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ESP8266是一款串口WIFI模组，内置了完善的网络协议栈，并且有完善的AT指令集，单片机可以通过串口控制ESP8266完成网络编程，在物联网领域使用非常多。有了这款WIFI，这也降低了的物联网、嵌入式工程师的网络编程难度。这篇文章就详细介绍ESP8266的使用方法，介绍AP模式、STA模式的配置方法，完成TCP服务器、TCP客户端的创建。
一、硬件环境介绍
1. ESP8266 ： 采用安信可的模组，型号是ESP12F
2. STM32 : 采用STM32F103C8T6
3. 编程软件 : 采用Keil5
ESP8266编程调试过程中用到的相关软件下载地址：
二、ESP8266通信的调试与运行效果
下面几张图是将ESP8266配置成AP+TCP服务器模式，电脑连接ESP8266的热点之后，实现数据通信。通信的效果是，在电脑点击物联网控制系统软件，实现控制开发板上的LED灯和蜂鸣器，开发板上将检测的光敏数据、温度数据、RC522刷卡数据传输到电脑的软件上进行显示。----局域网通信
三、硬件接线与代码技术部分介绍
硬件连接： 下面会贴出核心代码，在当前开发板上，ESP8266接在STM32F103C8T6的串口3上。
代码分为以下几个部分：
(1) STM32程序里的串口接收采用定时器+接收中断的形式接收数据，使用这种方式可以接收不定长度数据，方便接下来与ESP8266进行通信。
(2). ESP8266驱动代码：代码实现了STA+TCP客户端的一键配置函数，AP+TCP服务器的一键配置函数，要配置ESP8266只需要调用对应的函数传入参数即可。
四、核心代码部分
4.1 ESP8266.c代码
#include "esp8266.h"
u8 ESP8266_IP_ADDR[16]; //255.255.255.255
u8 ESP8266_MAC_ADDR[18]; //硬件地址
/*
函数功能: ESP8266命令发送函数
函数返回值:0表示成功 1表示失败
*/
u8 ESP8266_SendCmd(char *cmd)
{
u8 i,j;
for(i=0;i<10;i++) //检测的次数--发送指令的次数
{
USARTx_StringSend(USART3,cmd);
for(j=0;j<100;j++) //等待的时间
{
delay_ms(50);
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_FLAG=0;
USART3_RX_CNT=0;
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"OK"))
{
return 0;
}
}
}
}
return 1;
}
/*
函数功能: ESP8266硬件初始化检测函数
函数返回值:0表示成功 1表示失败
*/
u8 ESP8266_Init(void)
{
//退出透传模式
USARTx_StringSend(USART3,"+++");
delay_ms(50);
return ESP8266_SendCmd("AT\r\n");
}
/*
函数功能: 一键配置WIFI为AP+TCP服务器模式
函数参数:
char *ssid 创建的热点名称
char *pass 创建的热点密码 （最少8位）
u16 port 创建的服务器端口号
函数返回值: 0表示成功 其他值表示对应错误值
*/
u8 ESP8266_AP_TCP_Server_Mode(char *ssid,char *pass,u16 port)
{
char *p;
u8 i;
char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
/*1. 测试硬件*/
if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
/*2. 关闭回显*/
if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
/*3. 设置WIFI模式*/
if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2\r\n"))return 3;
/*4. 复位*/
ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
/*5. 关闭回显*/
if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
/*6. 设置WIFI的AP模式参数*/
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWSAP="%s","%s",1,4\r\n",ssid,pass);
if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
/*7. 开启多连接*/
if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1\r\n"))return 7;
/*8. 设置服务器端口号*/
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSERVER=1,%d\r\n",port);
if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
/*9. 查询本地IP地址*/
if(ESP8266_SendCmd("AT+CIFSR\r\n"))return 9;
//提取IP地址
p=strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"APIP");
if(p)
{
p+=6;
for(i=0;*p!='"';i++)
{
ESP8266_IP_ADDR[i]=*p++;
}
ESP8266_IP_ADDR[i]='\0';
}
//提取MAC地址
p=strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"APMAC");
if(p)
{
p+=7;
for(i=0;*p!='"';i++)
{
ESP8266_MAC_ADDR[i]=*p++;
}
ESP8266_MAC_ADDR[i]='\0';
}
//打印总体信息
USART1_Printf("当前WIFI模式:AP+TCP服务器\n");
USART1_Printf("当前WIFI热点名称:%s\n",ssid);
USART1_Printf("当前WIFI热点密码:%s\n",pass);
USART1_Printf("当前TCP服务器端口号:%d\n",port);
USART1_Printf("当前TCP服务器IP地址:%s\n",ESP8266_IP_ADDR);
USART1_Printf("当前TCP服务器MAC地址:%s\n",ESP8266_MAC_ADDR);
return 0;
}
/*
函数功能: TCP服务器模式下的发送函数
发送指令:
*/
u8 ESP8266_ServerSendData(u8 id,u8 *data,u16 len)
{
u8 i,j,n;
char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
for(i=0;i<10;i++)
{
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSEND=%d,%d\r\n",id,len);
USARTx_StringSend(USART3,ESP8266_SendCMD);
for(j=0;j<10;j++)
{
delay_ms(50);
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_FLAG=0;
USART3_RX_CNT=0;
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,">"))
{
//继续发送数据
USARTx_DataSend(USART3,data,len);
//等待数据发送成功
for(n=0;n<200;n++)
{
delay_ms(50);
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_FLAG=0;
USART3_RX_CNT=0;
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"SEND OK"))
{
return 0;
}
}
}
}
}
}
}
return 1;
}
/*
函数功能: 配置WIFI为STA模式+TCP客户端模式
函数参数:
char *ssid 创建的热点名称
char *pass 创建的热点密码 （最少8位）
char *p 将要连接的服务器IP地址
u16 port 将要连接的服务器端口号
u8 flag 1表示开启透传模式 0表示关闭透传模式
函数返回值:0表示成功 其他值表示对应的错误
*/
u8 ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(char *ssid,char *pass,char *ip,u16 port,u8 flag)
{
char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
//退出透传模式
//USARTx_StringSend(USART3,"+++");
//delay_ms(50);
/*1. 测试硬件*/
if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
/*2. 关闭回显*/
if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
/*3. 设置WIFI模式*/
if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n"))return 3;
/*4. 复位*/
ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
/*5. 关闭回显*/
if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
/*6. 配置将要连接的WIFI热点信息*/
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWJAP="%s","%s"\r\n",ssid,pass);
if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
/*7. 设置单连接*/
if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=0\r\n"))return 7;
/*8. 配置要连接的TCP服务器信息*/
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSTART="TCP","%s",%d\r\n",ip,port);
if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
/*9. 开启透传模式*/
if(flag)
{
if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMODE=1\r\n"))return 9; //开启
if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n"))return 10; //开始透传
if(!(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,">")))
{
return 11;
}
//如果想要退出发送: "+++"
}
//打印总体信息
USART1_Printf("当前WIFI模式:STA+TCP客户端\n");
USART1_Printf("当前连接的WIFI热点名称:%s\n",ssid);
USART1_Printf("当前连接的WIFI热点密码:%s\n",pass);
USART1_Printf("当前连接的TCP服务器端口号:%d\n",port);
USART1_Printf("当前连接的TCP服务器IP地址:%s\n",ip);
return 0;
}
/*
函数功能: TCP客户端模式下的发送函数
发送指令:
*/
u8 ESP8266_ClientSendData(u8 *data,u16 len)
{
u8 i,j,n;
char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
for(i=0;i<10;i++)
{
sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSEND=%d\r\n",len);
USARTx_StringSend(USART3,ESP8266_SendCMD);
for(j=0;j<10;j++)
{
delay_ms(50);
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_FLAG=0;
USART3_RX_CNT=0;
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,">"))
{
//继续发送数据
USARTx_DataSend(USART3,data,len);
//等待数据发送成功
for(n=0;n<200;n++)
{
delay_ms(50);
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_FLAG=0;
USART3_RX_CNT=0;
if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"SEND OK"))
{
return 0;
}
}
}
}
}
}
}
return 1;
}
4.2 ESP8266.h
#ifndef _ESP8266_H
#define _ESP8266_H
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
//函数声明
u8 ESP8266_Init(void);
u8 ESP8266_SendCmd(char *cmd);
u8 ESP8266_AP_TCP_Server_Mode(char *ssid,char *pass,u16 port);
u8 ESP8266_ServerSendData(u8 id,u8 *data,u16 len);
u8 ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(char *ssid,char *pass,char *ip,u16 port,u8 flag);
u8 ESP8266_ClientSendData(u8 *data,u16 len);
#endif
4.3 串口部分代码
/*
函数功能: 串口1的初始化
硬件连接: PA9(TX) 和 PA10(RX)
*/
void USART1_Init(u32 baud)
{
/*1. 开时钟*/
RCC->APB2ENR|=1<<14; //USART1时钟
RCC->APB2ENR|=1<<2; //PA
RCC->APB2RSTR|=1<<14; //开启复位时钟
RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//停止复位
/*2. 配置GPIO口的模式*/
GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;
GPIOA->CRH|=0x000008B0;
/*3. 配置波特率*/
USART1->BRR=72000000/baud;
/*4. 配置核心寄存器*/
USART1->CR1|=1<<5; //开启接收中断
STM32_SetPriority(USART1_IRQn,1,1); //设置中断优先级
USART1->CR1|=1<<2; //开启接收
USART1->CR1|=1<<3; //开启发送
USART1->CR1|=1<<13;//开启串口功能
}
/*
函数功能: 串口3的初始化
硬件连接: PB10(TX) 和 PB11(RX)
*/
void USART3_Init(u32 baud)
{
/*1. 开时钟*/
RCC->APB1ENR|=1<<18; //USART3时钟
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
RCC->APB1RSTR|=1<<18; //开启复位时钟
RCC->APB1RSTR&=~(1<<18);//停止复位
/*2. 配置GPIO口的模式*/
GPIOB->CRH&=0xFFFF00FF;
GPIOB->CRH|=0x00008B00;
/*3. 配置波特率*/
USART3->BRR=36000000/baud;
/*4. 配置核心寄存器*/
USART3->CR1|=1<<5; //开启接收中断
STM32_SetPriority(USART3_IRQn,1,1); //设置中断优先级
USART3->CR1|=1<<2; //开启接收
USART3->CR1|=1<<3; //开启发送
USART3->CR1|=1<<13;//开启串口功能
}
u8 USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_LENGTH]; //保存接收数据的缓冲区
u32 USART3_RX_CNT=0; //当前接收到的数据长度
u8 USART3_RX_FLAG=0; //1表示数据接收完毕 0表示没有接收完毕
//串口3的中断服务函数
void USART3_IRQHandler(void)
{
u8 data;
//接收中断
if(USART3->SR&1<<5)
{
TIM3->CNT=0; //清除计数器
TIM3->CR1|=1<<0; //开启定时器3
data=USART3->DR; //读取串口数据
// if(USART3_RX_FLAG==0) //判断上一次的数据是否已经处理完毕
{
//判断是否可以继续接收
if(USART3_RX_CNT<USART3_RX_LENGTH)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT++]=data;
}
else //不能接收，超出存储范围，强制表示接收完毕
{
USART3_RX_FLAG=1;
}
}
}
}
/*
函数功能: 字符串发送
*/
void USARTx_StringSend(USART_TypeDef *USARTx,char *str)
{
while(*str!='\0')
{
USARTx->DR=*str++;
while(!(USARTx->SR&1<<7)){}
}
}
/*
函数功能: 数据发送
*/
void USARTx_DataSend(USART_TypeDef *USARTx,u8 *data,u32 len)
{
u32 i;
for(i=0;i<len;i++)
{
USARTx->DR=*data++;
while(!(USARTx->SR&1<<7)){}
}
}
/*
函数功能: 格式化打印函数
*/
char USART1_PRINTF_BUFF[1024];
void USART1_Printf(char *fmt,...)
{
va_list ap;
/*1. 初始化形参列表*/
va_start(ap,fmt);
/*2. 提取可变形参数据*/
vsprintf(USART1_PRINTF_BUFF,fmt,ap);
/*3. 结束，释放空间*/
va_end(ap);
/*4. 输出数据到串口1*/
USARTx_StringSend(USART1,USART1_PRINTF_BUFF);
//USART1_Printf("%d%s",123,454656);
//int data=va_arg(ap,int);
}
4.4 定时器部分代码
/*
函数功能: 配置定时器3
函数参数: psc 预分频器 arr重装载值
*/
void TIMER3_Init(u16 psc,u16 arr)
{
/*1. 开时钟*/
RCC->APB1ENR|=1<<1; //开启定时器3的时钟
RCC->APB1RSTR|=1<<1;//开启定时器3复位时钟
RCC->APB1RSTR&=~(1<<1);//关闭定时器3复位时钟
/*2. 配置核心寄存器*/
TIM3->PSC=psc-1;
TIM3->ARR=arr;
TIM3->DIER|=1<<0; //开启更新中断
STM32_SetPriority(TIM3_IRQn,1,1); //设置中断优先级
// TIM3->CR1|=1<<0; //开启定时器3
}
/*
函数功能: 定时器3中断服务函数
*/
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if(TIM3->SR&1<<0)
{
TIM3->SR&=~(1<<0);
USART3_RX_FLAG=1; //表示接收完毕
TIM3->CR1&=~(1<<0); //关闭定时器3
}
}
4.5 主函数调用部分（STA+TCP客户端）示例
int main()
{
u8 key,cnt=0;
LED_Init();
BEEP_Init();
KEY_Init();
USART1_Init(115200);
USART3_Init(115200);//串口-WIFI
TIMER3_Init(72,20000); //超时时间20ms
USART1_Printf("正在初始化WIFI请稍等.\n");
if(ESP8266_Init())
{
USART1_Printf("ESP8266硬件检测错误.\n");
}
else
{
USART1_Printf("WIFI:%d\n",ESP8266_STA_TCP_Client_Mode("ChinaNet-wbyw","12345678","192.168.101.6",8088,1));
}
while(1)
{
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART1_Printf("%s",USART3_RX_BUFFER);
USART3_RX_CNT=0;
USART3_RX_FLAG=0;
}
key=KEY_Scan(0);
if(key==2)
{
USARTx_StringSend(USART3,"AT+GMR\r\n"); //查看版本信息
}
else if(key==3)
{
USARTx_StringSend(USART3,"12345ABCD");
}
else if(key==4) //退出透传模式
{
USARTx_StringSend(USART3,"+++");
}
else if(key==5) //发送AT
{
USARTx_StringSend(USART3,"AT+CIPSTATUS\r\n"); //查看状态信息
}
}
}
4.6 主函数调用部分（AP+TCP服务器）示例
int main()
{
u8 key;
LED_Init();
BEEP_Init();
KEY_Init();
USART1_Init(115200);
USART3_Init(115200);//串口-WIFI
TIMER3_Init(72,20000); //超时时间20ms
USART1_Printf("正在初始化WIFI请稍等.\n");
//初始化WIFI硬件
if(ESP8266_Init())USART1_Printf("WIFI硬件错误.\n");
else
{
//配置WIFI的模式
USART1_Printf("WIFI配置状态:%d\n",ESP8266_AP_TCP_Server_Mode("esp8266_666","12345678",8088));
}
while(1)
{
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
USART1_Printf("%s",USART3_RX_BUFFER);
USART3_RX_CNT=0;
USART3_RX_FLAG=0;
}
key=KEY_Scan(0);
if(key==2)
{
ESP8266_ServerSendData(0,(u8*)"1234567890",10);
}
else if(key==3)
{
ESP8266_ServerSendData(0,(u8*)"abcd",4);
}
}
}
