STM32之WIFI通信(ESP8266 ESP-01S)

前言

本文:使用的是 STM32F103C8T6 + ESP-01S模块通过采用串口的通信方式来实现 WIFI功能

ESP8266的介绍

ESP8266指的是乐鑫推出的ESP8266EX芯片，用ESP8266EX芯片和FLASH芯片等封装在PCB上、金属屏蔽罩下便得到ESP8266模块。

ESP8266EX 由乐鑫公司开发，提供了⼀套⾼度集成的 Wi-Fi SoC 解决⽅案，其低功耗、紧凑设计和⾼稳定性可以满⾜⽤户的需求。

ESP8266EX 拥有完整的且⾃成体系的 Wi-Fi 网络功能，既能够独立应用，也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运⾏。当 ESP8266EX 独⽴应⽤时，能够直接从外接 Flash 中启动。内置的⾼速缓冲存储器有利于提⾼系统性能，并且优化存储系统。此外 ESP8266EX 只需通过 SPI/SDIO 接⼝或 I2C/UART ⼝即可作为 Wi-Fi 适配器，应⽤到基于任何微控制器的设计中。 ESP8266EX 集成了天线开关、射频 balun、功耗放⼤器、低噪放⼤器、过滤器和电源管理模块。这样紧凑的设计仅需极少的外部电路并且将 PCB 的尺⼨降到最⼩

ESP-01S的介绍

ESP-01S 是由安信可科技开发的Wi-Fi模块，该模块核心处理器 ESP8266 在较小尺寸封装中集成了业界领先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，带有 16 位精简模式，主频支持 80 MHz 和 160 MHz，支持 RTOS，集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LN

ESP-01S Wi-Fi 模块支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议，完整的 TCP/IP 协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

脚序	名称	功能说明
1	GND	接地
2	IO2	GPIO2/UART1_TXD
3	IO0	GPIO0;下载模式:外部拉低；运行模式:悬空或者外部拉高
4	RXD	UART0_RXD/GPIO3
5	TXD	UART0_TXD/GPIO1
6	EN	芯片使能端，高电平有效
7	RST	复位
8	VCC	3.3V 供电（VDD）；外部供电电源输出电流建议在500mA以上

官方说明: EN 脚和 RST 脚必须上拉到 VCC

通过我的实践经验:

遇到最头疼问题(当时)，就是感觉模块时好时不好，偶然发现拔掉重新插就好的现象，后来再到将 ESP-01S的VCC重新插拔就好了，知道了: 官方推荐 3.3V 电压，峰值 500mA 以上电 说明我们的板子供电可能不足所以建议使用外部电源
我们STM32单片机和 ESP-01S模块通过串口通信时连接可以只用使用 VCC GND TXD RXD 这四个引脚
- 但是我自己感觉会有点问题的存在: 就是在复位时并不会出现上电时候那些乱码
- 所以我想到了是不是因为我当时RST复位引脚在测试时没有上拉到VCC也可以正常使用那我板子复位了但WIFI模块不复位重新跑我的程序我觉得也是可以的但是呢这时发现 EN 使能位出现了问题不插可以插就出现问题
  - 我加上EN使能位时，单片机重新复位程序时容易卡死而不使用EN使能位时程序非常快的执行了一遍但是不会出现上电时的那些乱码了这个问题还需加深考虑
最终:我还是将 VCC GND TXD RXD EN RST 引脚，都接上了并且在STM32复位时将 RST复位引脚/VCC引脚插拔一下会更好的运行感觉是硬件问题因为我使用的是最小开发板+模块

STM32与ESP8266通信

好了上面是关于如何对ESP-01S的模块硬件上的连接以及一些AT指令那么我接下来讲一下如何使STM32和ESP-01S进行通信最后WIFI连接到我们的电脑上

STM32_ESP_01S

在单片机内部

串口助手发送给USART1的数据 USART1通过USART2再传给 ESP8266
ESP8266发送给USART2的数据 USART2通过USART1再传给串口助手

可以看出以上就是我们STM32在串口助手和ESP01S之间的通信方式了，所以只要学会串口通信，在学习一下发送给ESP8266的指令就可以使用WIFI连接到我们的网路了，下面介绍一下 AT指令

AT指令

AT指令，其实就是一种通信协议，你可以理解为串口是马路，而AT指令就是交通规则，只有正确的驾驶才可以通过，即我们通过串口向ESP8266发送数据帧它会检测你发送的是不是AT指令，从而做出相应的动作指令集主要分为：基础 AT 指令、Wi-Fi 功能 AT 指令、TCP/IP 相关的 AT 指令

AT指令集非常多，我在这里只列举几个最常用的AT指令:

指令	含义	响应
AT	测试 AT 启动	OK
AT+RST	重启模块	OK
AT+CWMODE=1/2/3	设置 Wi-Fi 模式 (Station/SoftAP/Station+SoftAP)	OK
AT+CWJAP="SSID","PWD"	设置 ESP8266 Station 需连接的 AP -- 连接WIFI	OK
AT+CIPSTART="TCP","122.114.122.174",37590	建⽴ TCP 连接，UDP 传输或 SSL 连接 "安可信网址""端口号"	OK
AT+CIPMODE=1	设置传输模式(0：普通传输模式 ‣ 1：透传模式，仅⽀持 TCP 单连接和 UDP 固定通信对端的情况) 透传模式传输时，如果连接断开，ESP8266 会不停尝试重连，此时单独输⼊ +++ 退出透传，则停⽌重连；普通传输模式则不会重连，提示连接断开。	OK
AT+CIPSEND	发送数据收到此命令后先换⾏返回 > ,注意:在不退出透传时AT指令将不起作用	>
+++	退出透传模式(不能加换行)	OK
AT+CIPCLOSE	关闭 TCP/UDP/SSL 传输	OK
AT+CIPMUX=1	设置多连接	OK
AT+CWSAP="ESP8266","1234567890",5,3	配置 ESP8266 SoftAP 参数 -- ESP8266为WIFI源	OK
AT+CIPSERVER=1,5050	建立TCP服务器( 0：关闭服务器 ‣ 1：建⽴服务器),端口号	OK
AT+CIFSR	查询本地 IP 地址	OK

AT指令的使用时，需要自动加上换行符号

想要练习AT指令可以使用安信可透传云 V1.0进行测试使用多条发送的数据并不会打印到串口上，我们平常发送AT会有数据回显是因为厂商设置的我们也可以是使用ATE0指令来关闭回显

ESP8266_ANXINKE

STM32实战演习

通过以上学习，我们就可以与ESP8266进行通信并连接自己的热点注意:WIFI热点要开2.4GHZ的

本次实现连接淘宝API然后获取当前时间，获取时间的格式为 JSON数据我们可以对JSON数据格式进行解析然后把时间发送给RTC这样我们就可以永久保持这个时间了对了当长时间不与TCP进行连接时服务器会主动断开与我们的连接

STM32_WIFIGetTime

USART1.h

#ifndef  __USART_H__//如果没有定义了则参加以下编译
#define  __USART_H__//一旦定义就有了定义 所以 其目的就是防止模块重复编译

#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#include <stdarg.h>

void Usart_Init(void);
void Usart1_SendByte(uint8_t Byte);

#endif  //结束编译

USART1.c

#include "usart.h"

uint8_t RxFlag;
/*
 *PA9  --  TX
 *PA10 --  RX
*/
void Usart_Init(void)
{
  //使能时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);//使能时钟A和USART1
  
  //为初始化函数做准备
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//设置PA9引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;//设置输出模式为复用推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数PIN9↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//设置PA10引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;//设置输出模式为上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数PIN10↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义串口结构体
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; //波特率
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数字帧长度
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //不使用校验位 
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//不使用硬件流控制
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx; //模式为发送+接收
  //初始化串口1
  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 
  
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //根据上面的我们所选取的USART1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//这里选择的是抢占 1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //这里选择的是响应1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能指定的中断通道
  //初始化函数↓
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  //使能串口1
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
/**
  * @brief  串口1发送字节 -- 发送的最基本的函数 -->其它发送函数都是基于它
  * @param  
  * @retval 
  */
void Usart1_SendByte(uint8_t Byte)
{
  USART_SendData(USART1,Byte);
  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET );
}

/**
  * @brief  串口中断函数
            中断函数里面可以放你想要实现的功能函数
  * @param  
  * @retval 
  */
void USART1_IRQHandler(void)
{
  uint8_t data = 0;
  if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
  {
    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
    data = USART_ReceiveData(USART1);//获取串口助手发送给单片机的数据
    USART_SendData(USART2,data);//通过串口2发送 --> ESP8266
  }
}
/**
  * @brief  函数重定义--封装printf函数
  * @param  
  * @retval 
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  Usart1_SendByte(ch);
  return ch;
}

ESP8266.h

#ifndef  __ESP8266_H__//如果没有定义了则参加以下编译
#define  __ESP8266_H__//一旦定义就有了定义 所以 其目的就是防止模块重复编译

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

void ESP8266_Init(void);
void Usart2_SendByte(uint8_t Byte);
void Usart2_SendString(uint8_t *string);
void Esp8266_SendString(uint8_t *string,uint16_t len);//串口2 发送字符串
uint8_t EspSendCmdAndCheckRecvData(uint8_t *cmd,uint8_t *Rcmd,uint16_t outtime);
void WIFI_ConnectTaoBao(void);

typedef  struct{
    uint8_t rxbuff[1024];
    uint16_t rxcount;
    uint8_t rxover;
    
    uint8_t txbuff[1024];
    uint16_t txcount;
}WIFI;

extern WIFI wifi;

#endif  //结束编译

ESP8266.c

#include "ESP8266.h"
/**
  * @brief  ESP8266初始化 
            PA2--TX
            PA3--RX
            PA5--ESP8266使能引脚
  */
WIFI wifi = {0};
void ESP8266_Init(void)
{
  //使能时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能时钟A
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能时钟USART2
  //为初始化函数做准备
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;//设置PA2引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;//设置输出模式为复用推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数PIN2
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//设置PA3引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;//设置输出模式为上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数PIN3↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;//设置PA5引脚 -- //ESP8266使能引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;//设置输出模式为推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;//设置输出速度为50MHZ
  //初始化函数PIN5↓
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
  
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义串口结构体
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; //波特率
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数字帧长度
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //不使用校验位 
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//不使用硬件流控制
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx; //模式为发送+接收
  //初始化串口2
  USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); 
  
  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中断
  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);//使能空闲中断
   
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; //根据上面的我们所选取的USART2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//这里选择的是抢占 1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //这里选择的是响应2
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能指定的中断通道
  //初始化函数↓
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  //使能串口2
  USART_Cmd(USART2, ENABLE);

  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);//GPIOA 高电平有效 -- 使能ESP8266
  Delay_ms(2000);//延时  等待WiFi模块稳定
}

/**
  * @brief  串口2发送字节 -- 发送的最基本的函数 -->其它发送函数都是基于它
  * @param  
  * @retval 
  */
void Usart2_SendByte(uint8_t Byte)
{
  USART_SendData(USART2,Byte);
  while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TXE) == RESET );
}
/**
  * @brief  串口中断函数
            中断函数里面可以放你想要实现的功能函数
  * @param  
  * @retval 
  */
void USART2_IRQHandler(void)
{
  uint8_t data = 0;
  if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET)
  {
    USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
    
    data = USART_ReceiveData(USART2);//ESP8266 发送给 STM32的数据
    
    wifi.rxbuff[wifi.rxcount++] = data;//将 ESP8266 发送给单片机的数据 转存到rxbuff里面
    
    USART_SendData(USART1,data); //可通过 串口助手在电脑屏幕上 显示
  }
  if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) == 1) //串口空闲中断
  {
      data = USART2->SR;
    
      data = USART2->DR;
    
      wifi.rxover = 1;
  }
}
/**
  * @brief  发送字符串
  * @param  string 字符串
  * @retval 
  */
void Usart2_SendString(uint8_t *string)
{
  for(uint8_t i = 0;string[i] != '\0';i++)
  {
    Usart2_SendByte(string[i]);
  }
}
/**
  * @brief  发送字符串 + 带长度
  * @param  
  * @retval 
  */
void Esp8266_SendString(uint8_t *string,uint16_t len)//串口3 发送字符串
{
  for(uint16_t i=0;i<len;i++)
  Usart2_SendByte(string[i]);
}

/**
  * @brief  发送AT指令，检查AT指令的返回，判断AT指令是否发送成功
  * @param  cmd:发送的AT指令
  * @param  Rcmd:AT指令对应的返回值
  * @param  outtime:ESP8266超时回复判断
  * @retval 
  */
uint8_t EspSendCmdAndCheckRecvData(uint8_t *cmd,uint8_t *Rcmd,uint16_t outtime)
{
  uint8_t data = 0;
  
  //发送AT指令之前要清空
  
  memset(wifi.rxbuff,0,1024);
  
  wifi.rxover = 0;
  
  wifi.rxcount = 0;
  
  Usart2_SendString(cmd);//发送AT指令 -- > 才会进入串口2中断服务
  
  while(outtime) 
  {
    if(wifi.rxover == 1)
    {
      if(strstr((char *)wifi.rxbuff,(char *)Rcmd) != NULL)
      {
        data = 1;
        break;
      }
    }
    outtime--;
    Delay_ms(1);
  }
  return data;
}
/**
  * @brief  连接淘宝API 获取当前时间
  * @param  
  * @retval 
  */
void WIFI_ConnectTaoBao(void)
{
  
    if(EspSendCmdAndCheckRecvData("AT\r\n","OK",1000) == 1)
  {
    if(EspSendCmdAndCheckRecvData("AT+CWMODE=1\r\n","OK",1000) == 1)
    {
      if(EspSendCmdAndCheckRecvData("AT+CWJAP=\"你的WIFI\",\"你的WIFI密码\"\r\n","OK",100000) == 1)
      {
        if(EspSendCmdAndCheckRecvData("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"api.m.taobao.com\",80\r\n","OK",10000)==1)
        {
          EspSendCmdAndCheckRecvData("AT+CIPMODE=1\r\n","OK",1000);//开启透传
          EspSendCmdAndCheckRecvData("AT+CIPSEND\r\n",">",1000);//发送数据 
          
          //清空回收的buff
          memset(wifi.rxbuff,0,1024);
  
          wifi.rxover = 0;
          
          wifi.rxcount = 0;
                    
          Delay_ms(1000);
          Usart2_SendString("GET http://api.m.taobao.com/rest/api3.do?api=mtop.common.getTimestamp\r\n");
          Delay_ms(1000);
          
          Usart2_SendString("+++");//退出透传模式
        }
      }
    }
  }
}

/**
  * @brief  解析JSON数据
  * @param  
  * @retval 
  */
void GetTime_RecvData(void)
{
  char Val[20] = {0};
  char tep[20] = {0};
  uint8_t i = 0;
  uint32_t timeget = 0;
//  long long timeget = 0;
  time_t time = 0;
  if(wifi.rxover==1)
  {
    wifi.rxover = 0;
    if(wifi.rxcount>10)//判断是否是 下发指令的回传的指令 而不是上传时系统默认下发的 //防止有影响
    {
    char *addr =  strstr((char *)(wifi.rxbuff+6),"\"t\"");
    addr+=5;
    while(*(addr + i) != '"')
    {
      Val[i] = *( addr+i);
      i++;
    }
    printf("%s\r\n",Val);
//    sscanf(Val, "%lld", &timeget);  // 存储类型为long long int
//    printf("%lld\r\n",timeget);
    
    for(i = 0;i<10;i++) //这种要去掉3位 才能使用atoi转换
    {
      tep[i] = Val[i];
    }
     printf("%s\r\n",tep);
    timeget = atoi(tep);
    memset(wifi.rxbuff,0,1024);
    
    wifi.rxcount = 0;
    
    RTC_Init(timeget);
    
    }
  }
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "usart.h"
#include "ESP8266.h"
//#include "RTC.h"
int main(void)
{
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  OLED_Init();
  Usart_Init();
  ESP8266_Init();
  WIFI_ConnectTaoBao();
//  GetTime_RecvData();
  while(1)
  {
    
  }
}

posted @ 2023-10-04 20:05 Sakura_Ji 阅读(8640) 评论(1) 编辑收藏举报

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Sakura-Ji

STM32之WIFI通信(ESP8266 ESP-01S)

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