最近尝试在 Mac 下制作 nodemcu ESP32 的自定义固件。

本文就来介绍 nodemcu ESP32 自定义固件的编译、烧写、测试的全部过程。

准备固件源码包

从 nodemcu-firmware 官方仓库 下载最新代码，切换到 dev-esp32 分支，更新子模块(submodule)：

git clone https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware.git
git checkout dev-esp32
git submodule update --recursive

注意，dev-esp32 分支才是适用于 ESP32 的代码，一定要切换过来仓库的子模块非常多，下载比较慢，要耐心等待

准备构建工具

官方目前提供了 3 种构建工具：云构建、docker 构建和 Linux 本地工具链构建。

目前 esp32 的云构建勾选 u8g2 选项会报错，而安装本地工具链又比较麻烦，所以这里选用 docker 构建方式。

这里一次性把所有依赖工具都装好，后面的步骤就可以直接用了：

1. 下载 docker 镜像：docker pull marcelstoer/nodemcu-build
2. 下载固件烧写工具：pip install esptool
3. 下载命令行串口工具：brew install minicom

官方步骤参考 https://hub.docker.com/r/marcelstoer/nodemcu-build/#build-for-esp32

生成构建配置

熟悉 make 的人应该知道，大项目源码构建一般会有 make menuconfig 和 make 两个阶段。第一个阶段生成配置文件，第二个阶段执行编译。nodemcu 固件构建也是两段式的：先生成配置文件，再执行编译。

确保自己在固件源码包的一级目录内，执行：

docker run --rm -ti -v `pwd`:/opt/nodemcu-firmware marcelstoer/nodemcu-build
configure-esp32

意思是把当前目录的内容挂载到 docker 容器的 /opt/nodemcu-firmware 目录，并进入容器内的交互命令行，执行 configure-esp32 指令。

执行完后，就可以进入到 menu-config 配置界面。按自己的需求勾选选项即可。

如果不知道 docker 参数的作用，参考：Docker 容器使用 | 菜鸟教程

开始构建

保持终端在 docker 容器内，执行：

build-esp32

这时候会进入超长的编译过程，要耐心等待。编译完成后，可以看到终端打印的提示文案：

但是这个烧写提示指示的文件路径是 docker 容器内的，要适当修改后在容器外执行。

烧写固件

回到宿主机环境（退出 docker 容器），确保自己在固件源码包的一级目录内，然后按照 docker 内的烧写提示执行：

esptool.py --chip esp32 --port /dev/cu.usbserial-0001 --baud 115200 --before default_reset --after hard_reset write_flash -z --flash_mode dio --flash_freq 40m --flash_size detect 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x10000 build/NodeMCU.bin 0x8000 build/partitions.bin

一共要写入 3 段二进制文件：

1. build/bootloader/bootloader.bin：启动引导程序镜像
2. build/NodeMCU.bin：系统镜像
3. build/partitions.bin：分区镜像

注意区别仅在于 bin 文件路径，例如 /opt/nodemcu-firmware/build/bootloader/bootloader.bin 变为 build/bootloader/bootloader.bin

Mac 下，usb2serial 驱动模拟的串口设备路径一般是 /dev/cu.*，ls 一下很容易找到

烧写成功后可以看到提示：

开机测试

esptool 脚本执行烧录结束后，会自动重启 nodemcu。现在来验证下刚刚的固件能否正常运行。

这里用 minicom 打开串口：

minicom -D /dev/cu.usbserial-0001

如果能看到 nodemcu 回传的系统信息以及 lua 交互命令行，则表示固件制作成功了：

采坑点

ImportError: No module named setuptools

docker 内执行的时候有可能出现 ImportError: No module named setuptools 错误：

解决：Bullding for ESP32 fails: setuptools missing · Issue #86 · marcelstoer/docker-nodemcu-build