低功耗、WiFi、蓝牙都齐全了，不过还不止如此——DFRobot 萤火虫ESP32开发板上手

萤火虫ESP32(Fire Beetle Board-ESP32)是DFRobot推出的基于ESP32模块的一款物联网开发板，板载ESP-WROOM-32双核芯片，支持WiFi和蓝牙双模通信，外围兼容低功耗硬件设计，深度睡眠模式下功耗仅为10uA。主控器支持USB和外接3.7V锂电池两种供电方式，可实现双电源下自动切换电源功能，并支持USB和外接DC两种充电方式。体积小巧，接口方便，上手简单，可直接应用于物联网低功耗项目。

另外，Fire Beetle Board - ESP32主板在硬件上做了特殊的arduino IDE兼容，不用手动切换boot模式，实现一键下载。在编程方面，支持Arduino、idf(linux)、micropython等多种方式，并且，对于Arduino IDE做了引脚映射，可以直接传递Dx来配置引脚，使用方式上兼容UNO，从而降低了使用的门槛。

DFRobot是全球领先的致力于为创客提供产品和服务的综合性平台，提供了丰富的开源硬件产品供用户选择，从Arduino到各种SBC，从传感器到各种类型的扩展板，都能找到DFRobot的影子，此次体验的Fire Beetle ESP32隶属Fire Beetle Board系列，该系列的另外两款开发板分别是BLE和ESP8266开发板，面向蓝牙及WiFi应用，此次的Fire Beetle Board-ESP32则使用了乐鑫的ESP32模块，同时集成BLE及WiFi应用。

Fire Beetle Board-ESP32的产品包装如下

标签上标注有产品型号Fire Beetle Board-ESP32及SKU货号DFR0478。

完整的产品清单，除了Fire Beetle Board-ESP32开发板之外，还提供了排针及排母各一套，供用户自行焊接。

开发板正面看到的ESP-WROOM-32模块是整个开发板的核心，该模块来自乐鑫。乐鑫此前曾推出备受好评的ESP8266，提供了低价WiFi解决方案，后来推出的ESP32，则同时集成了BLE和WiFi两方面的无线通信功能。乐鑫官方也推出了自己的ESP32评估板，开发流程稍显复杂，虽然也支持Arduino的开发，但是开发过程和基于IDF的开发方法一样，稍微复杂了一点，对新手来说不是那么友好。

除了ESP32模块外，开发板上引出了GPIO接口等，默认没有焊接，用户可以根据需要，从附件里选择焊接排针或排母。开发板右侧提供了两种类型的电源接口，USB及锂电池接口。其它的外设如LED、复位按键等均可以通过开发板上的丝印查看其所在的位置。

Fire Beetle Board-ESP32背面图，所有引出的焊盘都标注了对应的功能。Fire Beetle Board-ESP32的引脚做了特殊的 Arduino IDE的PIN兼容，使用Arduino IDE编译时可以直接使用Dx(x=0,1,2,3,4...)来控制相应的 GPIO 口。

Fire Beetle Board-ESP32的双供电接口设计，开发/调试时一般使用USB接口来供电，USB接口也用来下载代码，还可以用来连接UART与PC通信。

ESP-WROOM-32模块内置天线，不必外接天线就可以使用，金属封装有效屏蔽了外部信号的干扰。

Fire Beetle Board-ESP32的主要功能是提供蓝牙及WiFi通信，除此外，还提供了有限的GPIO接口，可以用来实现简单的开关切换操作及PWM输出等应用，部分GPIO也可以复用为SPI及I2C等常用微处理器外设接口。Fire Beetle Board-ESP32的主要特性如下

• 处理器：Tensilica LX6双核处理器(一核处理高速连接;一核独立应用开发)，主频240MHz，SRAM容量为520KB

• Flash：16Mbit

• Wi-Fi协议：802.11 b/g/n/d/e/i/k/r (802.11n，速度高达150 Mbps)，A-MPDU和A-MSDU聚合，支持0.4us防护间隔，2.4GHz

• 蓝牙协议：符合蓝牙v4.2 BR/EDR和BLE标准

• 支持低功耗：10uA

• 外设接口：GPIO包括10个digital及5个analog，SPI/I2C/I2S与arduino UNO接口兼容

• 模块尺寸：24 × 53(mm)/0.94 x 2.09(inches)

• 电源接口：USB及锂电池接口

ESP32支持丰富的开发环境，乐鑫官方推荐使用IDF来进行开发，DFRobot则提供了Arduino来进行软件开发，另外ESP32也支持MicroPython来进行开发。

使用IDF来进行开发的话，最佳的环境是Linux系统，可以使用物理或虚拟Linux系统来搭建开发环境，本文使用的是Windows 10下的Ubuntu Shell来进行演示。

打开Ubuntu Shell，先安装基本的工具链并设置工作参数，指令如下

sudo apt-get install git wget make libncurses-dev flex bison gperf python python-serial

mkdir -p ~/esp

cd ~/esp

wget https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-linux64-1.22.0-73-ge28a011-5.2.0.tar.gz

tar -xzf ~/Downloads/xtensa-esp32-elf-linux64-1.22.0-73-ge28a011-5.2.0.tar.gz

export PATH="$PATH:$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin"

上述指令包含了必要的依赖包安装、工具链的下载及工作环境的设置等内容。[!--empirenews.page--]

安装后的esp目录结构如下

dev@desktop:~/esp$ tree -L 3 --dirsfirst

.

├── esp-idf

│ ├── components

│ │ ├── app_trace

│ │ ├── app_update

│ │ ├── aws_iot

│ │ ├── bootloader

...

│ │ ├── vfs

│ │ ├── wear_levelling

│ │ ├── wpa_supplicant

│ │ └── xtensa-debug-module

│ ├── docs

│ │ ├── api-guides

│ │ ├── api-reference

...

│ │ └── resources.rst

│ ├── examples

│ │ ├── bluetooth

...

│ │ ├── wifi

│ │ └── README.md

│ ├── make

│ │ ├── common.mk

│ │ ├── component_common.mk

│ │ ├── component_wrapper.mk

│ │ ├── project_config.mk

│ │ └── project.mk

│ ├── tools

│ │ ├── catch

│ │ ├── ci

│ │ ├── esp_app_trace

...

│ │ └── idf_size.py

│ ├── add_path.sh

│ ├── CONTRIBUTING.rst

│ ├── Kconfig

│ ├── LICENSE

│ └── README.md

其中esp-idf目录包含了ESP32的主要组件代码，examples目录包含了示例代码，tools目录则包括一些常用的工具。

进入examples目录下的blink目录，这里包含一个点灯工程所需要的代码。在该目录下执行命令

make menuconfig

该命令打开工程配置窗口，对当前工程进行配置，配置的内容主要包括Bootloader、串口名称及参数、编译选项等。如下图是选择具体串口参数的配置画面

这里需要注意一点，Fire Beetle Board-ESP32本身并没有提供FT232之类的串口模块，相反，在Fire Beetle Board-ESP32上有一个STM32F042微处理器，应该是用来提供串口通信功能的。

另外，Fire Beetle Board-ESP32内置的LED连接到ESP32的D9接口，该GPIO的ESP32编号为2，如下图所示

在前面提到的工程配置窗口中，继续配置用到的GPIO接口，如下图所示

Fire Beetle Board-ESP32默认使用D9来控制LED，该PIN的编号为2，所以这里要指定GPIO为2。

接下来就可以使用make flash命令来编译并上传代码到ESP32开发板了，如下

由于之前已经编译过代码，这里看到的是直接上传代码的过程，另外也可以看到一些硬件相关的信息，如芯片型号及FLASH的大小等信息。最后看到代码上传成功后，自动硬件复位并开始执行刚上传的代码，同时会看到开发板上的LED灯开始闪烁。

另外顺便也使用IDF编译了bluetooth的GATT SERVER工程文件，并上传到开发板，GATT SERVER的主要配置如下

#define GATTS_SERVICE_UUID_TEST_A 0x00FF

#define GATTS_CHAR_UUID_TEST_A 0xFF01

#define GATTS_DESCR_UUID_TEST_A 0x3333

#define GATTS_NUM_HANDLE_TEST_A 4

#define GATTS_SERVICE_UUID_TEST_B 0x00EE

#define GATTS_CHAR_UUID_TEST_B 0xEE01

#define GATTS_DESCR_UUID_TEST_B 0x2222

#define GATTS_NUM_HANDLE_TEST_B 4

#define TEST_DEVICE_NAME "ESP_GATTS_DEMO"

#define TEST_MANUFACTURER_DATA_LEN 17

这里定义了两个SERVICE，UUID分别为0x00EE和0x00FF，每个SERVICE都定义了相应的Characteristic。另外设备的名称定义为"ESP_GATTS_DEMO"。

使用NRF CONNECT测试画面如下

这是扫描到的BLE信息，包括SERVICE、RSSI等信息。

这是连接到设备后的信息，展开相关的Service，还可以对其中的Characteristic进行读写操作。

由于IDF一般需要在LINUX系统下使用，对于新手来说略微复杂了一点，DFRobot也提供了基于Arduino的操作。

使用Arduino来操作的话，先要配置相应的硬件支持，打开Arduino IDE，在Preferences对话框中添加如下的URL

https://git.oschina.net/dfrobot/FireBeetle-ESP32/raw/master/package_esp32_index.json

在Boards Manager中添加对Fire Beetle Board-ESP32的支持，如下

添加了对Fire Beetle Board-ESP32的支持后，就可以使用Arduino来开发ESP32了。

Fire Beetle Board-ESP32除了支持蓝牙外，还支持WiFi功能。对于像Fire Beetle Board-ESP32这样没有显示器的设备来说，WiFi的配置就比较麻烦一点。大部分的作法是直接在源码里指定相关路由器的SSID及PASSWORD，这样的硬编码方式，虽然可用，但是灵活性大打折扣。为此，很多设备都结合手机APP来实现对开发板的智能自动配置，如此一来，灵活性和适用性大大增强了。[!--empirenews.page--]

打开Examples目录下的WiFiSmartConfig.ino文件，该文件包含如下智能配置代码

//Init WiFi as Station, start SmartConfig

WiFi.mode(WIFI_AP_STA);

WiFi.beginSmartConfig();

//Wait for SmartConfig packet from mobile

Serial.println("Waiting for SmartConfig.");

while (!WiFi.smartConfigDone()) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

这一段代码的执行需要结合APP来操作，通过与APP的通信来获取当前路由器的登录信息如SSID及口令等。

将代码编译并上传到开发板后，打开串口观察输出信息如下

此时开发板等待APP的配置信息。乐鑫提供了APP程序IOT Espressif，用来协同配置WiFi连接，启动APP并配置好与当前路由器的连接后，看到如下信息

看到开发板已获取到了IP地址!

手机端配置后的信息如下

很好很强大!

乐鑫也提供了APP的源码，有兴趣的可以去好好研究下，毕竟智能配置功能在实际产品应用中是不可或缺的啊!

最后要来体验一把MicroPython。

MicroPython将Python移植到了控制器上，Python简单易用，以前一直是PC和LINUX系统的专利，现在在微控制器上也可以使用Python了，虽然有些限制，但不管怎么说，这是个好的开端!随着微控制器性能和配置的大幅提升，以后的MicroPython体验应该会越来越好。

要想在Fire Beetle Board-ESP32跑Python，首先得让Python驻留在开发板上。从https://micropython.org/download这里去下载适合ESP32的固件，然后使用esptool.py工具将该固件写入到开发板，

dev@desktop:~/esp/esp-idf$ components/esptool_py/esptool/esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyS6 write_flash -z 0x1000 ../esp32-20171120-v1.9.2-443-g236297f4.bin

看到如下信息的话，就表明已将MicroPython固件写入到开发板了

esptool.py v2.1

Connecting.....

Chip is ESP32D0WDQ6 (revision 0)

Uploading stub...

Running stub...

Stub running...

Configuring flash size...

Auto-detected Flash size: 8MB

Flash params set to 0x0230

Compressed 934416 bytes to 586368...

Wrote 934416 bytes (586368 compressed) at 0x00001000 in 52.1 seconds (effective 143.4 kbit/s)...

Hash of data verified.

Leaving...

Hard resetting...

使用串口终端软件就可以与开发板交互了，如下

这是MicroPython的最新版本，当前为v1.9.2，专为ESP32编译的固件。

接下来可以点灯，也可以配置WIFI等，这里就不多说，可以到MicroPython的官网上去学习学习，好好体验这个微控制器上的Python!

写到这里，差不多要结束了。不过说真话，确实有点意犹未尽!

总结一下，初看Fire Beetle Board-ESP32，感觉就是这么小的一块板，能有多大的能量!事实是，这么小的一块板，却集WiFI/BLE通信于一体，外设如GPIO/SPI/I2C一个也不少，加上低功耗、Arduino IDE支持、MicroPython支持，真是乱花渐欲迷人眼!

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