基于MicroPython结合ESP8266模块实现TCP通信（AT指令版）

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实验目的

- 学习ESP8266模块（ESP-01）的使用。
- 进一步学习TPYBoardv10x中UART模块的使用。
- 结合ESP-01模块完成局域网内的TCP通信实验。

所需元器件

- ESP-01 WIFI模块 1个
- TPYBoard v102板子 1块
- USB转TTL 1个
- micro USB数据线 1条
- 杜邦线若干

本实验采用TPYBoardv102串口AT指令的方式，去连接控制ESP8266模块（型号ESP-01）。

第一步：烧写AT指令的固件

下载AT指令相应固件

这里我下载了一个AiCloud 2.0 AT （512+512map）版本的，版本号：v0.0.0.6。
http://wiki.ai-thinker.com/_media/aicloud/sdk/ai-thinker_esp8266_dout_aicloud_v0.0.0.6_20170517.7z

安信可科技关于ESP8266相关模组的资料地址。http://wiki.ai-thinker.com/esp8266

AT指令固件其他版本下载。http://wiki.ai-thinker.com/esp8266/sdk

下载烧写工具ESPFlashDownloadTool

http://wiki.ai-thinker.com/_media/esp8266/flash_download_tools_v3.6.4.rar

硬件连接

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ESP-01模块的引脚图：

烧写固件还需用到USB转TTL，ESP-01模最好使用其他外部器件进行供电。这里，我用的TPYBoardv102开发板。但是，别忘记了开发板与TTL之间需要共地。

接线图：

ESP-01模块	TPYBoard v102
\|VCC	3V3
GND	GND
CH_PD	3V3
GPIO 0	悬空
GPIO 2	悬空
TXD	X2(UART 4 )
RXD	X1(UART 4 )

开始烧写

USB转TTL插上电脑，设备管理器查看端口号。

打开ESPFlashDownloadTool工具，选择【ESP8266 DownloadTool】。

我这里下载的是合成的固件，所以地址直接设置为0x00000，其他设置参考如下：

选择好端口，点击【START】开始烧写。

出现等待上电同步，这时给ESP-01模块上电，或者复位一下，等待下载成功。

第二步：测试AT指令

烧写固件完成之后，将GPIO 0 连接的线拔掉，使其悬空，ESP-01模块会进入正常模式。
打开串口助手工具 http://old.tpyboard.com/download/tool/198.html，默认波特率115200。
ESP-01模块启动时，会输出一堆乱码。（其实不是乱码，是一些内部信息）如下：

出现乱码的原因，如下：

输出的内部信息，我们可以忽略掉，只要输出ready，就说明模块一切正常。

进入AT指令模式

AT指令说明文档、AT固件、烧写工具。http://old.tpyboard.com/download/tool/ESP-01.rar

发送指令：AT

（注意：后面需跟一个回车换行，选择在工具中勾选加回车换行）
模块返回AT\\r\\nOK，说明模块已经成功进入AT指令模式。

查询固件版本

发送指令：AT+GMR

第三步：局域网TCP通信测试

1、首先，让ESP-01接入我们的路由器。

AT指令	功能
AT+CWMODE_CUR?	查询当前WIFI模式 1 : station 模式 2 : softAP 模式 3 : softAP+station 模式
AT+CWMODE_CUR=1	设置WIFI为station 模式
AT+CWJAP_CUR="essid","password"	连接AP

2、接下来，我们做一个局域网内TCP通信的测试。本地用网络调试助手建立一个TCP Server如下：

ESP-01作为TCP Client连接Server。发送指令AT+CIPSTART="TCP","192.168.101.116",80

TCP链接建立，开始发送数据。单路链接时发送指令为AT+CIPSEND=x，x为发送的字节数。出现符号">"后就可以发送数据了。

模块会把收到的数据自动通过串口透传过来。

以上，我们都是结合USB转TTL实现的AT指令转发。接下来，我们通过TPYBoardv102开发板实现上面的功能。

接线图：

ESP-01模块	TPYBoard v102
VCC
GND	GND
CH_PD	3V3
GPIO 0 \|	悬空
GPIO 2	悬空
TXD	X2(UART 4 )
RXD	X1(UART 4 )

程序源码：

from pyb import UART
from pyb import LED

#等待ESP-01模块初始化，忽略启动时的内部信息
pyb.delay(1000)

ESP_UART = UART(4,115200,timeout=100)

def sendToUart(msg):
    ESP_UART.write(msg+'\r\n')

CWMODE_CUR = 'AT+CWMODE_CUR=1'
CWJAP_CUR = 'AT+CWJAP_CUR="TurnipSmart","turnip2016"'
CIPSTART = 'AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.116",80'
CIPSEND = 'AT+CIPSEND=%s'
msg = 'Hello,I am TPYBoard.'

if __name__  == '__main__':
    sendToUart('AT')
    while True:
        if ESP_UART.any()  > 0:
            buf = ESP_UART.read().decode().replace('\r','').replace('\n','').replace(' ','')
            print(buf)
            if buf.find('busyp') > -1 or buf.find('ERROR') > -1:
                # AT指令执行失败
                # 结束程序排查原因
                break
            elif buf.find('ATOK') > -1:
                # 说明AT指令执行成功
                # 成功进入AT指令模式
                # 设置WIFI模式为sta模式
                sendToUart(CWMODE_CUR)
            elif buf.find(CWMODE_CUR) > -1:
                # 设置sta模式成功，连接AP
                sendToUart(CWJAP_CUR)
                LED(1).on()
            elif buf.find('WIFIGOTIP') > -1:
                # 连接AP成功
                # 开始连接TCP Server
                pyb.delay(150)
                sendToUart(CIPSTART)
                LED(2).on()
            elif buf.find(CIPSTART) > -1:
                # 连接TCP Server成功，发送数据
                CIPSEND = CIPSEND % str(len(msg))
                sendToUart(CIPSEND)
                LED(3).on()
            elif buf.find('>') > -1:
                # 发送数据
                sendToUart(msg)
                LED(4).on()

注意：ESP-01模块上电启动时电流比较大，会导致板子的REPL无反应。关闭putty等工具，按板子的RST复位一下，再连接就好。最好方式采用外部电源给ESP-01模块供电，注意要与板子共地。

综上，TCP的测试实验完毕。本实验只是做了一些简单的示例，大家可根据自己的想法结合文档开发出更有意思的作品，比如智能控制开关、智能WIFI小车等。

下载源码： https://github.com/TPYBoard/TPYBoard-v102