ESP8266-01S、手机、STM32连接

1、ESP8266-01S的工作原理

1.1、AP和STA

ESP8266-01S为WIFI的透传模块，主要模式如下图：

上节说到，我们需要用到AT固件进行局域网应用（ESP8266连接的STM32和手机进行连接）。

1. ESP8266为一个WiFi透传模块，和蓝牙透传模块具有主从两种工作模式一样，也具有两种工作模式：STA模式（Station）和AP模式（Access Point），一般WiFi模块还会有一个STA+AP模式，即可以在两种模式下切换的状态。
2. AP模式下，WiFi模块产生热点，提供无线接入服务，允许其它无线设备接入，提供数据访问，一般的无线路由/网桥工作在该模式下。该模式对应TCP传输协议中的服务端（TCP Server）。
3. STA模式下，WiFi模块为连接到无线网络的终端（站点），可以连接到AP，一般无线网卡工作在STA模式下。该模式对应TCP传输协议中的客户端（TCP Client）。

1.2、TCP/UDP/透传的概念，以及他们之间的不同点和相同点

TCP：

1. TCP是一种面向连接的，提供可靠交付服务和全双工通信的，基于字节流的端到端的传输层通信协议。
2. TCP在传输数据之前必须先建立连接，数据传输结束后要释放连接。
3. 每一条TCP连接只能有2个端点，故TCP不提供广播或多播服务。
4. TCP提供可靠交付，通过TCP连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。
5. TCP是面向字节流的。虽然应用进程和TCP的交互是一次一个数据块(大小不等），但TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流。TCP并不知道所传输的字节流的含义。

UDP：

1. UDP是一种无连接的，尽最大努力交付的，基于报文的端到端的传输层通信协议。
2. UDP，在发送数据之前不需要建立连接。
3. UDP不保证可靠交付，主机不需要位置复杂的连接状态。
4. UDP是面向报文的。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的的边界，即应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发送一个报文。在接收端，UDP一次交付一个完整的报文。
5. UDP没有拥塞控制，网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。
6. UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
7. UDP的首部开销小，只有8个字节，比TCP的20个字节的首部要短。

透传：

1. 透传，又称透明传输，具体来说就是“输入即输出（如从WiFi模块串口输入的字符会透传到服务器端）”，数据不改变，不同协议之间的转换（如串口到WiFi、蓝牙等）由模块完成。使用者无需关心内部具体实现，因此模块对于使用者是“透明的”、似乎不存在的（因为可无视中间的实现原理）。一个高度封装的模块，应该隐藏内部实现细节，仅对外提供使用接口

1.3、固件

固件：

固件是写入存储器中的程序，在单片机中就是写到Flash中的程序。即烧写进程序的flash（ROM），硬件根据该固件运行。

1.4、连接方式

 2、AT指令原理和配置

esp8266-01s在烧入固件后根据固件运行，固件中固定有配置和反馈指令，对其通过串口发送对应的指令，esp8266-01s会进行响应的配置。所以固件要根据自己的实际情况进行选择。你发对应指令，模块就会做相应的工作。

使用 AT 指令配置 ESP8266

通过 AT 指令，您可以对 ESP8266 进行各种配置，包括 Wi-Fi 连接、服务器设置等。以下是常用的 AT 指令以及如何使用它们配置 ESP8266 的步骤。

2.1、准备工作

• 硬件连接：

  • 将 ESP8266 模块与 USB 转 TTL 适配器连接。
  • 确保正确接线（TX 到 RX，RX 到 TX，VCC 接 3.3V，GND 接地）。

• 环境准备：

  • 使用串口工具（如 PuTTY、CoolTerm 或 Arduino Serial Monitor）打开串口通讯。

2.2、配置步骤AP模式

2.2.1 建立AP------------------------------------------------------------------------------------------------

1) 测试连接，串口对esp8266进行发送

AT

• 如果返回 OK，表示与 ESP8266 的串口连接正常。

2) 查看固件版本

AT+GMR

• 返回当前固件信息。

3) 设置工作模式

• STA 模式（连接 Wi-Fi）：

AT+CWMODE=1

• AP 模式（创建热点）：

AT+CWMODE=2

• 混合模式（同时作为热点和客户端）：

AT+CWMODE=3 

• 查看工作模式：

AT+CWMODE?

4) 设置AP名称

AT+CWSAP="Your_AP_Name","Your_Password",5,3

• Your_AP_Name: 自定义的热点名称。
• Your_Password: 热点的 Wi-Fi 密码（8 到 64 个字符）。
• 5: 信道，值从 1 到 13。选择一个不冲突的信道。
• 3: 安全模式（0：开放，1：WEP，2：WPA-PSK，3：WPA2-PSK，4：WPA/WPA2-PSK）。

5）. 启动 AP

• 设置 AP 后立即启动:
  • 上述 AT+CWSAP 指令执行后，ESP8266 会自动启动您配置的 AP。

6）获取 AP 配置信息

• 查看当前 AP 配置:

AT+CWSAP?

7） 关闭 AP

• 关闭当前 AP:

AT+CWQAP

8）查看当前连接状态

• 检查已连接的客户端:

AT+CIPSTAMAC?

• 用于获取已连接设备的 MAC 地址。

9）查看已接入设备的IP信息

AT+CWLIF

10）获取本设备IP

AT+CIFSR

2.2.2、Server 方法收发（可连接多设备）-----------------------------------------------------------------

1）、开启多连接模式

AT+CIPMUX=1

0-单路连接模式，1-多路连接模式（Server模式）

2）、创建服务器

AT+CIPSERVER=1,8080

• 0-关闭 server 模式，1-开启 server 模式
• 端口号，缺省值为 333

(1) AT+ CIPMUX=1 时才能开启服务器；关闭 server 模式需要重启

​(2)开启 server 后自动建立 server 监听,当有 client 接入会自动按顺序占用一个连接。

3）关闭连接，关闭 server 模式需要重启，重启使用AT+ CIPMUX=1，重启后创建服务器AT+CIPSERVER=1,8080（例如）

AT+CIPSERVER=0

关闭服务器

 通过 fireTools.exe连接

串口助手 软件工具等
链接：百度网盘 请输入提取码    提取码：3p7y

可以看到连接失败，ESP8266默认ip为192.168.4.1，通过指令AT+CIFSR可以查看ESP8266自身的IP

需要设置超时时间，否则无数据时会超时自动断连，断联后需要重开服务器：需要再发一遍

AT+CIPMUX=1，AT+CIPSERVER=1,8080

4）设置超时时间s为单位，（开启服务器后才能设置）

AT+CIPSTO=2880

服务器超时时间，0~2880，单位为 s

5）然后电脑连接ESP8266-01S

此处网络为配置AP时设置的名称和密码，我们此处举例为ESP_01S；12345678，电脑连接模块的WIFI，然后通过 fireTools.exe调试助手连接TPC服务器（模块）

串口助手 软件工具等（下载工具），在TCP网络调试菜单进行调试
链接：百度网盘 请输入提取码    提取码：3p7y

协议类型表示上位机使用端的类型，为客户机；服务器ip即esp8266-01s的ip，默认为192.168.4.1，端口为自己配置的8080。esp8266的配置可通过AT+CWSAP?命令查看，esp8266的IP可通过AT+CIFSR查看。

如图，连接和断连都会显示

6）查看当前的设备

AT+CIPSTATUS

返回：STATUS: + CIPSTATUS:,,,,

• :连接的 id 号 0-4
• :字符串参数，类型 TCP 或 UDP
• :字符串参数，IP 地址
• :端口号
• : 0-本模块做 client 的连接，1-本模块做 server 的连接

7）向连接设备发送数据

AT+CIPSEND=0,6(设置指令) （通过上一条指令 AT+CIPSTATUS 得知 ID=0）

1)单路连接时(+CIPMUX=0)，指令为：AT+CIPSEND=

2)多路连接时(+CIPMUX=1) （Server模式），指令为：AT+CIPSEND= 0,6

多路连接参数1：0表示多路连接的设备0

多路连接参数2：6表示向指定设备发送6Byte数据，若发送字节数小于6，则在发送数据结尾每次会自动补充0D 0A，直到足够6Byte。若发送字节数大于6，则截取前6BYTE。最大长度为 2048。

ESP8266收到此命令后先换行返回”>”，然后开始接收串口数据

1是电脑调试助手发送给ESP8266的数据，发了两次，

发送完毕ESP826601S会返回Recv 6 bytes SEND OK，如果未建立连接或连接被断开，返回 ERROR

8）接收数据

从设备（电脑模拟的），可直接发送数据，接收到

发送接收也可以使用ASIIC，一个汉字占2BYTE（好像是）

2.2.3 Client收发数据方法-----------------------------------------------------------------------------------------

1）关闭Server服务器（不管之前开没开启过，都可以走一下这个流程）

AT+CIPSERVER=0

指令：AT+CIPSERVER=[,]                 

说明：:0-关闭 server 模式，1-开启 server 模式

:端口号，缺省值为 333

响应：OK

说明：(1) AT+ CIPMUX=1 时才能开启服务器；关闭 server 模式需要重启

(2)开启 server 后自动建立 server 监听,当有 client 接入会自动按顺序占用一个连

接。

AT+RST重启一下

2）使用其他设备或调试助手创建服务器，示例使用fireTools.exe

3）开启多路连接模式（一个客户机（esp826601s）可以连接多个服务器）

AT+CIPMUX=1

0-单路连接模式，1-多路连接模式

4）建立TCP连接

AT+CIPSTART=0,"TCP","192.168.4.2",8080

表示建立id为0的TCP连接，后面是服务器ip和端口号

指令：

1)单路连接时(+CIPMUX=0)，指令为：AT+CIPSTART= ,,

2)多路连接时(+CIPMUX=1)，指令为：AT+CIPSTART=,,,

响应：

如果格式正确且连接成功，返回 OK，否则返回 ERROR

如果连接已经存在，返回 ALREAY CONNECT

说明：

0-4，连接的 id 号

字符串参数，表明连接类型，”TCP”-建立 tcp 连接，”UDP”-建立 UDP 连接

字符串参数，远程服务器 IP 地址

远程服务器端口号

5）向服务器发送数据

AT+CIPSEND=0,10（通过上一条指令 AT+CIPSTART 设置为 ID=0）

指令：

1)单路连接时(+CIPMUX=0)，指令为：AT+CIPSEND=

2)多路连接时(+CIPMUX=1) ，指令为： AT+CIPSEND=  , 

响应：

收到此命令后先换行返回”>”，然后开始接收串口数据

每次发送会自动补0D、0A，当数据长度满 length 时发送数据。

如果未建立连接或连接被断开，返回 ERROR

如果数据发送成功，返回 SEND OK

说明：

需要用于传输连接的 id 号 0-4

数字参数，表明发送数据的长度，最大长度为 2048

2.3. 其他常用指令

• 重启 ESP8266：

AT+RST

• 设置无回显模式（有时需要）：

ATE0

• 恢复工厂设置：

AT+RESTORE

二、实际操作

1、ESP8266配置

1.1使用安可信助手连接ESP8266模块（方法见上一文章，需要烧写固件等）

1.2指令配置

1、AT，测试

2、AT+CWMODE=2，AP模式配置

3、AT+RST，复位

4、AT+CWSAP="Your_AP_Name","Your_Password",1,3      ，配置ESP8266的WIFI热点名称和密码

• Your_AP_Name: 自定义的热点名称。
• Your_Password: 热点的 Wi-Fi 密码（8 到 64 个字符）。
• 5: 信道，值从 1 到 13。选择一个不冲突的信道。
• 3: 安全模式（0：开放，1：WEP，2：WPA-PSK，3：WPA2-PSK，4：WPA/WPA2-PSK）。

5、AT+CIPMUX=1 ，开启多连接模式

6、AT+CIPSERVER=1,a (为端口号，默认333)，ESP8266-01S作为server进行连接

• 0-关闭 server 模式，1-开启 server 模式
• 端口号，缺省值为 333

9、完成以上指令后，基本上就设置完成了，当用手机app连接时，app随便下一个网络调试助手就行，选择TCP客户端，连接时需要8266模块的ip，和之前设置的端口，默认端口为333，模块的ip可以通过指令查询：AT+CIFSR

一般默认192.168.4.1

2、手机作为客户端进行连接，当用手机app连接时，app随便下一个网络调试助手就行

若与与手机端在一定时间内不通信，则模块会断开此连接，默认为3分钟。

2.1、设置超时时间

2.2、连接

手机直接连接刚才创建的服务器，和指定的端口，通过

多路连接，连接的通断会显示，好像是0-4通道，默认从0开始

通过指令可以查看当前连接的设备通道和ip和端口等。

AT+CIPSTATUS

返回：STATUS: + CIPSTATUS:,,,,

• :连接的 id 号 0-4
• :字符串参数，类型 TCP 或 UDP
• :字符串参数，IP 地址
• :端口号
• : 0-本模块做 client 的连接，1-本模块做 server 的连接​​​​​​​​​​​​​​

2.3、收发

手机直接发送，ESP826601S可以接收到

ESP接收到数据

ESP826601S发送：

 AT+CIPSEND=0,6

多路连接参数1：0表示多路连接的设备0

多路连接参数2：6表示向指定设备发送6Byte数据，若发送字节数小于6，则在发送数据结尾每次会自动补充0D 0A，直到足够6Byte。若发送字节数大于6，则截取前6BYTE。最大长度为 2048。下图发送的两次1。

ESP8266收到此命令后先换行返回”>”，然后开始接收串口数据

1是电脑调试助手发送给ESP8266的数据，发了两次，

发送完毕ESP826601S会返回Recv 6 bytes SEND OK，如果未建立连接或连接被断开，返回 ERROR

测试完成表明连接已经成功，功能无异常！

三、ESP8266-01S----STM32----手机

以STM32串口3为例

• 串口3，esp8266模块连接串口3资源
• 定时器5，为什么使用定时器？在esp8266接受数据产生中断时，因为我们并不知道接收的有多少数据，什么时候接收结束，所以采用一个定时器，当定时器清零前下一个数据到来表示是连续数据，重置定时器，若定时器时间到了还没有接收到下一条数据则表示数据接收完成，可进入定时器中断服务程序进行数据处理，添加接收完成标志位，如下代码

定时器5初始化：

#include "timer5.h"
extern u8 start3;//串口中断接收完成标志//定时器5中断服务程序		    
void TIM5_IRQHandler(void)
{ 	if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断{	 			   start3=1;	//标记串口数据接收完成TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update  );  //清除TIM5更新中断标志    TIM_Cmd(TIM5, DISABLE);  //关闭TIM5}	    
}//通用定时器中断初始化
//这里始终选择为APB1的2倍，而APB1为36M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数		 
void TIM5_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);//TIM7时钟使能    //定时器TIM7初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM5中断,允许更新中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;		//子优先级1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器}

串口3初始化：

//初始化IO 串口3
//bound:波特率	  void usart3_init(u32 bound)
{  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    //声明一个结构体变量，用来初始化GPIO  //使能串口的RCC时钟  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); //使能UART3所在GPIOB的时钟  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);  //串口使用的GPIO口配置  // Configure USART3 Tx (PB.10) as alternate function push-pull  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // Configure USART3 Rx (PB.11) as input floating    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   //串口中断配置  //Configure the NVIC Preemption Priority Bits     // NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  // Enable the USART3 Interrupt   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;        //子优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //配置串口  USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;  // Configure USART3   USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);//配置串口3 // Enable USART3 Receive interrupts 使能串口接收中断  USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);  // Enable the USART3   USART_Cmd(USART3, ENABLE);//使能串口3  USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC);		TIM5_Int_Init(1000-1,8400-1);		//100ms中断TIM_Cmd(TIM5, DISABLE); //关闭定时器7}

串口3中断处理函数：

//定义接收数组，接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN个字节，宏定义为400
unsigned char USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 				
u16 USART3_RX_STA=0;  //数组标志位
u8 start3=0; //接收状态标志位
void USART3_IRQHandler(void)
{u8 res;	 if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据{	 res =USART_ReceiveData(USART3);	TIM_SetCounter(TIM5,0);//计数器清空        				 		TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);  //使能定时器5  		USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA]=res;		//记录接收到的值USART3_RX_STA++; 						 
}  
}

串口3发送字符串函数：

//串口3,printf 函数
//确保一次发送数据不超过USART3_MAX_SEND_LEN字节
void u3_printf(char* fmt,...)  
{  u16 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(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==RESET);  //等待上次传输完成 USART_SendData(USART3,(uint8_t)USART3_TX_BUF[j]); 	 //发送数据到串口3 }}

esp8266初始化：

//清空每次中断接收完成后的数组
void Clear_Buffer(void)//清空缓存
{u8 i;for(i=0;i<=USART3_RX_STA;i++)USART3_RX_BUF[i]=0;//缓存USART3_RX_STA=0;Delay_ms(100);
}//模块初始化
void esp8266_start_trans(void)
{esp8266_send_cmd("AT+CWMODE=2","OK",50);Clear_Buffer();//Wifi模块重启esp8266_send_cmd("AT+RST","OK",20);Delay_ms(1000);         //延时3S等待重启成功Delay_ms(1000);Delay_ms(1000);	//AP模式esp8266_send_cmd("AT+CWSAP=\"想学ESP8266吗\",\"12345678\",11,3","OK",200);Clear_Buffer();esp8266_send_cmd("AT+CIPMUX=1","OK",20);Clear_Buffer();esp8266_send_cmd("AT+CIPSERVER=1","OK",200);Clear_Buffer();}	u8 esp8266_send_cmd(u8 *cmd,u8 *ack,u16 waittime)
{u8 res=0; USART3_RX_STA=0;u3_printf("%s\r\n",cmd);	//发送命令printf("%s\r\n",cmd);Delay_ms(waittime);if(strstr((const char*)USART3_RX_BUF,"OK")){Uart1_SendStr((char*)USART3_RX_BUF);}return res;
}

主函数main：

extern u8 start3;extern unsigned char USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; int main ( void )
{/* 初始化 */USART1_Config ();usart3_init(115200);  CPU_TS_TmrInit();	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_3);  	esp8266_start_trans();                                                      while ( 1 ){if(start3==1)//接收中断完成标志位{//判断接收的数据是否为密码数据，自己设置就行if(strstr((const char*)USART3_RX_BUF,"12345678")){		printf("开门成功\r\n");	}								if(!strstr((const char*)USART3_RX_BUF,"12345678")){printf("密码错误\r\n");	}				Clear_Buffer();		start3=0;}}
}