STM32实战——ESP8266 WIFI模块

ESP8266

硬件介绍

ESP8266系列模组有哪些：

在本实验中，ESP8266与ESP-01不做区分。

ESP-01引脚介绍：

引脚	功能
3.3	3.3V供电，避免使用5V供电
RX	UART_RXD，异步串口接受端
RST	外部复位引脚，低电平有效，默认高电平
IO0	GPIO_0引脚:状态:1.悬空:Flash下载模式和工作模式:2.下拉:串口下载模式
EN	使能端口，高电平工作，低电平模块不工作
IO2	GPIO_2引脚，开机上电时禁止下拉，默认高电平
TX	UART_TXD，异步串口发送端
GND	GND接地引脚

实物图如下（某些板子没有丝印端口说明，可以参照下图）：

引脚连接如下：

引脚	连接
3.3V	3.3V
RST	3.3V
EN	3.3V
IO2	3.3V
GND	GND
IO0	GND
TXD	RXD
RXD	TXD

硬件连接图（2）

使用ESP串口工具

某宝上有现成的调试ESP8266模块的串口工具，已将各个引脚接好，还带有RST按键，烧录固件库或者调试程序使用很方便。

本次实验测试时使用该串口工具。

三种模式

ESP8266 支持 softAP 模式，station 模式，softAP + station 共存模式三种。

利用 ESP8266 可以实现十分灵活的组网方式和网络拓扑。

提示

SoftAP：即无线接入点，是一个无线网络的中心节点。通常使用的无线路由器就是一个无线接入点。

Station：即无线终端，是一个无线网络的终端端。

AT命令

此外，在AT+CIPSEND输入模式下发送+++（不需要换行），即可退出输入模式。

ATE1开启回显，ATE0关闭回显。

AT+CIOBAUD=115200将波特率修改为115200。

ESP8266 TCP通信测试

网络环境准备

手机开启流量，开启热点，设置热点名称（最好是6位字母以下）和密码。

将电脑连接到手机热点。

电脑端准备

1、网络调试

win+R 输入cmd进入DOS窗口，之后输入ipconfig查看当前电脑IP地址，例如我的IP为192.168.41.242

打开网络调试工具（任意工具即可，例如野火网络调试助手），将电脑配置为TCP Server，输入刚刚的IP192.168.41.242，端口号自己决定（需要与下一步相匹配），例如8080。

点击开始监听。

2、串口

将"ESP8266模块的串口工具"插入电脑USB口，打开串口调试工具（任意串口调试工具均可），设置波特率115200（ESP8266默认波特率），数据位8位，停止位1位，校验位无。

接收与发送均为"文本模式"，编码为GBK编码。

ESP8266连接流程

依次利用串口向ESP8266输入以下命令。

• AT\r\n
  
  检查ESP8266模块连接是否正常
• AT+CWMODE=1\r\n
  
  配置模块为Sta模式
• AT+CWJAP="WIFI名称","WIFI密码"\r\n
  
  连接指定WIFI，确保为自己的WIFI
• AT+CIPMUX=0\r\n
  
  设置成单连接
• AT+CIPSTART="TCP","192.168.41.242",8080\r\n
  
  创建TCP连接，IP地址为电脑的IP，串口为电脑监听的端口号
• AT+CIPMODE=1\r\n
  
  进入透传模式，进入到透传模式后AT指令就会失效，需要退出后才能生效
• AT+CIPSEND\r\n
  
  准备向服务器发送请求，前面都成功的前提下发送完这个指令后会出现一个>，此时输入发送信息即可

如果前面的命令均正确，则发送Hello后，此时电脑网络调试工具会接收Hello。

电脑网络调试工具发送123，ESP8266也会收到123。

至此，单独对ESP8266的设置和测试完成。接下来可以编写STM32代码。

附：完整的输入输出信息（\r\n表示按一次回车）

输入：

AT\r\n
ATE0\r\n
AT+CWMODE=1\r\n
AT+CWJAP="bwifyt","123456789"\r\n
AT+CIPMUX=0\r\n
AT+CIPSTART="TCP","192.168.41.242",8080\r\n
AT+CIPMODE=1\r\n
AT+CIPSEND\r\n

输出：

AT

OK
ATE0

OK

OK
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK

OK

ERROR
CLOSED

ERROR
CLOSED

ERROR
CLOSED
CONNECT

OK

OK

OK

>

ESP8266 HTTP测试

HTTP协议

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

ESP8266发送HTTP请求

这里使用心知天气进行测试。

服务器的IP地址可以使用ping api.seniverse.com命令获得。

端口号一般为80端口，如果是其他端口，请先使用网络调试助手确保可行。

使用正确的AT命令，重新设置ESP8266连接的IP地址（或者重启模块，重新设置，参照上一小节内容）。

发送格式

GET /v3/weather/now.json?key=你的密钥&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c

响应：服务器返回的数据

{"results":[{"location":{"id":"WX4FBXXFKE4F","name":"北京","country":"CN","path":"北京,北京,中国","timezone":"Asia/Shanghai","timezone_offset":"+08:00"},"now":{"text":"多云","code":"4","temperature":"16"},"last_update":"2024-03-31T20:24:29+08:00"}]}

也可以使用完整的GET请求：

GET /v3/weather/now.json?key=你的密钥&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c HTTP/1.1
Content-Type: application/json;charset=utf-8
Host: www.liefyuan.top
Connection: Keep Alive

注意

GET之后有一空格，HTTP/1.1之前有一空格。最后需要以两行换行表示结束。

响应信息

发送完整的GET请求，可以得到完整的响应信息

使用简略的GET请求，可以得到简略的响应信息

至于POST请求，需要与后端进行沟通，才能够确定具体的发送格式。

ESP8266接收响应

提示

以下内容与我目前所做的项目高度相关，因此有部分其他代码不做解释，只讲解关键点代码

发送HTTP请求之后，需要接收相关的响应，并对数据进行解析。

C语言有类似于CJSON的库可以能够实现数据解析做这件事，但是我们这里依旧采用自编代码实现。

优点是不需要导入CJSON的代码，对于单片机要求不高。缺点是需要手动编写，但是我们请求的次数不多，也就显得不是很麻烦了。

1、初始化

首先进行初始化，开启串口接收数据的中断。

// USART相关配置

/*中断输出配置*/
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 开启串口接收数据的中断
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_IDLE, ENABLE); // 开启串口接收数据的中断

// NVIC相关配置

这里的“两个”中断都需要打开，不然无法正常接收到数据。

2、中断函数

之后编写我们需要的中断函数，即将ESP8266接收到的数据保存下来。

/**
 * @brief  串口3接收到数据中断回调函数
 * @param  None
 * @retval None
 */
static void ESP8266_FrameFinish_CallBack(void) {
  Serial_Printf("\r\n中断回调函数串口输出:\r\n%s", ESP8266_Buffer.Body);
}

/**
 * @brief  串口3中断函数
 * @param  None
 * @retval None
 */
void USART3_IRQHandler(void) {
  if (USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)
  {
    // 当接收没有结束时，将源源不断的接收到的字符存入缓冲区
    if (ESP8266_Buffer.Length < (USART_RX_BUF_SIZE - 1))
    {
      ESP8266_Buffer.Body[ESP8266_Buffer.Length++] = (char)USART_ReceiveData(USART3);
    }
  }
  if (USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_IDLE) != RESET)
  {
    // 当接收结束时，向缓冲区尾端添加结束符
    ESP8266_Buffer.FinishFlag = 1;
    ESP8266_Buffer.Body[ESP8266_Buffer.Length] = '\0';
    // 清除串口空闲中断标志位
    volatile uint16_t temp;
    temp = USART3->SR;
    temp = USART3->DR;
    ESP8266_FrameFinish_CallBack();
  }
}

3、发送HTTP接收数据

/**
 * @brief  清空ESP8266_Buffer结构体
 * @param  None
 * @retval None
 */
void ESP8266_ClearBuffer(void)
{
  memset(ESP8266_Buffer.Body, 0, USART_RX_BUF_SIZE);  // 清空缓存区数据
  ESP8266_Buffer.FinishFlag = 0;  // 清空FinishFlag, 表示没有接收完成
  ESP8266_Buffer.Length = 0;      // 清空Length, 表示接收长度为0
}

/**
 * @brief  HTTP GET类型请求
 * @param  address 请求地址
 * @param  timeout 超时时间(单位:100ms)
 * @retval char* 字符数组
 */
char* ESP8266_HTTP_Get(char* address, uint8_t timeout)
{
  ESP8266_ClearBuffer();  // 清空ESP8266缓存
  ESP8266_Printf("GET %s HTTP/1.1\r\n\r\n", address);
  while(timeout--)
  {
    Delay_ms(100);
    if(ESP8266_Buffer.FinishFlag)
    {
      return ESP8266_GetBuffer();
    }
  }

  return "HTTP Send Failed.";
}

4、解析数据

由于我的接收响应是这样的

{
    "status": "1",
    "msg": [
        {
            "id": 7,
            "name": "temperature",
            "value": "26.0"
        },
        {
            "id": 8,
            "name": "humidity",
            "value": "100.0"
        },
        {
            "id": 9,
            "name": "concentration",
            "value": "200.9"
        }
    ]
}

所以我的解析数据函数如下（添加了注释，相信大家能够明白）

/**
 * @brief  从res中提取信息, 数据类型为uint8_t
 * @param  res: 响应字符串
 * @param  name: 数据名称
              temperature: 温度
              humidity: 湿度
              concentration: 浓度
 * @param  integer_part: 整数部分
 * @param  decimal_part: 小数部分
 * @retval 无
 */
void GetInformation(char *res, char *name, uint8_t *integer_part, uint8_t *decimal_part) {
	char *key_start = strstr(res, name);              // 寻找name开头
	char *result_start = strstr(key_start, "value") + 9;  // 寻找数据开头
	char *dot = strchr(result_start, '.');                // 寻找小数点
	char *result_end = strchr(result_start, '\"');    // 寻找数据结尾

	char string_integer_part[5];
	char string_decimal_part[5];
	strncpy(string_integer_part, result_start, dot - result_start); // 整数部分字符串
	strncpy(string_decimal_part, dot + 1, result_end - dot - 1);    // 小数部分字符串

	*integer_part = atoi(string_integer_part);      // 整数部分
	*decimal_part = atoi(string_decimal_part);      // 小数部分
}

5、示例代码

// ESP8266_HTTP_Get是请求HTTP的参数，将返回一个字符串指针
char* res = ESP8266_HTTP_Get("/your_site", 100);
char* res_end;
do
{
	res = ESP8266_GetBuffer();
	res_end = strstr(res, "}]}");
	Delay_ms(100);
}while(res_end == NULL);

// 获取温度, 湿度, PM2.5浓度值
char* name = "temperature";
GetInformation(res, name, &temp.Temp_H_Threshold, &temp.Temp_L_Threshold);

参考链接

STM32外设系列—ESP8266（WIFI）_stm32 esp8266-CSDN博客

esp8266学习记录_stm32+esp8266测试方法-CSDN博客

STM32-连接wifi模块(esp8266)_stm32wifi模块-CSDN博客

ESP8266-01引脚说明与连接_esp01引脚定义-CSDN博客

HTTP 消息结构 | 菜鸟教程

ESP8266——AT指令发送POST请求

ESP8266使用AT指令发送GET方式HTTP请求