STM32CubMX——ESP8266WiFi模块
前言
凡心所向，素履所往；生如逆旅，一苇以航。
一、ESP8266 介绍
- 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。
- 硬件接口丰富，可支持 UART，IIC，PWM，GPIO，ADC 等，适用于各种物联网应用场合。
- 如下我们使用的 USART 串口接口的 ESP8266 模块：
二、接线与引脚说明
- 开发板：
STM32F103RBT6（正点原子的NANO开发板） - WiFi模块：
ESP8266MOD型号 （如上图所示）
- 接线图：
| STM32开发板 | ESP8266 模块 | 功能 |
|---|---|---|
| VCC（3.3V） | VCC | 3.3V，模块供电 |
| VCC（3.3V） | CH_PD | 模块使能端，高电平工作 |
| VCC（3.3V） | GPIO0 | 上拉（Flash Boot）工作模式，可接VCC，也可不接VCC，默认悬空 |
| GND | GND | 接地 |
USART2_TX（PA2） |
RXD | 串口数据通信 |
USART2_RX（PA3） |
TXD | 串口数据通信 |
| USART1_TX（PA9） | - | 串口通信，发送端 |
| USART1_RX（PA10） | - | 串口通信，接收端 |
- 主要的引脚介绍：
其他引脚默认悬空即可。
| ESP8266引脚 | 功能 |
|---|---|
| VCC | 3.3V，模块供电 |
| GND | 接地 |
| TXD | 发送 |
| RXD | 接收 |
| GPIO0 | 默认 WiFi 状态，1）上拉：Flash Boot，工作模式；2）下拉：UART Download，下载模式 |
| CH_PD | 使能端，高电平工作，低电平模块供电关闭 |
三、WiFi模块的使用
ESP8266 的一般使用顺序
- 此时指的是：
ESP8266连接当前环境中的WiFi热点，然后与服务器建立TCP连接，进行数据的传输。 - 这里以连接
ONENET的MQTT协议为例。
| 也就是ESP 设备 Wi-Fi 的三种模式当中的：STA模式。 |
AT：测试启动 ESP 设备，响应返回：OKAT+CWMODE=1：设置 WiFi 模式（STA 模式），响应返回：OKAT+CWDHCP=1,1：启用SoftAP的DHCP，响应返回：OK（本设置命令与设置静态 IP 地址的命令会相互影响，如AT+CIPSTA和AT+CIPAP）- 若启用
DHCP，则 静态IP地址 会被禁用 - 若启用 静态
IP，则DHCP会被禁用 - 最后一次配置会覆盖上一次配置
示例：
- 若启用
// 启用 Station DHCP，如果原 DHCP mode 为 2，则现 DHCP mode 为 3
AT+CWDHCP=1,1
// 禁用 SoftAP DHCP，如果原 DHCP mode 为 3，则现 DHCP mode 为 1
AT+CWDHCP=0,2
AT+CWJAP="WIFI 热点名称","密码"：连接当前环境中的WiFi热点AT+CIPSTART="TCP","xxx.xxx.xxx.xxx",xxxx：建立 TCP 连接
- type：字符串参数，表示网络连接类型，"TCP""TCPv6"，默认值："TCP"
- remote host：字符串参数，表示远端 IPv4 地址、IPv6 地址，或域名
- remote port：远端端口值
- local IP：连接绑定的本机 IPv4 地址或 IPv6 地址，该参数在本地多网络接口时和本地多 IP 地址时非常有用。默认为禁用，如果您想使用，需自行设置，空值也为有效值
AT+CIPSTART=<"type">,<"remote host">,<remote port>[,
完成以上步骤，即可差不多完成了 ESP8266 的初始化。
四、新建工程
1.打开STM32CubeMX软件，点击“新建工程”
2. 选择 MCU 和封装
3.配置时钟
具体学习可以参考：博客网站-RCC学习
4.配置调试模式
5.串口（USART1）配置
6.串口（USART2）配置
7.生成代码
输入项目名称和路径。（注：路径中不允许出现中文。）
选择应用的IDE，开发环境MDK-ARM V5
每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
- 不勾： 所有初始化代码都生成在
main.c - 勾选： 初始化代码生成在对应的外设文件。 如
GPIO初始化代码生成在gpio.c中。
点击 GENERATE CODE 生成代码
8.构建工程
- DeBug的模式根据不同的芯片进行选择：
四、编写代码
在main.c文件中，添加一下代码：
- 重写
fget和fput函数：勾选微库（这个很重要），添加头文件
代码移植：
main.c：
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* © Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
* the "License"; You may not use this file except in compliance with the
* License. You may obtain a copy of the License at:
* opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "esp8266.h"
#include "onenet.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
extern unsigned char a_esp8266_buf;
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
unsigned char *dataPtr = NULL;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("This is a mqtt text \r\n");
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&a_esp8266_buf, 1);
ESP8266_Init();
while(OneNet_DevLink()) //接入OneNET
HAL_Delay(500);
printf("接入onenet成功");
OneNet_SendData();//发送数据给onenet
// dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);//获取平台返回的数据
// if(dataPtr != NULL)//如果返回数据不为空
// OneNet_RevPro(dataPtr);//平台返回数据检测
// printf("%s",dataPtr);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);//获取平台返回的数据
if(dataPtr != NULL)//如果返回数据不为空
OneNet_RevPro(dataPtr);//平台返回数据检测
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
ESP8266.c：
#include "esp8266.h"
/**
* @brief esp8266初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void ESP8266_Init(void)
{
ESP8266_Clear();
printf("1. 测试AT启动\r\n"); //AT：测试AT启动
while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
HAL_Delay(500);
printf("2. 设置WiFi模式（CWMODE）\r\n"); //查询/设置 Wi-Fi 模式：设置WiFi模式为Station模式
while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))
HAL_Delay(500);
printf("3. AT+CWDHCP\r\n"); //启用/禁用 DHCP
while(ESP8266_SendCmd("AT+CWDHCP=1,1\r\n", "OK"))
HAL_Delay(500);
printf("4. 连接WiFi热点（CWJAP）\r\n");
while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO, "GOT IP"))
HAL_Delay(500);
printf("5. 建立TCP连接（CIPSTART）\r\n");
while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_ONENET_INFO, "CONNECT"))
HAL_Delay(500);
printf("6. ESP8266 Init OK\r\n");
}
/**
* @brief 清空缓存
* @param 无
* @retval 无
*/
void ESP8266_Clear(void)
{
memset(ESP8266_Buf, 0, sizeof(ESP8266_Buf)); //将数组中的元素全部初始化为0，
}
/**
* @brief 等待接收完成
* @param 无
* @retval OK：表示接收完成；OUTTIME：表示接收超时完成
* 进行循环调用，检测接收是否完成
*/
_Bool ESP8266_WaitRecive(void)
{
if(esp8266_cnt == 0) //如果当前接收计数为0 则说明没有处于接收数据中，所以直接跳出，结束函数
return OUTTIME;
if(esp8266_cnt == esp8266_cntPre) //如果上一次的值和这次相同，则说明接收完毕
{
esp8266_cnt = 0; //清0接收计数
return OK; //返回接收完成标志
}
else //如果不相同，则将此次赋值给上一次，并返回接收未完成标志
{
esp8266_cntPre = esp8266_cnt;
return OUTTIME;
}
}
/**
* @brief 发送命令
* @param cmd：表示命令；res：需要检查的返回指令
* @retval 0：表示成功；1：表示失败
*/
_Bool ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *res)
{
unsigned char timeOut = 200;
HAL_UART_Transmit(&huart2, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd),0xffff);
while(timeOut--)
{
if(ESP8266_WaitRecive() == OK) //如果收到数据
{
printf("%s",ESP8266_Buf);
if(strstr((const char *)ESP8266_Buf, res) != NULL) //如果检索到关键词,清空缓存
{
ESP8266_Clear();
return 0;
}
}
HAL_Delay(10);
}
return 1;
}
/**
* @brief 数据发送
* @param data：待发送的数据；len：待发送的数据长度
* @retval 无
*/
void ESP8266_SendData(unsigned char *data, unsigned short len)
{
char cmdBuf[32];
ESP8266_Clear(); //清空接收缓存
sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=%d\r\n", len); //发送命令,sprintf()函数用于将格式化的数据写入字符串
if(!ESP8266_SendCmd(cmdBuf, ">")) //收到‘>’时可以发送数据
{
HAL_UART_Transmit(&huart2, data, len,0xffff); //发送设备连接请求数据
}
}
/**
* @brief 获取平台返回的数据
* @param 等待的时间
* @retval 平台返回的数据，不同网络设备返回的格式不同，需要进行调试，如：ESP8266的返回格式为："+IPD,x:yyy",x表示数据长度，yyy表示数据内容
*/
unsigned char *ESP8266_GetIPD(unsigned short timeOut)
{
char *ptrIPD = NULL;
do
{
if(ESP8266_WaitRecive() == OK) //如果接收完成
{
ptrIPD = strstr((char *)ESP8266_Buf, "IPD,"); //搜索“IPD”头
if(ptrIPD == NULL) //如果没找到，可能是IPD头的延迟，还是需要等待一会，但不会超过设定的时间
{
//UsartPrintf(USART_DEBUG, "\"IPD\" not found\r\n");
}
else
{
ptrIPD = strchr(ptrIPD, ':'); //找到':'
if(ptrIPD != NULL)
{
ptrIPD++;
return (unsigned char *)(ptrIPD);
}
else
return NULL;
}
}
HAL_Delay(5); //延时等待
} while(timeOut--);
return NULL; //超时还未找到，返回空指针
}
/**
* @brief 串口2收发中断回调函数
* @param
* @retval
*/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(esp8266_cnt >= 255) //溢出判断，超过一个字节
{
esp8266_cnt = 0;
memset(ESP8266_Buf,0x00,sizeof(ESP8266_Buf));
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF);
}
else
{
ESP8266_Buf[esp8266_cnt++] = a_esp8266_buf; //接收数据转存
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&a_esp8266_buf, 1); //再开启接收中断
}
ESP8266.h：
#ifndef _ESP8266_H_
#define _ESP8266_H_
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include| 在使用连接onenet平台时，我们使用的 mqtt 协议的 IP 和端口号，但在代码中写的是TCP协议。 |
ONENET.c：
在onenet上在控制台中，点击多协议接入，添加产品，得到产品ID，鉴权信息和设备ID，连接到wifi模块上。
#include "onenet.h"
#include ONENET.h：
#ifndef _ONENET_H_
#define _ONENET_H_
#include "esp8266.h"
#include "mqttkit.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
_Bool OneNet_DevLink(void);
void OneNet_SendData(void);
void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd);
/******************************************************
主函数调用情况：
1、main函数里记得打开接收中断
2、ESP8266_Init();
while(OneNet_DevLink()) //接入OneNET
HAL_Delay(500);
printf("接入onenet成功");
OneNet_SendData();//发送数据给onenet
3、dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);//获取平台返回的数据
if(dataPtr != NULL)//如果返回数据不为空
OneNet_RevPro(dataPtr);//平台返回数据检测（）while循环内
***********************************************************/
#endif
MqttKit.c：
#include "MqttKit.h"
//C库
#include MqttKit.h：
#ifndef _MQTTKIT_H_
#define _MQTTKIT_H_
#include "Common.h"
#include common.h：
#ifndef __COMMON_H__
#define __COMMON_H__
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* Type Definition Macros */
/*---------------------------------------------------------------------------*/
typedef _Bool uint1;
typedef unsigned char uint8;
typedef char int8;
typedef unsigned short uint16;
typedef short int16;
typedef unsigned int uint32;
typedef int int32;
typedef unsigned int size_t;
#endif /* __COMMON_H__ */
实验结果：
