Произошла ошибка при загрузке скетча esp8266

При попытке загрузить ESP8266 получаю ошибку «espcomm_sync failed». Как решить эту проблему?^[1]

Это сообщение информирует о проблеме с загрузкой прошивки на ESP8266 через последовательное соединение. Причина может варьироваться в зависимости от типа модуля, от параметров, выбранных при загрузке, от того, используете ли вы отдельный USB-Serial конвертер, и т.д. То есть одного простого ответа на то, что является основной причиной проблемы, нет. Чтобы найти ее, придется выполнить диагностику.

Примечание: Если вы новичок в теме ESP8266 и хотели бы избежать потенциальных проблем с загрузкой прошивки, купите модуль ESP8266 со встроенным конвертером USB-Serial. Это существенно сократит количество факторов (в частности, уменьшит возню с настройками), из-за которых вы можете случайно помешать процессу загрузки.

На картинке ниже показаны платы со встроенным конвертером USB-Serial. Их использование, повторюсь, значительно упростит разработку ваших первых проектов на ESP8266.

Если вы используете «голый» (стандартный) модуль ESP8266 (например, ESP-01 или ESP-12), самостоятельно подключенный к отдельному USB-Serial конвертеру, обязательно проделайте следующее:

1. Обеспечьте модуль достаточным питанием
2. Подключите контакты GPIO0, GPIO15 и CH_PD при помощи подтягивающих/стягивающих резисторов
3. Переведите модуль в режим загрузчика

Более подробно читайте в разделе «Стандартные модули ESP8266» статьи «Платы для аддона ESP8266 для IDE Arduino». На картинке ниже показаны платы без встроенного конвертера USB-Serial:

Предварительные проверки

Чтобы исправить ошибку «espcomm_sync failed», пройдите шаг за шагом инструкцию ниже. Это список решений, ранжированных от самого простого до самого сложного.

1. Прочтите сообщение, показанное в отладочном окне IDE Arduino. Во многих случаях оно предоставляет точную информацию о том, где именно возникла проблема.

К примеру, сообщение на картинке выше, говорит, что IDE Arduino не может открыть последовательный порт COM3. Следовательно, нужно проверить, выбран ли в IDE Arduino порт, к которому подключен ваш модуль.

2. Если модуль подключен к последовательному порту, но не отвечает как модуль ESP8266, сообщение в отладочном окне будет слегка другим (см. ниже). Если к вашему ПК подключены другие модули, проверьте, что загрузили код на ESP8266, а не на, к примеру, Arduino UNO.

3. Чтобы ваш ПК мог общаться с ESP8266, выберите в IDE Arduino правильный модуль ESP8266. Если выбрать неправильный модуль, загрузка прошивки может завершиться неудачей.

Выбрать правильную плату нужно для того, чтобы IDE Arduino мог применить правильный «метод сброса» при переключении платы в режим загрузчика. Разные платы используют разные методы сброса. У некоторых плат нет аппаратных компонентов, чтобы выполнить сброс через IDE Arduino. В таком случае плату нужно перевести в режим загрузчика вручную.

4. Кроме того, загрузка прошивки может не удаться из-за слишком высокой скорости передачи данных. Если у вас длинный или некачественный USB-кабель, попробуйте снизить скорость загрузки в меню «Upload Speed».

Дополнительные проверки

1. Если проблема не исчезла, проверьте, точно ли модуль вошел в режим загрузчика. Для этого нужно подключить к ESP8266 добавочный конвертер USB-Serial, а затем посмотреть на показываемые сообщения.

Итак, для начала подключите контакты RX и GND конвертера к контактам TX и GND на ESP8266, как показано ниже:

Затем откройте терминал на скорости 74880 бод и посмотрите, какие сообщения присылает ESP8266 при сбросе, выполняемом для загрузки прошивки. Правильное сообщение должно выглядеть примерно так:

ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(1,7)

Если у вас появилось такое же сообщение, но с другими значениями, то расшифровать его можно при помощи таблицы из этой статьи (см. третью таблицу в разделе «Сообщения о режимах запуска и причине сброса/перезагрузки»). Ключевая информация содержится в первой цифре, находящейся в скобочках рядом с надписью «boot mode», как показано на картинке ниже:

К примеру, сообщение «boot mode (3, 3)» информирует, что контакты GPIO2 и GPIO0 выставлены на HIGH, а GPIO15 – на LOW. Это настройка для нормальной работы модуля (т.е. выполнения программы, записанной на flash-память), но не для режима загрузчика (т.е. программирования flash-памяти).

Примечание: Если выполнить этот шаг неправильно, вы не сможете загрузить прошивку на модуль через последовательный порт.

2. Вы убедились, что модуль находится в режиме загрузчика, но загрузить прошивку по-прежнему не удается. Если вы используете внешний конвертер USB-Serial, проверьте, правильно ли он работает, закольцевав выход на вход. Этой очень простая проверка. Просто подключите друг к другу контакты RX и TX на конвертере как показано на картинке ниже. Затем откройте монитор порта и впишите там несколько символов. Если все в порядке, то все написанные вами символы должны сразу же появится в мониторе порта. Чтобы выполнить такую проверку на модуле со встроенным USB-Serial конвертером, может понадобиться разрушить некоторые дорожки на печатной плате. Я бы сделал это лишь в полном отчаянии. Лучше попробуйте способы, описываемые еще ниже.

3. Еще один способ – это просмотр более детальных отладочных сообщений. Кликните в IDE Arduino на Файл > Настройки (File > Preferences) и поставьте галочку рядом с пунктом «Показать подробный вывод: Загрузка» («Show verbose output during: upload»). Чтобы загрузка прошивки была успешной, эти логи должны выглядеть примерно так:

C:\Users\Krzysztof\AppData\Local\Arduino15\packages\esp8266\tools\esptool\0.4.8/esptool.exe -vv -cd ck -cb 115200 -cp COM3 -ca 0x00000 -cf C:\Users\KRZYSZ~1\AppData\Local\Temp\build7e44b372385012e74d64fb272d24b802.tmp/Blink.ino.bin    esptool v0.4.8 - (c) 2014 Ch. Klippel <ck@atelier-klippel.de>       setting board to ck       setting baudrate from 115200 to 115200       setting port from COM1 to COM3       setting address from 0x00000000 to 0x00000000       espcomm_upload_file       espcomm_upload_mem       setting serial port timeouts to 1000 ms   opening bootloader   resetting board   trying to connect       flush start       setting serial port timeouts to 1 ms       setting serial port timeouts to 1000 ms       flush complete       espcomm_send_command: sending command header       espcomm_send_command: sending command payload       read 0, requested 1   trying to connect       flush start       setting serial port timeouts to 1 ms       setting serial port timeouts to 1000 ms       flush complete       espcomm_send_command: sending command header       espcomm_send_command: sending command payload       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data   Uploading 226368 bytes from to flash at 0x00000000       erasing flash       size: 037440 address: 000000       first_sector_index: 0       total_sector_count: 56       head_sector_count: 16       adjusted_sector_count: 40       erase_size: 028000       espcomm_send_command: sending command header       espcomm_send_command: sending command payload       setting serial port timeouts to 15000 ms       setting serial port timeouts to 1000 ms       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data       writing flash   ..............................................................................................................................................................................................................................   starting app without reboot       espcomm_send_command: sending command header       espcomm_send_command: sending command payload       espcomm_send_command: receiving 2 bytes of data   closing bootloader       flush start       setting serial port timeouts to 1 ms       setting serial port timeouts to 1000 ms       flush complete

Логов может быть больше, и это зависит от количества попыток подключения, выполненных «esptool». Проанализируйте эти логи на предмет аномалий в настройках, выбранных в IDE Arduino – вроде другого последовательного порта, метода сброса, скорости передачи данных и т.д. Исправьте найденные ошибки.

Методы сброса

Если вы дошли досюда, а ошибка «espcomm_sync failed» никуда не делась, значит, пришло время расчехлить пушки покрупнее.

Чтобы понять, что происходит, подключите к контактам GPIO0, RST и RXD на ESP8266 осциллограф или логический анализатор. Затем сравните свои измерения с формой сигнала на графиках ниже. В них задокументированы два стандартных метода сброса ESP8266 для загрузки кода, которые можно выбрать в IDE Arduino – «ck» и «nodemcu».

Ck

На картинке ниже изображена цепь, специально подготовленная для определения формы сигнала при использовании метода «ck». Он проще сброса методом «nodemcu» и поэтому часто используется для подключения стандартных модулей ESP к макетной плате. Сверьте это подключение со своим.

Графики ниже показывают сигналы напряжения на контактах GPIO0 и RST при загрузке прошивки.

Первый график показывает форму сигнала в начале загрузки кода.

Второй график показывает полную загрузку скетча «Blink.io» на скорости 921600 бод. Это довольно высокая скорость, поэтому на загрузку уходит всего 8 секунд.

Когда у «esptool» не получается выполнить загрузку, он инициализирует сброс. Подобная ситуация показана, к примеру, на графике ниже.

Каждая новая попытка отображается в логах загрузки:

resetting board
trying to connect
    flush start
    setting serial port timeouts to 1 ms
    setting serial port timeouts to 1000 ms
    flush complete
    espcomm_send_command: sending command header
    espcomm_send_command: sending command payload
    read 0, requested 1

Цепь, показанная выше, имеет одно важное ограничение при работе с IDE Arduino. После открытия монитора порта ( Ctrl + ⇧ Shift + M ) линии RTS и DTR переключаются в состояние LOW. Поскольку линия RTS подключена к входной линии REST на ESP8266, то ESP8266 просто зависнет в состоянии сброса и запустить его будет нельзя. Следовательно, после загрузки прошивки вам нужно отключить обе линии или воспользоваться другой консолью (не монитором порта IDE Arduino), которая не переключает RTS и DTR в состояние LOW. В противном случае модуль зависнет в ожидании переключения REST в состояние HIGH и в мониторе порта ничего показывать не будет.

Что касается другой консоли, можно воспользоваться монитором порта IDE Arduino для ESP8266, разработанной пользователем mytrain и обсуждаемой в отчете 1360.

Если предпочитаете программы, то для Windows я бы порекомендовал бесплатную и удобную Termite.

Nodemcu

Метод сброса «nodemcu» получил название от платы NodeMCU, где он был реализован в самый первый раз. Этот метод позволяет обойти ограничения с управлением линиями RTS и DTR, о которых говорилось в главе о методе «ck».

Ниже показана простая цепь для измерения формы сигнала при помощи метода «nodemcu»:

Первый график показывает напряжение на контактах GPIO0 и RST в начале загрузки прошивки:

Обратите внимание, что последовательность сигналов длится в 10 раз короче, чем при использовании метода «ck» – примерно 25 мс против 250 мс.

Второй график показывает загрузку скетча «Blink.ino» на скорости 921600 бод. Не считая разницы в длине последовательности сигналов, он выглядит как аналогичный график для метода «ck».

Третий график тоже демонстрирует загрузку скетча «Blink.ino» на скорости 921600 бод, но с двумя попытками сброса.

Если вам интересно, как реализуется этот метод сброса, обратите внимание на схемы ниже. Он не притягивает линии RTS и DTR к «земле», когда вы открываете в IDE Arduino монитор порта.

Такая цепь состоит из двух транзисторов и резисторов, расположенных на плате NodeMCU. Слева изображены полная схема и таблица истинности – она показывает, как сигналы RTS и DTR на последовательном порту преобразуются в контакты RST и GPIO0 на ESP8266. Более подробно смотрите в репозитории NodeMCU на GitHub.

Эм… похоже, я застрял

Надеемся, советы выше помогли вам справиться с ошибкой «espcomm_sync failed», а загрузка прошивки на ESP8266 стала быстрой и беспроблемной.

Если опять нет, пробегитесь по вопросам ниже (они представляют короткую версию того, о чем писалось в главах выше):

Предварительные проверки

• Подключен ли ваш модуль к последовательному порту? Видит ли его IDE Arduino?
• Отвечает ли подключенный девайс на IDE Arduino? Какое именно сообщение появляется в отладочном окне?
• Правильный ли модуль ESP8266 выбран в меню «Плата»? Что именно у вас выбрано?
• Пробовали ли вы снизить скорость загрузки? Какую скорость вы уже попробовали?

Дополнительные проверки

• Какое сообщение присылает ESP8266 на скорости 74880 бод, когда вы входите в режим загрузчика?
• Проверяли ли вы конвертер USB-Serial, зациклив его? Каков был результат?
• Соответствует ли информация, показанная в логах, настройкам IDE Arduino? Если да, что в них?

Метод сброса

• Какой метод сброса вы используете?
• Какая у вас схема подключения? Она соответствует той, что показана в FAQ?
• Какую форму имеет сигнал во время сброса? Она соответствует форме сигнала в FAQ?
• Какую форму имеет сигнал при полной загрузке скетча? Она соответствует форме сигнала в FAQ?

ПО

• Вы используете стабильную версию аддона ESP8266 для IDE Arduino? Что это за версия?
• Как называется и какая версия у ваших IDE и ОС?

Если застопорились на каком-то шаге, опишите его как можно подробней и обратитесь за помощью на форум сообщества ESP8266.

Итого

С таким разнообразием модулей и плат на базе ESP8266, а также возможных методов сброса, решение проблем с загрузкой может потребовать очень много проб и попыток.
Если вы новичок, лучше использовать платы со встроенными USB-Serial конвертером и цепью для питания. Осторожно проверяйте сообщения в отладочном окне, а затем действуйте согласно этим сообщениям. Выберите правильный тип модуля в IDE Arduino и правильно настройте скорость загрузки прошивки. Проверьте, действительно ли плата переключена в режим загрузчика. Проверьте работоспособность USB-Serial конвертера, зациклив его. Проанализируйте детальные логи на предмет несоответствий с настройками IDE Arduino.

Проверьте схему подключения и форму сигнала на соответствие используемому методу сброса.

Если застряли, спросите совета у сообщества, предоставив данные обо всех выполненных вами шагах.

На картинке выше показана тестовая площадка для метода «ck».

Во время подготовки этой статьи не пострадало ни одного ESP8266.

См.также

Внешние ссылки