基于stm32 ESP8266WiFi模块的基本通信

news2024/11/23 15:16:43

文章目录

  • 前言
  • 一、什么是ESP8266？
  • 二、ESP8266常用指令集
  • 三、模块的配置 及 指令的使用
  • 四、程序设计

前言

本篇涉及到的模块与工具为：
1. ATK-ESP8266wifi模块
2. USB-UART模块
3. 串口调试助手
提取链接：https://pan.baidu.com/s/17xRlpnjp8j-VvyD2VDxNXw?pwd=ufms
提取码：ufms
4. 网络调试助手
提取链接：https://pan.baidu.com/s/10spxZmwMGI70USlzkOzdxg?pwd=fmxe
提取码：fmxe

一、什么是ESP8266？

简介：
ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。

ESP8266是一个完整且自成体系的Wi-Fi网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载所有Wi-Fi网络功能。在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。内置的高速缓冲存储器有利于提高系统性能，并减少内存需求。

我这里以正点原子团队开发的ATK-ESP-01 模块为例进行介绍。

ATK-ESP8266 模块采用串口（LVTTL）与 MCU（或其他串口设备）通信，内置 TCP/IP
协议栈，能够实现串口与 WIFI 之间的转换。通过 ATK-ESP8266 模块，传统的串口设备只是需要简单的串口配置，即可通过网络（WIFI）传输自己的数据。

ATK-ESP8266 模块支持 LVTTL 串口，兼容 3.3V 和 5V 单片机系统。模块支持串口转 WIFI STA、串口转 AP 和 WIFI STA+WIFI AP 的模式，从而快速构建串口-WIFI 数据传输方案，方便设备使用互联网传输数据。ATK-ESP8266 模块非常小巧（29mm*19mm），模块通过 6 个 2.54mm 间距的排针与外部连接，模块外观如下图所示：
在这里插入图片描述
由上可知，该模块分布有6个引脚：VCC、GND、TXD、RXD、RST、IO_0，其中RST和IO_0一般可不用

引脚说明：

名称说明
VCC电源（3.3V~5V）
GND电源地
TXD模块串口发送脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 RXD
RXD模块串口接收脚（TTL 电平，不能直接接 RS232 电平!），可接单片机的 TXD
RST复位（低电平有效）
IO_0用于进入固件烧写模式，低电平是烧写模式，高电平是运行模式（默认状态）

原理图：
在这里插入图片描述
产品参数：
在这里插入图片描述

二、ESP8266常用指令集

指令说明
AT测试AT启动
AT+RST重启模块
AT+RESTORE恢复出厂设置
AT+CWLIF查看已接入设备的 IP
AT+CIFSR查看本模块的 IP 地址
AT+CWMODE？查看本机配置模式
AT+CIPMUX=1开启多连接模式
AT+CIPSTO?查询本模块的服务器超时时间
ATE开关回显功能ATE关闭回显,ATE开启回显
AT+GMR查看版本信息
AT+UART设置串口配置
AT+CWJAP加入AP
AT+CWQAP退出与AP的连接
AT+CWSMARTSTART启动智能连接
AT+CWSMARTSTOP停止智能连接

三、模块的配置 及 指令的使用

AT+CWMODE=mode

  • mode=1：Station模式（接收模式,做客户端 连接别人的wifi(热点)）
  • mode=2：AP模式（发送模式，做服务器 自己作为wifi 给别人连）
  • mode=3：AP+Station模式 (混合模式)

指令的使用
模块使用分为俩种情况，服务端和客服端，其中客户端最为常用

  • (一)作为服务端时
  1. 设置模式为AP模式：AT+CWMODE=2
  2. 重启模块：AT+RST
  3. AT+CWSAP=“wifi名称”,“wifi密码”,6,4 创建热点(“6”为通道号，“4”为加密等级)
  4. 查看模块的ip地址:命令: AT+CIFSR
  5. AT+CIPMUX=1 设置为多连接模式，启动模块
  6. AT+CIPSERVER=1,8080 服务器的设置端口(8080为默认端口，可根据自己意向设置)时
  • (二)作为客户端时
  1. AT+CWMODE=1 配置STA模式
  2. AT+RST 重启生效
  3. AT+CWJAP=“wifi名称”,“WiFi密码” 连接WIFI
  4. AT+CIPMUX=0 设置单路连接模式，=1为多路连接
  5. AT+CIPSTART=“TCP”,“服务器ip地址”,端口号 连接服务器
  6. AT+CIPMODE=1 开启透传模式
  7. AT+CIPSEND 开始透传

由于时间原因，关于ESP8266 网络调试助手和串口调试助手的通信使用，可私信在线教学

四、程序设计

我这里以做客户端为例进行展开设计
1. 发送指令

//向ESP8266发送命令
//cmd:发送的命令字符串;ack:期待的应答结果,如果为空,则表示不需要等待应答;waittime:等待时间(单位:10ms)
//返回值:0,发送成功(得到了期待的应答结果);1,发送失败
u8 esp8266_send_cmd(u8 *cmd,u8 *ack,u16 waittime)
{
	u8 res=0; 
	USART3_RX_STA=0;
	u3_printf("%s\r\n",cmd);	//发送命令
	if(ack&&waittime)		//需要等待应答
	{
		while(--waittime)	//等待倒计时
		{
			delay_ms(10);
			if(USART3_RX_STA&0X8000)//接收到期待的应答结果
			{
				if(esp8266_check_cmd(ack))
				{
					printf("ack:%s\r\n",(u8*)ack);
					break;//得到有效数据 
				}
					USART3_RX_STA=0;
			} 
		}
		if(waittime==0)res=1; 
	}
	return res;
}

2. 发送数据

//向ESP8266发送数据
//cmd:发送的命令字符串;waittime:等待时间(单位:10ms)
//返回值:发送数据后，服务器的返回验证码
u8* esp8266_send_data(u8 *cmd,u16 waittime)
{
	char temp[5];
	char *ack=temp;
	USART3_RX_STA=0;
	u3_printf("%s",cmd);	//发送命令
	if(waittime)		//需要等待应答
	{
		while(--waittime)	//等待倒计时
		{
			delay_ms(10);
			if(USART3_RX_STA&0X8000)//接收到期待的应答结果
			{
				USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加结束符
				ack=(char*)USART3_RX_BUF;
				printf("ack:%s\r\n",(u8*)ack);
				USART3_RX_STA=0;
				break;//得到有效数据 
			} 
		}
	}
	return (u8*)ack;
}

3. 接收应答

//ESP8266发送命令后,检测接收到的应答
//str:期待的应答结果
//返回值:0,没有得到期待的应答结果;其他,期待应答结果的位置(str的位置)
u8* esp8266_check_cmd(u8 *str)
{
	char *strx=0;
	if(USART3_RX_STA&0X8000)		//接收到一次数据了
	{ 
		USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加结束符
		strx=strstr((const char*)USART3_RX_BUF,(const char*)str);
	} 
	return (u8*)strx;
}

4. 退出透传

//ESP8266退出透传模式   返回值:0,退出成功;1,退出失败
//配置wifi模块，通过想wifi模块连续发送3个+（每个+号之间 超过10ms,这样认为是连续三次发送+）
u8 esp8266_quit_trans(void)
{
	u8 result=1;
	u3_printf("+++");
	delay_ms(1000);					//等待500ms太少 要1000ms才可以退出
	result=esp8266_send_cmd("AT","OK",20);//退出透传判断.
	if(result)
		printf("quit_trans failed!");
	else
		printf("quit_trans success!");
	return result;
}

5. 模块配置(初始化)

void esp8266_start_trans(void)
{
	//设置工作模式 1：station模式   2：AP模式  3：兼容 AP+station模式
	esp8266_send_cmd("AT+CWMODE=1","OK",50);
	
	//让Wifi模块重启的命令
	esp8266_send_cmd("AT+RST","ready",20);
	
	delay_ms(1000);         //延时3S等待重启成功
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	
	//让模块连接上自己的路由
	while(esp8266_send_cmd("AT+CWJAP=\"xxxx\",\"xxxx\"","WIFI GOT IP",600));
	
	//=0：单路连接模式     =1：多路连接模式
	esp8266_send_cmd("AT+CIPMUX=0","OK",20);
	
	//建立TCP连接  这四项分别代表了 要连接的ID号0~4   连接类型  远程服务器IP地址   远程服务器端口号
	while(esp8266_send_cmd("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"xxx.xxx.xxx.xxx\",xxxx","CONNECT",200));
	
	//是否开启透传模式  0：表示关闭 1：表示开启透传
	esp8266_send_cmd("AT+CIPMODE=1","OK",200);
	
	//透传模式下 开始发送数据的指令 这个指令之后就可以直接发数据了
	esp8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",50);
}

6. main函数

int main(void)
 {		
	delay_init();	    	 			//延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 			//设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 				//串口初始化为115200
	usart3_init(115200);	 				//串口初始化为115200

	esp8266_start_trans();							//esp8266进行初始化
	 
	esp8266_send_data("12",50);
	 
	esp8266_quit_trans();

 	while(1)
	{
		
	}
 }

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