概要
本部分内容介绍如何使用STM32配置ESP8266使用STA模式，这个是使用MQTT与上层服务器链接的必要前提，笔者也是第一次使用ESP8266，通过AT指令来配置，查找了很多资料与代码，借鉴了正点原子ESP8266库和例程，在其基础上修改而来，这篇博客也是我边学边写的记录。
准备
硬件准备
- 带有stm32主控的硬件一套
- esp8266模块一个
- 路由器一个
软件准备
- CubeMx用来配置工程
- MDK5用于编写调试和下载代码
配置ESP8266的步骤
配置ESP8266的目的是为了进入透传模式从而使用MQTT链接网络，我们需要使用AT指令，使ESP8266进入透传模式，步骤如下
1.AT+CWMODE=1 设置模块为STA模式
2.AT+CWAUTOCONN=0
| 按顺序要执行指令 | 执行指令的意义 |
|---|---|
+++ |
退出透传模式 |
AE0 |
关闭回显 |
AT+CWMODE=1 |
设置模块为STA模式 |
AT+RST |
重启生效 |
| 等待三秒 | 等待三秒 |
AT+CWAUTOCONN=0 |
取消自动连接 |
AT+ CWJAP = <ssid>,< password> |
连接路由器 |
AT+CIPMUX=0 |
关闭多链接 |
AT+CIPSTART="TCP","IP号",端口号 |
连接到服务器 |
AT+CIPMODE=1 |
设置为透传模式 |
AT+CIPSEND |
开启透传模式 |
ESP8266的发送命令函数由正点原子的函数改进而来
STM32与ESP8266通过串口连接，需要配置的模块有
-
TIM2，定时器中断，用来判断接收命令是否超时，如果超时就按照接受命令，中断优先级为1
-
USART1，用于向电脑发送数据，便于调试
-
USART3，用于向ESP发送数据，包括发送和接受，采用中断方式接收，查询方式发送，中断优先级为2
-
整个发送命令并接收的流程比较复杂，用到了定时器中断来设置发送指令，接收到的回复是否完成，并在定时器中断中将接收指令的回复接受完成的标志位置为1，并且与预期回复进行比较。
-
这样发送命令并接收的整个流程的好处在于，可以保证发送指令的质量，得到准确的反馈。
-
就好像你向一个人说，你帮我倒杯水好吗，然后要等待他的回复，如果听到他说：好的。说明他听到了我们的命令，这个时候我们才能放心。
实际操作部分
CubeMx配置工程
配置工程就像我上面所述的步骤，需要配置相应的外设，两个串口和一个定时器
1.打开CubeMx，选择对应型号的芯片，始终选择外部晶振
2.查看原理图，选择相应的引脚
配置UART1，UART3，并设置波特率
设置定时器2，并开启定时器中断，分频为7200，重装值为500，这样，接收信息的缓冲时间为50ms
设置中断分组与中断优先级
配置时钟树，使主频最高为72MHZ
配置工程并生成代码
编写ESP8266函数并添加配套函数
首先添加两个uart重定向printf函数和uart接收中断处理函数
void u3_printf(char* fmt,...)
{
uint8_t i,j;
va_list ap;
va_start(ap,fmt);
vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);
va_end(ap);
i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF); //此次发送数据的长度
for(j=0;j<i;j++) //循环发送数据
{
while((USART3->SR&0X40)==0); //循环发送,直到发送完毕
USART3->DR=USART3_TX_BUF[j];
}
}
void u1_printf(char* fmt,...)
{
uint8_t i,j;
va_list ap;
va_start(ap,fmt);
vsprintf((char*)USART1_TX_BUF,fmt,ap);
va_end(ap);
i=strlen((const char*)USART1_TX_BUF); //此次发送数据的长度
for(j=0;j<i;j++) //循环发送数据
{
while((USART1->SR&0X40)==0); //循环发送,直到发送完毕
USART3->DR=USART1_TX_BUF[j];
}
}
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if(huart->Instance==USART3)
{
if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据
{
if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN) //还可以接收数据
{
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,0); //计数器清空
if(USART3_RX_STA==0) //使能定时器7的中断
{
__HAL_TIM_ENABLE(&htim2); //使能定时器2
}
USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=temp_rx; //记录接收到的值
}else
{
USART3_RX_STA|=1<<15; //强制标记接收完成
}
}
}
}
编写发送和检查命令核心函数
- 创建esp8266.c esp8266.h并按照之前的流程图编写函数如下
uint8_t esp8266_send_cmd(uint8_t *cmd,uint8_t *ack,uint16_t waittime)
{
uint8_t res = 0;
USART3_RX_STA = 0;
u3_printf("%s\r\n",cmd);
if(ack&&waittime) //需要等待应答
{
while(--waittime) //等待倒计时
{
HAL_Delay(10);
if(USART3_RX_STA&0X8000)//接收到期待的应答结果
{
if(esp8266_check_cmd(ack))
{
u1_printf("ack:%s\r\n",(uint8_t*)ack);
break;//得到有效数据
}
USART3_RX_STA=0;
}
}
if(waittime==0)res=1;
}
return res;
}
uint8_t* esp8266_check_cmd(uint8_t *str)
{
char *strx=0;
if(USART3_RX_STA&0X8000) //接收到一次数据了
{
USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加结束符
u1_printf("%s\r\n",(char*)USART3_RX_BUF);
strx=strstr((const char*)USART3_RX_BUF,(const char*)str);
}
return (uint8_t*)strx;
}
在定时器文件中编写定时器中断服务函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance == TIM2)
{
USART3_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2,TIM_EVENTSOURCE_UPDATE ); //清除TIM7更新中断标志
__HAL_TIM_DISABLE(&htim2); //关闭定时器2
}
}
在esp8266.c中按照上面的表格编写esp8266的初始化函数
uint8_t esp8266_Connect_IOTServer(void)
{
u1_printf("准备配置模块\r\n");
HAL_Delay(100);
u1_printf("准备退出透传模式\n");
if(esp8266_quit_trans())
{
u1_printf("退出透传模式失败，准备重启\r\n");
return 6;
}else u1_printf("退出透传模式成功\r\n");
u1_printf("准备关闭回显\r\n");
if(esp8266_send_cmd("ATE0","OK",50))
{
u1_printf("关闭回显失败准备重启\r\n");
return 1;
}else u1_printf("关闭回显成功\r\n");
u1_printf("查询模块是否在线\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT","OK",50))
{
u1_printf("模块不在线准备重启\r\n");
return 1;
}else u1_printf("设置查询在线成功\r\n");
u1_printf("准备设置STA模式\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+CWMODE=1","OK",50))
{
u1_printf("设置STA模式失败准备重启\r\n");
return 1;
}else u1_printf("设置STA模式成功\r\n");
u1_printf("准备重启\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+RST","OK",50))
{
u1_printf("重启失败，准备重启\r\n");
return 2;
}else u1_printf("重启成功，等待三秒\r\n");
HAL_Delay(1000);
HAL_Delay(1000);
HAL_Delay(1000);
HAL_Delay(1000);
u1_printf("准备取消自动连接\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+CWAUTOCONN=0","OK",50))
{
u1_printf("取消自动连接失败，准备重启\r\n");
return 3;
}else u1_printf("取消自动连接成功\r\n");
u1_printf("准备链接路由器\r\n");
if(esp8266_Connect_AP())
{
u1_printf("连接路由器失败，等待重启\r\n");
return 4;
}else u1_printf("连接路由器成功\r\n");
HAL_Delay(1000);
HAL_Delay(1000);
u1_printf("设置为关闭多路连接\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+CIPMUX=0","OK",100))
{
u1_printf("关闭多路连接失败，准备重启\r\n");
return 7;
}else u1_printf("设置关闭多路连接成功\r\n");
u1_printf("准备链接服务器\r\n");
if(esp8266_Connect_Server())
{
u1_printf("连接服务器失败，等待重启\r\n");
return 8;
}else u1_printf("连接服务器成功\r\n");
u1_printf("准备退出透传模式\n");
if(esp8266_quit_trans())
{
u1_printf("退出透传模式失败，准备重启\r\n");
return 6;
}else u1_printf("退出透传模式成功\r\n");
u1_printf("设置为透传模式\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+CIPMODE=1","OK",50))
{
u1_printf("设置透传失败，准备重启\r\n");
return 6;
}else u1_printf("设置透传成功\r\n");
u1_printf("设置开启透传模式\r\n");
if(esp8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",1000))
{
u1_printf("开启透传失败，准备重启\r\n");
return 9;
}else u1_printf("开启透传成功\r\n");
while(1){
HAL_Delay(1000);
//esp8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",200); //发送指定长度的数据
u3_printf("This is a message\r\n");
}
return 0;
}
在主函数中初始化相应模块并调用esp8266的初始化函数
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
esp8266_Connect_IOTServer();
}
观察实验现象
- 打开网络调试助手，调整到TCP服务器模式，并记下此时的ip地址和端口号
- 打开串口调试助手
- 打开开发板观察现象
下面是串口调试助手的消息
上面的图就是进入透传模式的过程，整个过程的AT指令是按照本文章最上面的表格来设置的，观察网络调试助手观察现象
发现进入透传模式之后的数据成功发送到服务器端，试验成功。
总结
本部分内容介绍了如何使STM32使用串口与ESP8266进行通讯，并且配置ESP8266进入TCP客户端的透传模式链接服务器，下一部分内容不出意外的话应该是介绍如何使STM32使用paho的开源MQTT库连接到百度云天工服务器
