WIFI模块——ESP8266

Posted 2023-03-31 侯毛毛啊

1、ESP8266简介

ESP8266是一款高性能的WIFI串口模块，内部集成MCU能实现单片机之间串口通信，是目前使用最广泛的一种WIFI模块之一。可以简单理解为一个WIFI转串口的设备，不用知道太多WIFI相关知识，只需要知道串口怎么使用就可以。

接线图：只需要将RXD、TXD、GND、VCC这4个引脚，分别和USB转TTL模块的TXD、RXD、GND、VCC相连接

需要注意，在USB转TTL模块上有3.3V和5V两个引脚可以作为VCC，但是一般选取5V作为VCC。若选取3.3V，可能会因为供电不足而引起不断的重启，从而不停的复位。

2、开发方式

ESP8266系列一般具有两种开发方式：AT指令开发和SDK开发。

AT指令：厂家出厂时预先在ESP8266芯片烧入好固件，封装好WiFi的协议栈，内部已经实现透传，而用户只需要使用一个USB转TTL的模块或者单片机的串口就能实现与WiFi模块的通信，发送AT指令来对WiFi模块进行控制。（和蓝牙透传模块类似）

SDK开发：由于ESP8266本身即是可编程的芯片，可以把它视为一个带有无线通信的单片机，而用户需要在专门的IDE中编写对应的程序，然后通过烧写固件的方式将程序写入到芯片中，因此，想要实现WiFi通信，需要自定义WiFi协议栈，对用户掌握的相关知识要求更高。

本篇主要是对AT指令开发的学习。

3、常用AT指令

AT指令不区分大小写，以回车、换行结尾。

4、应用模式

ESP266支撑单AP模式、单STA模式和混合模式（可以在两种模式下切换的状态。）

AP模式下，WiFi模块产生热点，提供无线接入服务，允许其它无线设备接入，提供数据访问，一般的无线路由/网桥工作在该模式下。该模式对应TCP传输协议中的服务端（TCP Server）。
STA模式下，WiFi模块为连接到无线网络的终端（站点），可以连接到AP，一般无线网卡工作在STA模式下。该模式对应TCP传输协议中的客户端（TCP Client）。

简单来说，AP模式可以将ESP8266作为热点，让其他的设备连接上它；STA模式可以连接上当前环境下的WIFI热点。

透传（透明传输），就是指不需要关心wifi协议是如何实现的，所需要做的就是A通过串口发数据，B通过串口收数据，整个过程中A串口和B串口就像是用导线直接连接起来了一样。使用者无需关心内部具体实现，模块对于使用者是“透明的”、似乎不存在的（因为可无视中间的实现原理）。

如果不开启透传模式，在每次发送数据前都必须先发送指令AT+CIPSEND=<param>。若开启了透传模式，就不需要在每次发送数据前都发送指令了，只需要发送一次AT+CIPSEND，之后发送的内容都会当成是数据。如果再次发送命令，要先退出透传模式（发送数据"+++"退出），否则会把命令了当成是数据发送过去。

ESP8266一般用于连接当前环境的热点，与服务器建立TCP连接，传输数据。大致流程如下：

AT+CWMODE=1：设置工作模式（STA模式）
AT+RST：模块重启（生效工作模式）
AT+CWJAP=“111”,“11111111”：连接当前环境的WIFI热点（热点名，密码）
AT+CIPMUX=0：设置单路连接模式
AT+CIPSTART=“TCP”,“xxx.xxx.xxx.xxx”,xxxx：建立TCP连接
AT+CIPMODE=1：开启透传模式
AT+CIPSEND：透传模式下，传输数据
+++：退出透传模式

5、主要代码

ESP8266的初始化包括以下函数：

ESP8266_TEST();//测试有无ESP8266
ESP8266_RESET();
ESP8266_SetMode();//设置模式
ESP8266_SetSAP();//设置热点
ESP8266_SetCIPMUX();//设置多路连接
ESP8266_SetCIPSERVER();//开启连接并设置端口号

void Clear_Buffer(void)//清空缓存

	u16 i;
	for(i=0;i<500;i++)
		USART2_ReceiveData[i]=0;//缓存
	USART2_ReceiveTims=0;

/*-------------------------------------------------
功能：测试有无ESP8266
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_TEST(void)

	u8 timeout=5;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT\\r\\n");	
	while(timeout--)
	
		Delay_10ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		

		USART2_printf("AT\\r\\n");	
	
	return 1;

/*-------------------------------------------------
功能：测试有无ESP8266
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_RESET(void)

	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+RST\\r\\n");	
	while(timeout--)
	
		Delay_10ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		

		USART2_printf("AT+RST\\r\\n");	
	
	return 1;

/*-------------------------------------------------
功能：设置模式 1-Station模式，2-AP模式（热点），3-AP兼Station模式		
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_SetMode(void)

	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+CWMODE=2\\r\\n");	
	while(timeout--)
	
		Delay_100ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		
		USART2_printf("AT+CWMODE=2\\r\\n");	
	
	return 1;

/*-------------------------------------------------
功能：设置热点,1 信道，3 加密方式
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_SetSAP(void)

	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+CWSAP=\\"ZZBB\\",\\"12345678\\",1,3\\r\\n");						
	while(timeout--)
	
		Delay_100ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		
		USART2_printf("AT+CWSAP=\\"ZZBB\\",\\"12345678\\",1,3\\r\\n");						
	
	return 1;

/*-------------------------------------------------
功能：设置多路连接
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_SetCIPMUX(void)

	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+CIPMUX=1\\r\\n");						
	while(timeout--)
	
		Delay_100ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		
		USART2_printf("AT+CIPMUX=1\\r\\n");						
	
	return 1;

/*-------------------------------------------------
功能：开启连接并设置端口号
返回值：0：无错误                                
        1：等待发送数据超时                                                      
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_SetCIPSERVER(void)

	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+CIPSERVER=1,8080\\r\\n");						
	while(timeout--)
	
		Delay_100ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"OK")!=NULL)
		
			Clear_Buffer();
			return 0;				
		
		USART2_printf("AT+CIPSERVER=1,8080\\r\\n");						
	
	return 1;

ESP8266发送数据函数：

/*-------------------------------------------------
功能：ESP8266发送数据
形参：id-连接序号（0-7）,databuff-发送数据,data_len-数据长度
返回值：0：无错误                                
        1：等待">"超时      
				2:未连接
				3：发送完成超时
-------------------------------------------------*/
u8 ESP8266_SendData(u8 id, char *databuff, u32 data_len)

	u32 i;
	u8 timeout=50;
	Clear_Buffer();
	USART2_printf("AT+CIPSEND=%d,%d\\r\\n",id,data_len);		
	while(timeout--)
	  
		Delay_10ms();
		if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)">"))                   //如果接收到>表示成功
			break;       						      //主动跳出while循环		
	
	if(timeout==0)
		return 1;
	else
	
		timeout=50;
//		Clear_Buffer();                     	  
			for(i=0;i<data_len;i++)
				USART2_printf(databuff); //发送数据	
			while(timeout--)
			  
				Delay_10ms();
				if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"SEND OK"))
					return 0;		
											
				if(strstr((const char*)USART2_ReceiveData,(const char*)"link is not valid"))		
					return 0;		
						
			
			return 3;
	

ESP8266接收数据函数：

/*-------------------------------------------------
功能：ESP8266接收数据
形参：id-发送数据的设备序号（0-7）,databuff-接收数据,data_len-接收数据长度
返回值：0：无错误                                
        1：无接收数据   
-------------------------------------------------*/
u16 IPDIndex=0;
u8 IPDFlag=0;
u8 IPDReceiveFlag=0;
u8 ESP8266_ReceiveData(u8 *id, char *databuff, char *data_len)

	u32 i;
	u32 NumberLen=0;
	char temp[500]=0;      //缓冲区,这里注意sscanf会吧,之前的数据全放里面，可能数组大小溢出
	char *presult;
	if(IPDReceiveFlag==1)
	      
		
		Delay_10ms();                                    //延时
		for(i=0;i<IPDIndex;i++)
			USART2_ReceiveData[i]=0;
		sscanf((const char*)USART2_ReceiveData+IPDIndex,"%[^,],%[^,],%[^:]",temp,id,data_len);//截取各段数据，主要是id和数据长度,这个函数以0为结束	
		presult = strstr((const char*)USART2_ReceiveData+IPDIndex,":");                  //查找冒号。冒号后的是数据
		if( presult != NULL )                               //找到冒号
		
			HEXtoNumber(data_len,&NumberLen);
			for(i=0;i<NumberLen;i++)
			
				*(databuff+i)=*(presult+i+1);//冒号后的数据，复制到data
			
	//		sprintf((char *)databuff,"%s",(presult+1)); //不用这个函数了，有数据长度，直接就对应的数据填进去就好了
		
//			
		Clear_Buffer();                                  //WiFi接收数据量变量清零     
		IPDReceiveFlag=0;		
		return 1;                                           //有数据到来
		
	else 
	return 0;