【STM32+ESP8266连接腾讯云物联网开发平台 2】STM32+ESP8266-01S连接腾讯云

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前言

       昨天已经用ESP-12S成功连接上腾讯云物联网开发平台，并且还能用手机控制了，但是毕竟是在电脑上位机做的连接，还没有在STM32连接。博主经过一天的努力。成功给STM32接上了腾讯云物联网开发平台，先说明几点：
       1. 博主用的是RTOS实时操作系统，为的是更快捷的读取云的数据；
       2. 博主也是第一次使用RTOS实时操作系统，对一些API还不是特别熟悉；
       3. 本文虽然大部分介绍怎么实现功能，小部分需要同学们要有点动手能力，比如换SOP芯片啥的。
       4. 如果没有看过第一篇 的同学，请移步【STM32+ESP-12S连接腾讯云物联网开发平台 1】云平台的创建和AT固件烧录，能做到成功连接腾讯云物联网平台再看本文，不然这篇博文对大家连接云平台的帮助不会很大。
声明一下：博主是第一次使用HAL库给STAM32编程，所以有不足之处还请见谅！！

一、硬件准备

1.ESP8266-01S

       如果大家看过 STM32+ESP-12S连接腾讯云物联网开发平台 1 都应该还记得：ESP8266-01S因为Flash太小的原因，无法烧录至少需要2M Flash(ESP8266-01S一般只有1MFlash)的AT固件，这时候就需要各位同学的动手能力了。
       不就是Flash 太小吗？换一个大的就是了，所以大家可以把那个8脚的芯片拆了，换成2M以上的Flash芯片。然后烧录：QCloud_IoT_AT_ESP8266_v2.0.0_20200617_UART_1_3.bin 这个版本的固件，记住不要烧录错误，怎么烧录请移步： STM32+ESP-12S连接腾讯云物联网开发平台 1。

2. STM32F103C8T6核心板或者小开发板及其程序下载器

       在STM32芯片价格暴涨的年代，用STM32真是为难大家了，但是STM32F103C8T6的最小开发板的价格还是可以接受滴，博主推荐能够直插ESP8266-01S的,省得大家接线麻烦。
       程序下载器大家可以根据烧录方式来选择：
       1. 串口烧录的可以用USB转TTL模块就行；
       2 仿真调试方式下载，大家可以用STLink，或者Jlink都行。

二、软件准备

1.STM32CubeMX

`       博主玩这么多年的STM32，也是第一次用这个软件，不得不说，比起自己搭开发环境来说，这个真是太省时间了。

2. MDK （Keil v5）

        这个软件，博主只用来学习，不做任何商业用途。推荐使用正版MDK。

3.程序实现流程

三、STM32CubeMX 配置工程

       博主也是第一次使用这个软件来配置工程，有什么不足之处非常欢迎指正，

1.根据芯片信号创建工程

       到这里就需要开始配置功能引脚了。

2.配置LED驱动引脚

3.配置串口驱动

4.FreeRTOS配置

5.FreeRTOS的定时器配置

        FreeRTOS是要使用定时器来管理任务的并行关系，所以要对定时器进行更改：

6.工程配置

        配置完引脚之后，还要对工程输出进行配置：



这样，我们的工程就配置好了，下面就能编写功能代码了。

四、串口中断驱动编写

        STM32CubeMx生成的代码使用HAL库写的，而且对串口中断做了一下改变，现在并不是说直接就可以在串口中断函数中处理数据。目前，串口中断函数中只有一个函数：

void USART1_IRQHandler(void)
{
     
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
  
  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

        这个 HAL_UART_IRQHandler(&huart1) 函数只是判断中断类型而已，并没有处理数据的相关代码在里面。有兴趣的同学可以到函数里面看看。
        那既然这个函数并没有做数据处理，那肯定是有个函数专门负责接收串口数据的：
串口中断接收函数： HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);
这个函数的功能：这个函数是把husart 串口接收到的 Size数据量的字节存到pData中， 并且关掉中断。
也就说，当我们接受完数据之后，要重新使用这个函数来开启中断。另外还要介绍另一个和这个函数息息相关的函数：
串口接收回调函数： void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)；
这个函数默认不会自动生成，需要我们自己写。
函数功能：当HAL_UART_Receive_IT函数结束后，会进来这个函数当中，用户可以在这个函数中对数据进行处理。
方便大家，给各位同学贴出我自己写的函数HAL_UART_RxCpltCallback

 if(huart->Instance==USART2)
  {
     
   UART2_DATA.UART_Data[UART2_DATA.UART_Cnt] = *UART2_DATA.UART_DataBuf;
   UART2_DATA.UART_Cnt++;
  
    if(*UART2_DATA.UART_DataBuf==0X0A)
    {
     
      UART2_DATA.UART_Flag = 1;
    }
  }
  HAL_UART_Receive_IT(huart,(uint8_t *)UART2_DATA.UART_DataBuf,sizeof(UART2_DATA.UART_DataBuf));

相关宏结构体：

typedef struct usart
{
     
    unsigned char UART_Data[512]; 
    unsigned char UART_Flag;
    unsigned int UART_Cnt;
    unsigned char UART_DataBuf[1];
}USART_DataBuf;

我把接收到的数据存在结构体当中进行同意处理，而且这个结构体是全局的，方便使用。

五、ESP8266的数据显示

        这个函数可以把ESP8266接收到的数据通过USART1打印出来，方便我们查看调试和了解AT指令的进度。这个函数我把它放在了一个独立线程当中，这样就可以不断地读取并显示出来。

ESP8266DATATypedef esp8266data;
//获取串口数据
uint8_t *Esp8266GetData(void)
{
     
  if (UART2_DATA.UART_Flag == 1)
  {
     
    strcpy((char *)esp8266data.data, (const char *)UART2_DATA.UART_Data);
    esp8266data.data_size = UART2_DATA.UART_Cnt;
    
    printf("%s", UART2_DATA.UART_Data);
    
    for (; UART2_DATA.UART_Cnt > 0; UART2_DATA.UART_Cnt--)
      UART2_DATA.UART_Data[UART2_DATA.UART_Cnt] = 0;

    esp8266data.flag += 1;  
    if(esp8266data.flag>16) esp8266data.flag=16;
    UART2_DATA.UART_Flag = 0;
    return esp8266data.data;
  }
  return esp8266data.data;
}

void StartTask02(void *argument)
{
     
  /* USER CODE BEGIN StartTask02 */
  /* Infinite loop */
  uint8_t *sub_buf;
  HAL_UART_RxCpltCallback(&huart2);
  for (;;)
  {
     
    sub_buf = Esp8266GetData();

六、AT指令配置ESP8266连接WiFi和腾讯云

        有了串口中断及之前地AT指令流程，就可以连接腾讯云了：

1.连接WiFi

//连接WiFi
void Esp8266LinkAp(uint8_t *ssid, uint8_t *passwd)
{
     
  uint8_t *linkap;

  linkap = (uint8_t *)malloc(128);
  HAL_UART_Transmit(&huart2, " \r\n", 3, 1000);
  do
  {
     
    switch (esp8266data.flag)
    {
     
    case 0: //复位ESP8266
      HAL_UART_Transmit(&huart2, "AT+RST\r\n", strlen("AT+RST\r\n"), 5000);
      osDelay(2000);
      break;
    case 2: //设置连接模式
    case 3:
      HAL_UART_Transmit(&huart2, "AT+CWMODE=1\r\n", strlen("AT+CWMODE=1\r\n"), 5000);
      osDelay(1000);
      break;
    //开始连接WiFi
    case 4:
    case 5:
      sprintf((char *)linkap, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n", ssid, passwd);
      HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)linkap, strlen((const char *)linkap), 5000);
      osDelay(5000);
      break;

    default:
      break;
    }
  } while (esp8266data.flag < 7);

  free(linkap);
}

2.连接腾讯云并订阅主题

void Esp8266LinkloTExplorer(void)
{
     
  uint8_t *device_massage;

  device_massage = (uint8_t *)malloc(128);
  do
  {
     
    switch (esp8266data.flag)
    {
     
      // case 7: //设置连接信息
    case 7:
    case 8:
      sprintf((char *)device_massage, "AT+TCDEVINFOSET=1,\"%s\",\"%s\",\"%s\"\r\n", PRODUCT_ID, DEVUICE_NAME, DEVICE_SECRET);
      HAL_UART_Transmit(&huart2, device_massage, strlen((const char *)device_massage), 5000);
      osDelay(1000);
      break;
    case 9:
    case 10:
      HAL_UART_Transmit(&huart2, "AT+TCMQTTDISCONN\r\n", strlen("AT+TCMQTTDISCONN\r\n"), 5000); //先断开现有链接
      osDelay(500);
      break;
    case 11:
      HAL_UART_Transmit(&huart2, "AT+TCMQTTCONN=1,5000,240,0,1\r\n", strlen("AT+TCMQTTCONN=1,5000,240,0,1\r\n"), 5000);
      osDelay(500);
      break;
    case 12: //检查是否已经连接
      HAL_UART_Transmit(&huart2, "AT+TCMQTTSTATE?\r\n", strlen("AT+TCMQTTSTATE?\r\n"), 5000);
      osDelay(100);
      break;
    case 13: //订阅主题
      sprintf((char *)device_massage, "AT+TCMQTTSUB=\"$thing/down/property/%s/%s\",0\r\n", PRODUCT_ID, DEVUICE_NAME);
      HAL_UART_Transmit(&huart2, device_massage, strlen((const char *)device_massage), 5000);
      osDelay(500);
      break;
    default:
      esp8266data.flag = 16;
      break;
    }
  } while (esp8266data.flag < 15);

  free(device_massage);
}

七、处理JSON数据并控制LED

       博主的腾讯云下发的数据在ESP8266中的打印是这样的：

+TCMQTTRCVPUB:"$thing/down/property/C9N29PAEXK/LED",105,
"{"method":"control","clientToken":"clientToken-d4c2c848-b930-44e7-bc4f-55c0226b0907","params":{"led1":1}}"

1.分割出Topic 和JSON数据

       根据打印出来的信息可以看出，只要使用字符串操作就能轻松分割出Topic和JSON:

void loTMessageHandler(void)
{
     
    char *pub_buf;
    unsigned int i = 0;

    if (TCMQTTRCVPUB != 0)
    {
     
        //分离出Topic
        pub_buf = strstr((const char *)TCMQTTRCVPUB, "$thing/down/property");
        if (pub_buf != NULL)
        {
     
            while (*pub_buf != '\"')
            {
     
                Sub_Topic[i] = *pub_buf++;
                i++;
            }
            i = 0;
#if LOT_Debug
            printf("Topic=%s\r\n", Sub_Topic);
#endif
        }
        //分离出数据
        pub_buf = strstr((const char *)TCMQTTRCVPUB, "{\"method\":\"control\"");
        if (pub_buf != NULL)
        {
     
            while (*pub_buf != '\n')
            {
     
                Sub_Data[i] = *pub_buf++;
                i++;
            }
            //去掉结尾的双引号
            Sub_Data[i - 2] = '\0';
#if LOT_Debug
            printf("Data=%s\r\n", Sub_Data);
#endif

            i = 0;
        }
    }

2.JSON数据处理

       处理JSON数据，大家可以去下载cJSON的库，就两个文件，cJSON.c和cJSON.h:cJson官网下载；把这两个文件加入到自己的工程中，引用一下头文件即可，下面是我代码：

oid cJsonMessageHandler(uint8_t *cJsonDATA)
{
     
    if (cJsonDATA != NULL)
    {
     
        cJSON *_JsonRoot = cJSON_Parse((const char *)cJsonDATA);
        if (_JsonRoot == NULL)
            goto __cJSON_Delete;

        cJSON *cJSON_params = cJSON_GetObjectItem(_JsonRoot, "params");
        if (cJSON_params == NULL)
            goto __cJSON_Delete;

        cJSON *cJSON_led1 = cJSON_GetObjectItem(cJSON_params, "led1");
#if LOT_Debug
        printf("led1=%d\r\n", cJSON_led1->valueint);

#endif
        if (cJSON_led1->valueint == 1)
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);//亮灯
        else
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);//关灯
    __cJSON_Delete:
        cJSON_Delete(_JsonRoot);
        memset(Sub_Data, 0, sizeof(Sub_Data));
    }
}

八、腾讯连连App控制LED灯演示