端可以支持的密码套件列表，每个套件都以SSL开头，紧跟着的是密钥交换算法，用with这个词把密钥交换算法、机密算法、散列算法分开。例如：SSL_DHE_RSA_WITH_DES_CBC_SHA, 表示把DHE_RSA(带有RSA数字签名的暂时Diffie-HellMan)定义为密钥交换算法；把DES_CBC定义为加密算法；把SHA定义为散列算法。
    5. 一个客户端可以支持的压缩算法列表
  2. Server Hello消息包括
    1. 一个SSL版本号。去客户端支持的最高版本号和服务端支持的最高笨笨好中的较低者
    2. 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成“对话密钥”
    3. 会话ID
    4. 从客户端的密码条件列表中选择的一个密码套件
    5. 从客户端的压缩方法的列表中选择的压缩方法
  3. 这个阶段之后，客户端服务端知道了下列内容：
    1. SSL版本
    2. 密钥交换、信息验证和加密算法
    3. 压缩方法
    4. 有关密钥生成的两个随机数
2. 服务器鉴别与密钥交换。服务器启动SSL握手第二阶段，是本阶段所有消息的唯一发送方，客户机是所有消息的唯一接收方。该阶段分为4步
  1. 证书：服务器将数字证书和到根CA整个链发给客户端，使客户端能用服务器证书中的服务器公钥认证服务器
  2. 服务器密钥交换：这里视密钥交换算法而定
  3. 证书请求：服务端可能会要求客户自身进行验证
  4. 服务器握手完成
3. 客户机鉴别与密钥交换。客户机启动SSL握手第三阶段，是本阶段所有消息的唯一发送方，服务器是所有消息的唯一接收方。该阶段分为3歩：
  1. 证书：为了对服务器证明自身，客户要发送一个整数信息，这是可选的
  2. 客户机密钥交换：这里客户端将预备主密钥发送给服务端，注意这里会使用服务端的公钥进行加密
  3. 证书验证：对预备密钥和随机数进行签名
4. 完成，客户机启动SSL握手的第四阶段，是服务器结束。该阶段分成4歩
SSL协议可分为两层：
1. SSL记录协议：它建立在可靠的传输协议之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持
2. SSL握手协议：它建立在SSL记录协议之上，用于在实际数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换密钥等
ESP8266作为SSL server时，提供加密证书的制作脚本，生成SSL加密所需的头文件cert.h和private_key.h。CA认证功能默认关闭，用户可调用接口espconn_secure_ca_enable使能CA认证
1. 证书制作：tool文件夹下，修改makefile.sh文件里面的IP地址为实际SSL 服务器的IP地址；然后./makefile.sh
2. 开发者必须调用espconn_secure_set_default_certificate和espconn_secure_set_default_private_key传入证书和密钥
3. 证书制作脚本makefile.sh生成默认SSL server证书由Espressif System颁发，并非由CA颁发。如果用户需要CA认证，请将运行脚本Makefile.sh生成的TLS.ca_x509.cer导入SSL client，并使用脚本make_cacert.py将CA文件生成eap_ca_cert.bin烧写到Flash对应的地址
ESP8266作为SSL client时，可支持双向认证。CA认证功能默认关闭，用户可调用接口espconn_secure_ca_enable使能CA认证
ESP8266作为SSL client时支持证书认证功能，但此功能默认关闭，开发者可以调用接口espconn_secure_cert_req_enable使能证书认证，证书制作：
1. 修改脚本makefile.sh，制作开发者自行签发的CA证书，例如，证书实例中的TLS.ca_x509.cer
2. 使用签发的CA制作供SSL client使用的证书，例如，证书示例中的TLS.x509_1024.cer
3. 去除制作SSL client使用的证书时所用的密钥，例如证书示例中的TLS.key_1024
4. 将证书合成脚本make_cacert.py与CA文件放在同一目录下
5. 运行脚本“make_cacert.py”将合成同一目录下的CA文件生成sap_ca_cert.bin，esp_ca_cert.bin的烧录位置由接口espconn_secure_ca_enable设置，用户可以自行定义
6. 重命名证书名称（例如TLS.x509_1024.cer）；重命名密钥名称，改为private_key.key_1024。
7. 将重命名后的文件，与脚本make_cert.py拷贝到同一目下下
8. 运行脚本make_cert.py生成esp_cert_private_key.bin，esp_cert_private_key.bin的烧录位置由接口espconn_secure_cert_enable设置，用户可自行定义
软件接口
1. SSL系列软件接口与普通TCP软件接口，在SDK底层是两套不同的处理流程，因此不能混用两种软件接口。SSL连接时，仅支持使用：
  1. espconn_secure_XXX系列接口
  2. espconn_regist_XXX系列注册回调的接口
  3. espconn_port获得一个空闲的端口
在SSL中会使用密钥交换算法交换密钥；使用密钥对数据进行加密；使用散列算法对数据的完整性进行验证，使用数字证书证明自己的身份
SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法，也就是说，客户端先向服务器所要公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。
1. 如何保证公钥不被篡改？
  - 将公钥放在数字证书中。只要证书时可信的，公钥就是可信的
2. 公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？
  - 每一次对话（session），客户端和服务器都生成一个“对话密钥”，用它来加密信息。由于“对话密钥”是对称加密，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密“对话密钥”本身，这样就减少了加密运算的消耗时间
3. SSL/TLS协议的基本过程是这样的：
  1. 客户端向服务端索要并验证公钥
  2. 双方协商生成“对话密钥”
  3. 双方采用“对话密钥”进行加密通信
4. 为什么要用三个随机数来生成“会话密钥”？
  - 不管是客户端还是服务器，都需要随机数，这样生成的密钥才不会每次都一样。由于SSL协议中证书是静态的，因此十分有必要引入一种随机因素来保证协商出来的密钥的随机性。对于RSA密钥交换算法来说，pre-master-key本身就是一个随机数，再加上hello消息中的随机，三个随机数通过一个密钥导出器最终导出一个对称密钥。pre master的存在在于SSL协议不信任每个主机都能产生完全随机的随机数，如果随机数不随机，那么pre master secret就有可能被猜出来，那么仅适用pre master secret作为密钥就不合适了，因此必须引入新的随机因素，那么客户端和服务器加上pre master secret三个随机数一同生成的密钥就不容易被猜出了，一个伪随机可能完全不随机，可是是三个伪随机就十分接近随机了，每增加一个自由度，随机性增加的可不是一。

Flash接口

一个扇区为4KB，从扇区0开始计数，以下接口可以读写整个Flash的任意区域
1. SpiFlashOpResult spi_flash_erase_sector (uint16 sec)：擦除Flash的某个扇区
2. SpiFlashOpResult spi_flash_write (uint32 des_addr,uint32 *src_addr, uint32 size)：将数据写入Flash
3. SpiFlashOpResult spi_flash_read(uint32 src_addr,uint32 * des_addr, uint32 size)：读取Flash中的数据
在IoT_Demo中，将应用级数据存储在了0x3C000开始的4X4KB区域。例如，master_device_key.bin(用户参数，仅在需使用Espressif Cloud的情况需烧录)烧录在0x3E000地址
Flash擦除的最小单元为一个扇区，当存储在某个扇区的数据需要改写时，流程是先擦掉整个扇区，再将该扇区的数据写回去
读写保护的方法：
- 使用三个扇区，提供4KB的可靠存储空间
  1. 将sector1和sector2作为数据sector，轮流读写，时钟分别存放“本次”数据和“前一次”数据，确保了至少有一份数据存储安全；sector3作为flag sector，标志最新的数据存储sector。
  2. 初次上电时，数据存储在sector2中，从sector2中将数据读到RAM
  3. 第一次写数据时，将数据写入sector1.此时若突然掉电，sector1写入失败，sector2&3数据未改变；重新上电时，仍是从sector2中读取数据，不影响使用。
  4. 改写sector3，将标志置为0，表示数据存于sector1.此时若突然掉电，sector3写入失败，sector1&2均存有一份完整的数据，重新上电时，因为sector3无效，默认从sector2中读取数据，则仍能正常使用，只是未能包含掉电前对sector1写入的数据
  5. 再一次写数据时，先从sector3读取flag，若flag为0，则上次数据存于sector1，此次应将数据写入sector2；若flag为非0，则认为上次数据存于sector2，此时应将数据写入sector1.
  6. 写入sector1或者sector2完成后才会写sector3，重置flag

cJSON使用

typedef struct cJSON {  
 struct cJSON *next,*prev;   
 struct cJSON *child;   
 int type;   
 char *valuestring;   
 int valueint;  
 double valuedouble;   
 char *string;   
} cJSON;

cJSON结构体为一个双向链表，并可通过child指针访问下一层
type变量决定数据类型，数据项可以是字符串可以是整形，也可以是浮点型。如果是整形的话可以从valueint取出，如果是浮点型的话可以从valuedouble取出，以此类推
主要函数说明
1. 解析
  1. cJSON_Parse函数负责解析JSON数据包，并按照cJSON结构体的结构序列化整个数据包。使用该函数会通过malloc函数在内存中开辟一个空间，使用完成需要手动释放
  2. cJSON_GetObjectItem函数可以从cJSON结构体中查找某个子节点名称，如果查找成功，可把该子节点序列化到cJSON结构体中
  3. 如果需要使用cJSON结构体中的内容，可通过cJSON结构体中的valueint和valuestring取出有价值的内容
  4. 通过cJSON_Delete释放内存空间
2. 组装
  1. cJSON_CreateObject函数可创建一个根数据项，之后便可向该根数据项中添加string或int等内容
  2. cJSON_AddNumberToObject向节点中添加子节点
  3. cJSON_Print函数可以打印跟数据项

使用例子：

cJSON* pRoot = cJSON_CreateObject();
cJSON* pArray = cJSON_CreateArray();
cJSON_AddItemToObject(pRoot, "students_info", pArray);
char* szOut = cJSON_Print(pRoot);

cJSON* pItem = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(pItem, "name", "chenzhongjing");
cJSON_AddStringToObject(pItem, "sex", "male");
cJSON_AddNumberToObject(pItem, "age", 28);
cJSON_AddItemToArray(pArray, pItem);

pItem = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(pItem, "name", "fengxuan");
cJSON_AddStringToObject(pItem, "sex", "male");
cJSON_AddNumberToObject(pItem, "age", 24);
cJSON_AddItemToArray(pArray, pItem);

pItem = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(pItem, "name", "tuhui");
cJSON_AddStringToObject(pItem, "sex", "male");
cJSON_AddNumberToObject(pItem, "age", 22);
cJSON_AddItemToArray(pArray, pItem);

char* szJSON = cJSON_Print(pRoot);
cJSON_Delete(pRoot);
//free(szJSON);

pRoot = cJSON_Parse(szJSON);
pArray = cJSON_GetObjectItem(pRoot, "students_info");
if (NULL == pArray)
{
    return -1;
}

int iCount = cJSON_GetArraySize(pArray);
for (int i = 0; i < iCount; ++i)
{
    cJSON* pItem = cJSON_GetArrayItem(pArray, i);
    if (NULL == pItem)
    {
        continue;
    }

    string strName = cJSON_GetObjectItem(pItem, "name")->valuestring;
    string strSex = cJSON_GetObjectItem(pItem, "sex")->valuestring;
    int iAge = cJSON_GetObjectItem(pItem, "age")->valueint;
}

cJSON_Delete(pRoot);
free(szJSON);