如何使用 Arduino UNO 为 OSOLINK WiFi/BLE I/O Shield 烧录 ESP-AT 固件

教程：使用 Arduino UNO 为 OSOLINK WiFi/BLE I/O Shield v1.0 烧录 ESP-AT 固件

适用产品：OSOLINK WiFi/BLE I/O Shield v1.0（Espressif ESP32-C3-MINI-1）

烧录接口：4 针 ESP UART0 排针（丝印：3V3 / ESP_RX / ESP_TX / GND）

所需工具：Arduino UNO（用作 USB 转串口适配器）+ 乐鑫 Flash Download Tool

目录

• 1. 前言 – 什么情况下需要烧录？
• 2. 准备工作
• 3. 将 Arduino UNO 变成 USB 转串口适配器
• 4. 硬件接线（ESP UART0 接口）
• 5. 下载烧录工具与 AT 固件
• 6. 配置 Flash Download Tool
• 7. 进入下载模式并烧录
• 8. 验证 AT 固件
• 9. 故障排查与注意事项

1前言 – 什么情况下需要烧录？

OSOLINK WiFi/BLE I/O Shield v1.0 出厂时已预烧录乐鑫 ESP-AT 固件，正常使用时无需自行烧录，只需从 Arduino 通过 UART 发送 AT 指令即可。

遇到以下情况时，您可能需要重新烧录 ESP-AT 固件：

• 无线模组对 AT 指令无响应（无回复或乱码）— 极少数模组出厂时可能未预烧录固件。
• 误将 AT 固件覆盖为自己的程序或其他二进制文件。
• 需要升级到更新版本的 ESP-AT 固件。

本教程演示仅使用一块 Arduino UNO 作为 USB 转串口适配器来重新烧录固件的方法 — 无需额外的 USB 转 TTL 模块。我们将 Arduino UNO 板载的 USB 芯片用作电脑与扩展板 ESP UART0 烧录接口之间的透明串口桥。

2准备工作

• Windows 电脑 1 台（乐鑫 Flash Download Tool 仅支持 Windows）。
• Arduino UNO 开发板 1 块 + USB 数据线（仅用作 USB 转串口适配器，无需上传任何程序）。
• 待烧录的 OSOLINK WiFi/BLE I/O Shield v1.0 若干块。
• 若干杜邦线（母对母或母对公），若 ESP UART0 接口未焊排针，可额外准备 4P 测试夹 1 个。
• 乐鑫官方 Flash Download Tool 软件。
• ESP32-C3 ESP-AT 固件压缩包（下载链接见第 5 节）。

图1 – 扩展板实物。4 针 ESP UART0 接口（3V3 / ESP_RX / ESP_TX / GND）位于模组旁；BOOT 与 EN 按键在右上方。

3将 Arduino UNO 变成 USB 转串口适配器

Arduino UNO 板载已经带有一颗 USB 转串口芯片，它连接到主控芯片的 D0（RX）和 D1（TX）引脚。如果我们让主控芯片停止工作，这颗 USB 转串口芯片就会变成电脑与 D0/D1 之间的透明桥梁 — 这正是我们与扩展板通信所需要的。

只需用一根杜邦线将 Arduino UNO 的 RESET 引脚与 GND 引脚短接，并在整个烧录过程中保持连接：

这样会让主控芯片一直处于复位状态，从而不再驱动串口线路。该 Arduino UNO 无需上传任何程序，也不要把扩展板插在这块 Arduino 上。UNO 单独使用，仅作为 USB 转串口适配器，通过杜邦线与扩展板相连。

4硬件接线（ESP UART0 接口）

在扩展板上找到丝印为 ESP UART0 的 4 针接口（丝印引脚：3V3、ESP_RX、ESP_TX、GND）。若该接口未焊排针，可焊接 2.54 mm 排针，或使用 4P 测试夹夹住焊盘。

按下表将 Arduino UNO 连接到扩展板的 ESP UART0 接口。由于主控芯片已被复位，此时接线为直连（RX → RX，TX → TX）：

保持第 3 节中 RESET–GND 的短接线不变。全部接好后，将 Arduino UNO 的 USB 线插入电脑。此时扩展板的电源指示灯（PWR LED）应点亮，由 3.3 V 线供电。

5下载烧录工具与 AT 固件

• Flash Download Tool – 乐鑫官方下载（直链）：dl.espressif.com/public/flash_download_tool.zip。解压后即可使用，无需安装。
• ESP32-C3 ESP-AT 固件 V3.2.0.0 – 预编译 ESP32-C3-MINI-1 AT 固件下载（直链）：ESP32-C3-MINI-1-AT-V3.2.0.0.zip。解压压缩包后，需要用到的文件路径为：
  ESP32-C3-MINI-1-AT-V3.2.0.0\ESP32-C3-MINI-1-V3.2.0.0\factory\factory_MINI-1.bin

6配置 Flash Download Tool

6.1  运行 flash_download_tool.exe。在弹出的第一个对话框中设置：

• ChipType：ESP32-C3
• WorkMode：Factory
• LoadMode：UART

然后点击 OK。

6.2  进入主界面后，按下表进行设置：

7进入下载模式并烧录

需要使用扩展板自身的 BOOT 和 EN 按键让 ESP32-C3 进入下载（bootloader）模式。按以下顺序操作：

1. 点击 Flash Download Tool 上的 START 按钮。
2. 长按扩展板上的 BOOT 按键。
3. 保持长按 BOOT 的同时，按一下 EN 按键后松开。
4. 松开 BOOT 按键。此时 ESP32-C3 已进入下载模式，工具底部会出现进度条。
5. 等待烧录完成。完成后工具会显示 FINISH 标志。

烧录完成后，再按一下 EN 按键（或拔插 USB）让模组重启，即可运行新的 AT 固件。

8验证 AT 固件（功能测试）

先断开所有烧录连线，并拆掉第 3 节中 RESET–GND 的短接线。

8.1  上电测试。将扩展板安装到 Arduino UNO 上 — 注意排针对齐并完整插入，不要将排针弄歪。用 USB 线将 UNO 连接到电脑。此时应能看到扩展板板载电源指示灯常亮。若常亮，则该项测试通过。

8.2  上传测试代码。使用 OSOYOO 功能测试代码（如下所示），让 Arduino 通过 AT 接口（ATRX / ATTX → D5 / D4）与 ESP32-C3 通信，执行一系列 AT 指令并扫描附近 WiFi：

1. 打开 Arduino IDE，并打开测试代码。
2. 选择正确的端口号，板子类型选择 Arduino UNO。
3. 点击上传，等待上传完成。
4. 打开串口监视器（Serial Monitor），波特率选择 9600（行结束符：换行 NL）。

测试代码 – 将下方完整代码复制到 Arduino IDE 新建窗口后上传：

/*
 * ESP32-C3 WiFi/BLE Shield —— 产线测试 + 出厂恢复（供同事测试，测完可直接出货）
 * 硬件：Arduino UNO + ESP32-C3 Shield（AT 固件，SoftwareSerial D4/D5）
 *
 * 流程（全部在 setup 自动完成，按 UNO 复位键即可测下一片）：
 *   STEP A  AT+RESTORE 恢复出厂（覆盖 115200/9600 两种当前波特率，测完模块回到出厂 115200）
 *   STEP B  临时把波特率降到 9600（AT+UART_CUR，不写 flash，仅本次有效）以便软串口稳定通信
 *   STEP 1~5  基本AT / 固件版本 / Station模式 / 扫描配置 / 扫描WiFi —— 每步 PASS/FAIL
 *   STEP D  再次 AT+RESTORE，抹掉临时配置，模块以【出厂默认 115200】结束，可直接出货
 *
 * 串口监视器：波特率 9600，行结束符「换行 NL」。
 */

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial esp(4, 5);   // D4=RX, D5=TX

// 前向声明
bool   testAT(const char* title, String cmd, String expect, int timeout);
String readFor(int timeout);
void   scanWiFi();
void   printAp(int n, String line);
String ecnToStr(int ecn);
void   factoryRestore();
void   flushEsp();

int passCount = 0, failCount = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  delay(300);
  Serial.println(F("\n=========================================="));
  Serial.println(F("   ESP32-C3 Shield 产线测试 + 出厂恢复"));
  Serial.println(F("=========================================="));

  // ---------- STEP A: 恢复出厂 ----------
  Serial.println(F("\nSTEP A: 恢复出厂状态 (AT+RESTORE) ..."));
  factoryRestore();     // 处理未知波特率；结束后模块为出厂默认 115200
  Serial.println(F("  已恢复出厂，模块当前应为 115200"));

  // ---------- STEP B: 临时降速到 9600（不写 flash）----------
  Serial.println(F("\nSTEP B: 临时切到 9600 用于测试 (AT+UART_CUR) ..."));
  esp.begin(115200);
  delay(400);
  esp.println("AT+UART_CUR=9600,8,1,0,0");   // 仅本次有效，掉电/RESTORE 后失效
  delay(800);
  esp.end();
  esp.begin(9600);
  delay(400);
  flushEsp();

  // ---------- STEP 1~4 ----------
  bool ok1 = testAT("STEP 1: 基本 AT 通信", "AT", "OK", 1500);
  if (!ok1) {
    Serial.println(F("  !! AT 无响应，请检查："));
    Serial.println(F("     - UART 选择器跳线是否在 D4/D5"));
    Serial.println(F("     - 模块供电/是否插好"));
    Serial.println(F("     - 若 STEP B 的降速指令没送达，按 UNO 复位重试一次"));
  }
  testAT("STEP 2: 读取固件版本 (AT+GMR)",   "AT+GMR",           "OK", 2500);
  testAT("STEP 3: 设置 Station 模式",       "AT+CWMODE=1",      "OK", 1500);
  testAT("STEP 4: 配置扫描输出(排序/精简)",  "AT+CWLAPOPT=1,23", "OK", 1000);

  // ---------- STEP 5: 扫描 WiFi ----------
  Serial.println(F("\nSTEP 5: 扫描附近 WiFi (AT+CWLAP) ..."));
  scanWiFi();

  // ---------- 汇总 ----------
  Serial.println(F("\n------------------------------------------"));
  Serial.print(F("测试结果：PASS ")); Serial.print(passCount);
  Serial.print(F(" 项，FAIL "));      Serial.print(failCount);
  Serial.println(F(" 项"));
  if (failCount == 0) Serial.println(F("★★★ 测试通过 ★★★"));
  else                Serial.println(F("!!! 有项目未通过，请排查 !!!"));
  Serial.println(F("------------------------------------------"));

  // ---------- STEP D: 测完再次恢复出厂，出货前保持纯净 ----------
  Serial.println(F("\nSTEP D: 恢复出厂状态以便直接出货 ..."));
  flushEsp();
  esp.println("AT+RESTORE");    // 当前 9600，抹掉临时配置并重启到出厂 115200
  delay(3000);
  Serial.println(F("★ 模块已恢复出厂默认（115200、无残留配置）"));
  Serial.println(F("★ 可直接出货，无需再次烧录。"));
  Serial.println(F("=========================================="));
  Serial.println(F("（测下一片：换上新 Shield，按一下 UNO 复位键即可）"));
}

void loop() {
  // 出厂恢复后模块已回到 115200，本程序不再与其通信，空转即可。
}

// ---- 恢复出厂：覆盖 115200 与 9600 两种可能的当前波特率 ----
void factoryRestore() {
  long bauds[2] = {115200, 9600};
  for (int i = 0; i < 2; i++) {
    esp.end();
    esp.begin(bauds[i]);
    delay(300);
    esp.print("+++");            // 退出可能的透传模式（无换行，前后留白）
    delay(1000);
    esp.println("AT+RESTORE");   // 恢复出厂并重启
    delay(2500);
    Serial.print(F("  已在 "));
    Serial.print(bauds[i]);
    Serial.println(F(" 下发送 +++ / AT+RESTORE"));
  }
  // RESTORE 后模块统一回到出厂默认 115200
}

// ---- 发送 AT 指令并判断是否包含期望关键字，打印 PASS/FAIL ----
bool testAT(const char* title, String cmd, String expect, int timeout) {
  Serial.println();
  Serial.println(title);
  Serial.println("  > " + cmd);
  flushEsp();
  esp.println(cmd);
  String resp = readFor(timeout);

  resp.trim();
  if (resp.length()) {
    Serial.print("  < ");
    for (unsigned int i = 0; i < resp.length(); i++) {
      char c = resp[i];
      Serial.write(c);
      if (c == '\n') Serial.print("    ");
    }
    Serial.println();
  } else {
    Serial.println("  < (无返回)");
  }

  bool ok = resp.indexOf(expect) != -1;
  Serial.println(ok ? "  [PASS]" : "  [FAIL]");
  if (ok) passCount++; else failCount++;
  return ok;
}

// ---- 在 timeout 内收集模块返回（收到数据就刷新超时）----
String readFor(int timeout) {
  String r = "";
  unsigned long t = millis();
  while (millis() - t < (unsigned long)timeout) {
    while (esp.available()) {
      r += (char)esp.read();
      t = millis();
      if (r.length() > 250) return r;   // UNO 内存有限，防止 String 过大
    }
  }
  return r;
}

// ---- 扫描 WiFi：边收边解析并逐条打印，超时也照常统计 ----
void scanWiFi() {
  flushEsp();
  esp.println("AT+CWLAP");

  char buf[90];
  byte idx = 0;
  int count = 0;
  bool done = false;
  unsigned long t = millis();

  while (millis() - t < 9000 && !done) {
    while (esp.available()) {
      char c = esp.read();
      t = millis();
      if (c == '\r') continue;
      if (c == '\n') {
        buf[idx] = '\0';
        String line = String(buf);
        idx = 0;
        if (line.indexOf("+CWLAP:") != -1)      { count++; printAp(count, line); }
        else if (line.indexOf("OK") != -1)      { done = true; break; }
        else if (line.indexOf("ERROR") != -1)   { Serial.println(F("  返回 ERROR")); done = true; break; }
      } else if (idx < sizeof(buf) - 1) {
        buf[idx++] = c;
      }
    }
  }

  Serial.print(F("  共发现 "));
  Serial.print(count);
  Serial.println(F(" 个热点"));
  if (count > 0) { Serial.println(F("  [PASS] 射频与扫描功能正常")); passCount++; }
  else {
    Serial.println(F("  [FAIL] 未扫到热点（检查模式/接线/天线）"));
    failCount++;
  }
}

// ---- 解析并打印一条 +CWLAP 行 ----
void printAp(int n, String line) {
  int lp = line.indexOf('(');
  if (lp == -1) return;

  int c1  = line.indexOf(',', lp);
  int ecn = line.substring(lp + 1, c1).toInt();

  int q1 = line.indexOf('"', c1);
  int q2 = line.indexOf('"', q1 + 1);
  String ssid = (q1 != -1 && q2 != -1) ? line.substring(q1 + 1, q2) : "";
  if (ssid.length() == 0) ssid = "(隐藏 SSID)";

  int c2   = line.indexOf(',', q2);
  int c3   = line.indexOf(',', c2 + 1);
  int rssi = line.substring(c2 + 1, c3).toInt();

  int rp = line.lastIndexOf(')');
  int lc = line.lastIndexOf(',');
  int ch = line.substring(lc + 1, rp).toInt();

  Serial.print(F("  "));   Serial.print(n);   Serial.print(F(". SSID="));
  Serial.print(ssid);
  Serial.print(F("  信号=")); Serial.print(rssi); Serial.print(F("dBm"));
  Serial.print(F("  信道=")); Serial.print(ch);
  Serial.print(F("  加密=")); Serial.println(ecnToStr(ecn));
}

String ecnToStr(int ecn) {
  switch (ecn) {
    case 0: return "OPEN";
    case 1: return "WEP";
    case 2: return "WPA-PSK";
    case 3: return "WPA2-PSK";
    case 4: return "WPA/WPA2-PSK";
    case 5: return "WPA2-Enterprise";
    case 6: return "WPA3-PSK";
    case 7: return "WPA2/WPA3-PSK";
    default: return "?";
  }
}

void flushEsp() {
  while (esp.available()) esp.read();
}

8.3  预期结果。若固件正常，串口监视器会打印 AT 固件版本、各 AT 步骤的结果以及附近 WiFi 热点列表，最后将模块恢复出厂默认。典型输出如下：

若能看到固件版本、附近 WiFi SSID 列表以及 PASS 汇总，即表示 ESP-AT 固件已正确烧录并正常工作。测下一片时，换上新扩展板，按一下 UNO 的复位键即可。

9故障排查与注意事项

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