STM32封装ESP8266一键配置函数：实现实现AP模式和STA模式切换、服务器与客户端创建

2022-01-17 15:41:26 浏览数 (1)

工程源码下载： https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/15805037

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：

物联网网调试终端：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/12624530

TCP调试助手：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/12624461

串口调试助手：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/12624450

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

代码语言：javascript复制
#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]='';
                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("ATrn");
}

/*
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("ATrn"))return 1;
    /*2. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0rn"))return 2;
    /*3. 设置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT CWMODE=2rn"))return 3;
    /*4. 复位*/
    ESP8266_SendCmd("AT RSTrn");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0rn"))return 5;
    /*6. 设置WIFI的AP模式参数*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT CWSAP="%s","%s",1,4rn",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 开启多连接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT CIPMUX=1rn"))return 7;
    /*8. 设置服务器端口号*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT CIPSERVER=1,%drn",port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 查询本地IP地址*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT CIFSRrn"))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]='';
    }
    //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]='';
    }
    
    //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:%sn",ssid);
    USART1_Printf("当前WIFI热点密码:%sn",pass);
    USART1_Printf("当前TCP服务器端口号:%dn",port);
    USART1_Printf("当前TCP服务器IP地址:%sn",ESP8266_IP_ADDR);
    USART1_Printf("当前TCP服务器MAC地址:%sn",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,%drn",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]='';
                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]='';
                            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("ATrn"))return 1;
    /*2. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0rn"))return 2;
    /*3. 设置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT CWMODE=1rn"))return 3;
    /*4. 复位*/
    ESP8266_SendCmd("AT RSTrn");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0rn"))return 5;
    /*6. 配置将要连接的WIFI热点信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT CWJAP="%s","%s"rn",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 设置单连接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT CIPMUX=0rn"))return 7;
    /*8. 配置要连接的TCP服务器信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT CIPSTART="TCP","%s",%drn",ip,port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 开启透传模式*/
    if(flag)
    {
       if(ESP8266_SendCmd("AT CIPMODE=1rn"))return 9; //开启
       if(ESP8266_SendCmd("AT CIPSENDrn"))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:%sn",ssid);
    USART1_Printf("当前连接的WIFI热点密码:%sn",pass);
    USART1_Printf("当前连接的TCP服务器端口号:%dn",port);
    USART1_Printf("当前连接的TCP服务器IP地址:%sn",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=%drn",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]='';
                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]='';
                            USART3_RX_FLAG=0;
                            USART3_RX_CNT=0;
                            if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"SEND OK"))
                            {
                                return 0;
                            }
                         }            
                    }   
                }
            }
        }
    }
    return 1;
}

4.2 ESP8266.h

代码语言：javascript复制
#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

代码语言：javascript复制
/*
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!='')
   {
       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

代码语言：javascript复制
/*
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

代码语言：javascript复制
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:%dn",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]='';
          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 GMRrn");  //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 CIPSTATUSrn");  //查看状态信息
        }
   }
}

4.6 主函数调用部分（AP TCP服务器）示例

代码语言：javascript复制
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:%dn",ESP8266_AP_TCP_Server_Mode("esp8266_666","12345678",8088));
   }
   while(1)
   {    
        if(USART3_RX_FLAG)
        {
          USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='';
          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); 
        }
   }
}
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