单片机之ESP8266模块

前言ESP8266是一个完整且成体系的WIFI网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载掉所有的WIFI网络功能我们使用的ESP8266是串口型WIFI，速度比较低，不能用来传输图像或者视频等这些大容量数据，主要应用于数据量传输比较少的场合。引脚连线和测试时的引脚连线一样，只不过将USB转TTL模块改为单片机模块要想让模块与单片机交互，需要将模块进行配置；设备的串口连接esp826

小白菜00

3088人浏览 · 2024-04-13 20:28:23

小白菜00 · 2024-04-13 20:28:23 发布

ESP8266简介

前言

ESP8266是一个完整且成体系的WIFI网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载掉所有的WIFI网络功能
我们使用的ESP8266是串口型WIFI，速度比较低，不能用来传输图像或者视频等这些大容量数据，主要应用于数据量传输比较少的场合。

ESP8266的工作模式

STA模式：ESP8266通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制
AP模式：AP模式也是默认模式，ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块进行通信，实现局域网无线控制
STA+AP模式：两种模式的共存模式，即可以通过互联网控制，也可AP接入点控制，实现两者之间的无缝切换

ESP8266引脚说明

VCC：电源引脚，电源一般接3.3V
GND：接地
URXD：串口接收引脚
UTXD：串口发送引脚
RST：复位管脚，可做外部硬件复位使用
CH_PD：使能引脚，接3.3V
GPIO0：用于对模块的烧录flash芯片，烧录时接GND
GPIO2：该模块的外接引脚，一般不用（类似单片机的P引脚）

ESP8266测试

前言：测试ESP8266可以使用51单片机（使用单片机我经过测试不接使能引脚烧录和测试可成功），也可以使用USB转TTL模块

ESP模块的VCC引脚——3.3V电源引脚
ESP模块的GND引脚——接地
ESP模块的RXD引脚——USB转TTL模块的TXD引脚
ESP模块的TXD引脚——USB转TTL模块的RXD引脚
ESP模块的CH_PD引脚——3.3V

步骤

将各个引脚按照上述方式连接
下载好USB转TTL模块驱动CH340
连接完成后打开安信可串口调试助手，将波特率改为ESP8266的默认波特率115200MHz，选好自己的串口，勾选自动换行，并打开该串口
发送AT命令，若返回OK字样，那么说明模块没问题

注意：当我们只是连接ESP模块的VCC引脚，GND引脚和使能引脚，便可以通过电脑或手机搜索出该ESP模块的WIFI信号。

单片机与esp8266交互

前言

引脚连线和测试时的引脚连线一样，只不过将USB转TTL模块改为单片机模块
要想让模块与单片机交互，需要将模块进行配置；
指令原理：设备的串口连接esp8266的串口并将修改的串口值写入到ESP模块的flash中，即使断电，也会被保存。
无论配置那种工作模式，那么下面指令配置必须提前执行

AP：测试连接是否成功，连接成功后，模块回想我们返回ok

AT+RESTORE：恢复出厂设置，设置乱了的话恢复默认设置

AT+UART_DEF=波特率,8,1,0,0：将波特率改为自己设备对应的波特率

注意：

每次发送命令后，命令之后必须添加回车换行，并且命令之间不能有空格。
对于后面有=（也就是有配置选项的，将=及后面的配置改为?就可以对该配置信息进行查询）

收到数据的格式

前言：当使用透传模式时，那么手机发送给单片机什么信息，那么单片机就收到什么信息；当不使用透传模式时，那么手机发送给单片机的信息会被esp8266模块进行封装

不使用透传模式：手机发送：数据——单片机收到：+PID,ID号,发送数据的长度,数据

使用透传模式：手机发送：数据——单片机收到：数据

注意：

当手机连接热点成功后，其中+PID,ID号是固定的，用户可以根据需要发送多少数据，然后长度就可以确定，这样串口中断就可以按照这个格式进行解析，而我们主要关注的是数据这块，数据这块内容就是手机实际给我们发送的，其他的都是esp8266给我们加的
当esp8266模块作为服务器时，不可以使用透传模式；只有当esp8266作为客户端时才可以使用透传模式
AT+CIPMODE=值：是否开启透传模式（值为1时开启透传模式，值为0时关闭透传模式）

AP模式

服务器模式

原理：单片机连接电脑，给esp8266模块供电，esp8266模块释放wifi热点，esp8266作为服务器开放端口给连接esp8266热点的手机客户端进行连接，手机作为客户端只需要填写esp8266的IP地址和端口就能与esp8266进行通信，而esp8266通过串口与单片机进行通信，此时我们就相当于通过手机与单片机进行通信。

外部执行命令

AT+CWMODE=2：开启 AP 模式（1为station模式，2为ap模式，3为混合模式）

AT+CWSAP="wifi名","密码8位",热点通道,加密方式：设置esp8266模块wifi基础设置

加密方式：（0:OPEN，1:WEP， 2:WPA_PSK，3:WPA2_PSK，4:WPA_WPA2_PSK）

AT+CIFSR：获取当前模块的IP地址（不用写也可以，这里是为了让手机客户端连接）

AT+RST：设置完成后重启

注意：以上设置最好在esp8266模块使用之前进行配置，那么这样的话就不用在代码中执行了。

代码内执行命令

AT+CIPMUX=1：开启多连接模式

AT+CIPSERVER=1,端口号：开放服务器端口

注意：这里面配置的命令需要单片机向esp8266模块发送。

代码部分

#include <regx52.h>
unsigned char key=0;
unsigned char Receive[15];
unsigned int i=0;
//延时ms函数
void delay_ms(unsigned int ms)
{
	unsigned char i,j;
	for(i=ms;i>0;i--){
		for(j=120;j>0;j--);
	}
}
void initscon(){
	SCON=0x50; //8位异步通信方式，允许接收数据
	TMOD=0x20; //配置波特率发生器T1，工作方式为2
	TH1=0xFD; //重置TL1
	TL1=0xFD; //设置初值
	EA=1;	//开启总中断
	TR1=1;	//打开波特率发生器T1
}
void SENT_At(unsigned char *At_Comd)//指针指向At指令
{
	ES = 0;//关闭串口中断
	while(*At_Comd!='\0')
	{
		SBUF = *At_Comd;
		while(!TI);//等待该字节发送完毕，发送完后硬件自动置一TI
		TI = 0;//硬件之以后必须软件置零才能进行下一次数据传送
		delay_ms(5);
		At_Comd++;//指向下一个字节
	}
}
void WIFI_Init()//通过单片机配置AT指令
{
	SENT_At("AT+CIPMUX=1\r\n");//多连接模式
	delay_ms(1000); //每发送完一套命令延时1s
	SENT_At("AT+CIPSERVER=1,8080\r\n");//开启服务器端口号
	delay_ms(1000);
	ES = 1; //前面关中断是为了避免中断对初始化wifi的影响
}
void main(){
	while(1){
		//第一次按下按键
		if(P3_1==0&&key==0){
				key=1;
			}
		//按下按键并抬起
		if(key==1&&P3_1==1){
			initscon();
			WIFI_Init();
			key=0;
		}
	}
}
void scon_isr() interrupt 4
{
	if(TI){
		TI=0; //数据发送完清TI
	}
	if(RI){
			RI=0;
			Receive[i]=SBUF; //读取接受的数据
			if(Receive[0]=='+'){
					i++;
			}else{
					i=0;} //超过数组限制i=0后跳出中断
			if(i==10){ //因为前面多个i++,所以i=10时判断
				i=0;
			//取出发送的数据进行判断
			switch(Receive[9]){
			case 1:P2_0=~P2_0;break;
			case 2:P2_1=~P2_1;break;
			case 3:P2_2=~P2_2;break;
			case 4:P2_3=~P2_3;break;
			case 5:P2_4=~P2_4;break;
			case 6:P2_5=~P2_5;break;
			case 7:P2_6=~P2_6;break;
			case 8:P2_7=~P2_7;break;
			default:P2=0xff;
			}
		}
	}
}

注意：

P2口为我控制8个LED灯的引脚，P3_1为我按键的引脚
这里面我只要长度为10的数据，仅仅最后一个数据用来作灯的控制数据
在这里面我可以通过我的按键进行手机和wifi模块的连接（按一下按键就可以初始化wifi），通过手机发送的数字来控制8个LED灯的亮灭

客户端模式

原理：单片机连接电脑给esp8266供电，esp8266向外部发送热点，我们的手机连接esp8266发送的热点并通过端口开放自己的服务，那么esp8266模块就可以通过自己发送的热点来访问手机搭建的服务进而实现esp8266与手机的通信，因为esp8266与单片机通过串口通信，那么我们就可以通过我们的手机与单片机实现间接的通信。

外部执行命令

AT+CWMODE=2：设置工作模式为AP模式

AT+CWSAP="模块wifi名称","wifi8位密码",1,4：设置esp8266模块热点基本参数

AT+CIFSR：查询模块IP地址

内部执行命令

AT+CIPMUX=0：开启单连接模式（不写也可）

AT+CIPSTART="TCP","手机服务器IP地址",手机开放的端口：通过端口和手机服务器建立连接

AT+CIPMODE=1：开启透传模式

注意：这种模式下，手机作为服务端，那么必须始终处于监听状态，随时等待esp8266模块的连接

代码部分

#include <regx52.h>
unsigned char key=0;
unsigned char Receive;
//延时ms函数
void delay_ms(unsigned int ms)
{
	unsigned char i,j;
	for(i=ms;i>0;i--){
		for(j=120;j>0;j--);
	}
}
void initscon(){
	SCON=0x50; //8位异步通信方式，允许接收数据
	TMOD=0x20; //配置波特率发生器T1，工作方式为2
	TH1=0xFD; //重置TL1
	TL1=0xFD; //设置初值
	EA=1;	//开启总中断
	TR1=1;	//打开波特率发生器T1
}
void SENT_At(unsigned char *At_Comd)//指针指向At指令
{
	ES = 0;//关闭串口中断
	while(*At_Comd!='\0')
	{
		SBUF = *At_Comd;
		while(!TI);//等待该字节发送完毕，发送完后硬件自动置一TI
		TI = 0;//硬件之以后必须软件置零才能进行下一次数据传送
		delay_ms(5);
		At_Comd++;//指向下一个字节
	}
}
void WIFI_Init()//通过单片机配置AT指令
{
	SENT_At("AT+CIPMUX=0\r\n");//单连接模式
	delay_ms(1000); //每发送完一套命令延时1s
	SENT_At("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.4.2\",8086\r\n");//与192.168.4.2建立连接
	delay_ms(1000);
	SENT_At("AT+CIPMODE=1\r\n");//开启透传模式
	delay_ms(1000);
	ES = 1; //前面关中断是为了避免中断对初始化wifi的影响
}
void main(){
	while(1){
		//第一次按下按键
		if(P3_1==0&&key==0){
				key=1;
			}
		//按下按键并抬起
		if(key==1&&P3_1==1){
			initscon();
			WIFI_Init();
			key=0;
		}
	}
}
void scon_isr() interrupt 4
{
	if(TI){
		TI=0; //数据发送完清TI
	}
	if(RI){
			RI=0;
			Receive=SBUF; //读取接受的数据
			switch(Receive){
			case 1:P2_0=~P2_0;break;
			case 2:P2_1=~P2_1;break;
			case 3:P2_2=~P2_2;break;
			case 4:P2_3=~P2_3;break;
			case 5:P2_4=~P2_4;break;
			case 6:P2_5=~P2_5;break;
			case 7:P2_6=~P2_6;break;
			case 8:P2_7=~P2_7;break;
			default:P2=0xff;
			}
	}
}

注意：因为开启了透传模式，所以串口中断的代码就变得简单了，就不需要从esp8266封装的数据中提取有用的信息了，若你不用透传模式，那么串口中断处代码和上面esp8266模块作为服务器的代码一样

STA模式

服务器模式

原理：单片机连接电脑，给esp8266进行供电，esp8266连接我们局域网中的热点，同时esp8266通过端口在局域网内充当服务器，那么局域网内的手机就可以通过这个局域网访问到esp8266服务器从而对esp8266服务器进行控制，而esp8266与我们的单片机通过串口进行通信，那么我们的手机就可以间接的与单片机进行通信。

外部执行命令

AT+CWMODE=1：开启station工作模式

AT+CWJAP="wifi名称","wifi密码"：连接外部wifi热点（尽量连2.4g）

AT+RST：重启模块生效

代码内部执行命令

AT+CIPMUX=1：开启多连接模式（多个设备可以连接esp8266模块）

AT+CIFSR：查询esp8266模块IP地址（用于手机连接esp服务器）

AT+CIPSERVER=1,端口号：通过端口开放服务

代码部分

void WIFI_Init()//通过单片机配置AT指令
{
	SENT_At("AT+CIPMUX=1\r\n");//多连接模式
	delay_ms(1000); //每发送完一套命令延时1s
	SENT_At("AT+CIPSERVER=1,8086\r\n");//开启服务器端口号
	delay_ms(1000);
	ES = 1; //前面关中断是为了避免中断对初始化wifi的影响
}

注意：其他的代码和上面服务器模式的代码一样（只是这个wifi初始化的模块变了）。

客户端模式

原理：单片机连接电脑给esp8266进行供电，esp8266连接我们手机所在的局域网，局域网中我们的手机作为服务器开放了端口一直处于外部监听状态，由于esp8266模块和我们的手机在同一个局域网中，那么esp8266就可以主动连接我们的手机和其进行通信，由于esp8266和单片机之间通过串口进行通信，那么我们的手机就间接的与单片机进行通信。

外部执行命令

AT+CWMODE=1：设置工作模式为station模式

AT+CWJAP="wifi名称","wifi密码"：连接外部wifi热点（尽量连2.4g）

AT+RST：重启模块生效

内部执行命令

AT+CIPSTART="TCP","手机服务器IP地址",手机端口号：通过端口和手机建立连接

AT+CIPMODE=1：开启透传模式（1为透传，0为非透传）

注意：

在这种情况下连接esp8266模块，那么我们的手机作为服务器就必须一直处于监听状态。
不使用透传模式，那么通过手机app发送过来的数据就会被esp8266包装，进而我们取数据困难

代码部分

void WIFI_Init()//通过单片机配置AT指令
{
	SENT_At("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.18.9\",8888\r\n");//连接服务器
	delay_ms(1000); //每发送完一套命令延时1s
	SENT_At("AT+CIPMODE=1\r\n");//开启透传模式
	delay_ms(1000);
	ES = 1; //前面关中断是为了避免中断对初始化wifi的影响
}

注意：其他的代码和上面客户端模式的代码一样（只是这个wifi初始化的模块变了）。