在手机上使用 esptool 为乐鑫 ESP 系列 MCU 刷写固件

需求

有时候人在外面，手里只有一个 OTG 头和一根数据线，想要用手机为 ESP32/ESP8266 等 MCU 刷入固件。

第一次尝试

一开始我的想法很简单：既然乐鑫官方的刷写工具esptool是 Python 开发的，那就直接在手机上装个 Python 之后使用其进行刷入就行了。于是便下载termux并且安装了 Python：

apt update
apt install python python-pip

随后用pip3,安装esptool:

pip3 install esptool

但是由于 termux 源的软件版本问题，在编译cryptography库的过程中，rust 爆红。由于我并不熟悉 rust，所以选择安装 termux 源内预先编译好的 cryptography 库:

apt install python-cryptography

安装完成后，再次尝试安装 esptool，显示安装成功。

将 ESP32-S3 开发板用 OTG 线连接至手机，随后发现：我的手机没有 root 权限，无法访问/dev 目录。随后查阅相关资料发现shell用户可以访问/dev 目录，于是便启动无线调试后连接到本地终端，但发现/dev/下没有生成ttyUSBx设备。

原因分析

Android 对 USB 设备的访问权限控制较为严格，APP 只能通过 Java API 访问 USB 设备，且只能获取到/dev/bus/usb/xxx/xxx这样的字符设备(character device)的文件描述符(file descriptor)。再者，Android 内核一般都没有加入 USB 转串口设备支持，所以无法生成对应的设备节点。

第二次尝试

经过搜索后，发现可以使用termux-api来实现访问 USB 设备，于是下载安装之。随后在 termux 中，使用命令：

termux-usb -l

能够成功地枚举到 USB 设备。

二次分析

esptool 依赖pyserial库实现对串口设备节点的访问，而 pyserial 并没有内置串口驱动程序。这里举一个例子：使用/dev/ttyUSB0 设备来向 RX 方发送一个字节的数据，可能只需要一个简单的write()，但如果使用/dev/bus/usb字符设备，可能就需要先获取那个设备的通讯端点，然后向端点写入数据，而且不同厂商对写入数据的格式，大小等等都有不同的标准。

第三次尝试

我原本的想法是，使用libusb库，将串口读写数据、设置波特率、流控等封装为函数，再交给 pyserial 进行调用，随后发现在 esptool 的源代码中，对流控(CTS,DTR)的控制方法被写死为ioctl操作，所以在不修改 esptool 的情况下实现自动下载的话应该是不行了(主要是太懒)。

最终解决方案

最后在某个笨蛋的帮助下，找到了一款串口 TCP/IP 透传软件：TCPUART。使用方法也很简单：设置波特率，点击 Connect，然后点击 Start 启动服务，启动完毕之后在 esptool 那边就可以用socket://协议来访问串口并且刷入固件了:

#读取芯片ID
esptool.py --before no_reset --after no_reset --port socket://localhost:8080 chip_id
#刷入固件
esptool.py --before no_reset --after no_reset --port socket://localhost:8080 write_flash -e -fs detect -fm keep 0x0 <文件名>

不足之处

• 无法自动复位进入下载模式，烧录之前必须手动进入下载模式
• 连接不是很稳定
• TCPUART 支持的串口芯片较少（不支持 CH343P，只能通过 ESP32S3 的原生 USB 口下载）

下载

TCPUART