用 Arduino 寫 NodeMCU V3 的 Blink 程式但 LED 不會閃

NodeMCU 是一款基於 ESP-12E WiFi 無線微控制器的開發板，本身已經內建了USB To TTL 晶片，因此在開發的時候，直接連接板子上的 Micro USB 接頭到電腦，就可以直接燒寫，而且支援 Arduino IDE 開發環境，對於原本就熟悉 Arduino 的開發者來說，拿到就可以直接上手。
拍賣網上，可以找到好幾款不同版本的 NodeMCU，價格不一。我買到的這個版本，叫做「NodeMCU V3 Lua WiFi 開發板」，不到 NT$70 就能買到（作為數位 I/O 控制，你說，這個價格，要我選擇 Arduino Nano 還是它？）。

這個 Lolin 版本的 NodeMCU 採用 CH340 這片萬用 USB To TTL 晶片，幾乎在當今所有的作業系統上都有支援，不需要另外安裝驅動程式，使用上比原始版本相容性更好。




三個世代的 NodeMCU

NodeMCU v3 跟 Arduino Uno 一樣，本身就有 USB 跟電源轉換，在 Ubuntu 作業系統上，一插上去電腦，執行 lsusb 指令，就能看到這片板子已經連接：
Bus 001 Device 007: ID 1a86:7523 QinHeng Electronics HL-340 USB-Serial adapter
在 Windows 或其他作業系統，可以在裝置管理員中，「連接埠 (COM 和 LPT)」裝置類別中，找到 CH340 這個 Serial USB 的裝置。Windows XP 則需要 Google 一下，安裝 CH340 的驅動程式。

燒錄能夠讓 Arduino 控制的固件韌體

或許你買來的 NodeMCU V3，賣家已經貼心的預裝好 ai-thinker 這個可以讓 Arduino 控制、燒錄的韌體。如果不確定的話，建議你還是自己重新安裝一下。
韌體可以在這個網址下載：
下載目前 (2020 5月) 最新版的韌體，選其中一個就可以，9600 bps 速度的，比較不容易有意外，如果電腦 USB 偶爾不太穩定的話，用這個比較容易成功：
在 Linux 系統，如果內建有 Python 3 的話，可以用下面指令，安裝或更新 esptool 模組：
sudo pip3 install -upgrade esptool
這個模組可以透過串列埠，對 NodeMCU 燒錄固件韌體。安裝完了之後，執行以下指令燒錄：
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 9600 write_flash 0x0 ai-thinker-0.9.5.2-9600.bin
或是：
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 115200 write_flash 0x0 ai-thinker-0.9.5.2-115200.bin
上面 ttyUSB0 可能在你的電腦上不太一樣，可以用這個指令，看看目前有哪些 ttyUSB:
ls /dev/ttyUSB*

如果不動作，換一下另外一個 ttyUSB 試試。
如果出現權限問題，可以用管理者權限：
esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 9600 write_flash 0x0 ai-thinker-0.9.5.2-9600.bin
或者把你現在用的這個使用者，加入 dialout 群組，userxxx 換成你的使用者名稱即可：
sudo usermod -a -G dialout userxxx
在 Ubuntu 系統，預設把 ttyXXXX 歸屬於 dialout 使用者群組。

在 Windows 系統，則建議安裝燒錄軟體 ESP8266Flasher.exe，在此下載：
32-bit 跟 64-bit 的 Windows，各自有對應的執行檔在 Win32 跟 Win64 資料夾中。
  1. 執行這個檔案以後，選擇 Log 選單
  2. 插上你的 NodeMCU，就會跑出 COM 埠資訊
  3. 接著去 Config 選單中，選擇你剛剛下載的固件韌體檔案，確認燒錄起始位址是 0x00000 
  4. 到Operation 選單中，按下 Flash 按鈕，就會開始燒錄。
  5. 然後回到 log 選單，查看燒錄過程紀錄。
燒錄完成之後，等等就能在 Arduino 寫個小程式上傳了。

讓 Arduino 上傳程式到 NodeMCU v3

由於 Arduino 預設並沒有支援這片板子，因此需要安裝這片板子的相關支援程式。
到 File -> Preferences 中，加入這個板子相關檔案的下載網址：
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
然後到 Tools -> Board:xxxxxx -> Boards Manager 裡面的文字方塊中，輸入 nodemcu 或 esp8266，夠能找到支援的軟體包，按下 Install 安裝。安裝完之後，回到 Tools ->Board:xxxx 選單中，可以找到 NodeMCU V0.9 (ESP-12) 跟 NodeMCU V1.0 (ESP-12E) 兩塊板子， V3 就是使用 ESP-12E 這個。
選好之後，會發現還有其他的參數能夠設定。像 LED，V3版是放在硬體的第2腳，所以要選擇第二腳，之後，按照 Arduino Uno 的軟體腳位 D13 就能控制這片板子上的 LED 了:

LED Blink 測試範例程式

因為 NodeMCU v3 上面有安裝一個藍色的 LED，你的第一個程式，可以用 Arduino Uno 那個 Blink 的範例來試驗最簡單。
File -> Examples -> 01. Basics -> Blink，執行下去就能用了。
如果你的 LED 閃爍的試驗失敗，但是明明可以上傳程式，那非常有可能是某種原因，腳位的定義不對。
每次對這些搞得迷迷糊糊的時候，該怎麼辦？
很簡單，不管是哪種板子，去找出剛剛安裝的第三方板卡支援模組，對這塊板子針腳定義檔 pins_arduino.h 就可以完全明白了。

這個檔案在 Arduino 安裝目錄下，hardware/esp8266/2.7.0/variants/nodemcu 下面。
Linux 版本的設定檔，藏在 家目錄中， .arduino15這個隱藏目錄下，真的找不到，可以執行以下檔案搜尋指令：
find ~ -name nodemcu -print
就可以找到了。
下面是我安裝的 esp8266 2.7.0 版本的板卡 pin 腳重定義設定 pins_arduino.h，然後比對一下 NodeMCU v3 的實體腳位定義，你寫程式的時候，就不會再搞混了。所以 LED_BUILTIN 預設對應硬體第2支腳。沒錯，對應 Arduino 的軟體腳位設定，就是 D4 這個名稱，所以你用 D4 也可以控制 LED 閃爍。

#ifndef Pins_Arduino_h
#define Pins_Arduino_h

#define PIN_WIRE_SDA (4)
#define PIN_WIRE_SCL (5)

static const uint8_t SDA = PIN_WIRE_SDA;
static const uint8_t SCL = PIN_WIRE_SCL;

#ifndef LED_BUILTIN
#define LED_BUILTIN 2
#endif
#define LED_BUILTIN_AUX 16

static const uint8_t D0   = 16;
static const uint8_t D1   = 5;
static const uint8_t D2   = 4;
static const uint8_t D3   = 0;
static const uint8_t D4   = 2;
static const uint8_t D5   = 14;
static const uint8_t D6   = 12;
static const uint8_t D7   = 13;
static const uint8_t D8   = 15;
static const uint8_t D9   = 3;
static const uint8_t D10  = 1;

自己寫程式的時候，我建議 GPIO 腳位，直接用硬體腳位號碼比較直接，比較不會搞混，不要用 D0-D10。




於
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