STM32F103与ESP8266 WIFI模块的USART中断调试

2024-08-29 06:52

本文主要是介绍STM32F103与ESP8266 WIFI模块的USART中断调试,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本文概述了利用STM32F103的HAL库,通过USART中断方式调试ESP8266(ESP-01)WIFI模块的方法。首先介绍了开发环境和ESP-01模块的基本特点与功能,随后展示了如何通过电脑PC的串口助手进行初步调试与验证。最后,重点阐述了如何利用STM32F103单片机,结合其USART中断功能,明确ESP8266模块已可以用AT指令进行调试。

 一、开发环境


硬件:正点原子精英版  STM32F103 开发板、ESP8266 WIFI模块、USB-TTL转串口、

单片机:STM32F103ZET6

软件:Keil版本:5.32 ;串口调试助手;

STM32CubeMX版本:6.9.2

STM32Cube MCU Packges版本:STM32F1xx_DFP.2.3.0

二、ESP8266(ESP-01)模块简介


实验使用的是ESP8266(ESP-01)模块。ESP8266 系列模组是深圳市安信可科技有限公司开发的一系列基于乐鑫ESP8266EX的低功耗UART-WiFi芯片模组,可以方便地进行二次开发,接入云端服务,实现手机3/4G全球随时随地的控制,加速产品原型设计。

  模块核心处理器 ESP8266 在较小尺寸封装中集成了业界领先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU,带有 16 位精简模式,主频支持 80 MHz 和 160 MHz,支持 RTOS,集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA,板载天线。支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议,完整的 TCP/IP 协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能,也可以构建独立的网络控制器。ESP8266 有两个 UART,其中 UART0 有 TX、 RX,可做数据传输; UART1 由于RX 脚被SPI-Flash 占⽤,只能使⽤TX,可以做串⼝调试信息打印。

  ESP8266 是高性能无线 SoC,以最低成本提供最大实用性,为 Wi-Fi 功能嵌入其他系统提供无限可能。

实物图片如下:

封装如下:


 

三、电脑PC串口助手调试ESP8266

在开始使用STM32F103单片机调试ESP8266之前,建议先通过电脑PC的串口助手软件(如PuTTY、SSCOM等)与ESP8266进行通信测试,以确保模块功能正常。具体步骤如下:

  1. 连接硬件:使用USB转TTL模块将ESP8266的TX、RX引脚(注意交叉连接,即ESP8266的TX接USB转TTL的RX,反之亦然)与电脑连接。VCC、 CH_PD 接到3.3v(EN),GND引脚连接到GND,并确保供电稳定。如图所示。

    值得注意,请保证供电电源是3.3V,在 3V-4V 以下,保证 CH_PD 也就是芯片选通脚为高电平(3.3v),系统若有指示灯,蓝灯会在上电瞬间闪烁一下立刻灭掉!因为 8266 模组的 LED 灯接到芯片的 GPIO2 引脚,此引脚与 UART1 的TXD 共用,此时模块上电会输出一下打印信息,所以 LED 会闪烁直到打印信息输出完毕,LED 灯就灭了。若看到数据指示灯有输出,而你的串口没数据,代表输出的数据你没有很好的接收到,请检查你的USB 转串口工具。

  2. 配置串口助手:打开串口助手软件,设置正确的波特率(ESP8266默认波特率通常为115200)、数据位、停止位和校验位。
  3. 发送AT指令:通过串口助手向ESP8266发送AT指令(如“AT\r\n”),如果返回“OK”,则表示模块已正确响应,可进行后续操作。
    ATOKAT+RSTOKets Jan  8 2013,rst cause:1, 
    boot mode:(3,6)load 0x40100000, len 1856, room 16 
    tail 0
    chksum 0x63
    load 0x3ffe8000, le
    n 776, room 8 
    tail 0
    chksum 0
    x02
    load 0x3ffe8310, len 552, room 8 
    tail 0
    chksum 0x79
    csu
    m 0x792nd boot version : 1.5SPI Speed      : 40MHzSP
    I Mode       : DIOSPI Flash Size & Map: 8Mbit(512KB+512KB)
    jump to run user1 @ 1000勩?胣燠{傷g|???{l你s???
    d`勩;踠鋎?l`屻{?嚐?l$ {l敲sl倪銊c$刢s|?8 鋖鋍$s宒c潴o鐎o'?刣鹸d$?l那???弆?l?g?劅銊cd鞆p劅銊c$?8;drdAi-Thinker Technology Co. Ltd.ready
    

    系统启动后,在 0.91 版本以及以前,系统会输出一堆乱码(其实不是乱码,系统启动后输出一些内部信息)然后输出 READY!代表系统正常。按照上述方法,系统正常运行后,应该能在手机上或者电脑上搜到以 ESP_XXXX或AI-THINKER 为头的WIFI,若系统有上述描述的状态,代表你的系统正常运行。

四、STM32单片机调试ESP8266

接下来,我们将利用STM32F103单片机,通过其USART接口以中断方式调试ESP8266模块,实现更高级别的设备交互与控制。

  1. 硬件连接:1)将ESP8266的TX、RX接STM32F103的相应USART2引脚(PA2、PA3)。VCC、 CH_PD 接到3.3v,GND引脚连接到GND,并确保供电稳定。2)使用USB转TTL模块将STM32单片机USART1(PA9、PA10)的TX、RX引脚(注意交叉连接,TX接USB转TTL的RX,反之亦然)与电脑连接。VCC、 CH_PD 接到3.3v(EN),GND引脚连接到GND,并确保供电稳定。如图所示。

  2. 软件配置

    初始化USART:使用STM32CubeMX或手动配置STM32F103的USART1,USART2,设置波特率、中断优先级等参数。
  3. 编写调试代码

    • 基于STM32 HAL库编写USART初始化代码,并配置中断服务例程以处理接收到的数据。在中断服务例程中,在usart.c添加代码添加串口的代码。
      /* USER CODE BEGIN 0 */
      #include <string.h>
      #include <stdio.h>
      /* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN 1 *//*
      * 添加如下代码,可不在工程设置中勾选Use MicroLIB
      */
      #pragma import(__use_no_semihosting)struct __FILE
      {int a;
      };FILE __stdout;
      FILE __stdin;void _sys_exit(int x)
      {
      }/*****************************************************
      *function: 写字符文件函数
      *param1: 输出的字符
      *param2: 文件指针
      *return: 输出字符的ASCII码
      ******************************************************/
      int fputc(int ch, FILE *f)
      {HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 10);return ch;
      }
      /*****************************************************
      *function: 读字符文件函数
      *param1: 文件指针
      *return: 读取字符的ASCII码
      ******************************************************/
      int fgetc(FILE *f)
      {uint8_t ch = 0;HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 10);return (int)ch;
      }static uint8_t rx_len;
      static uint8_t rx_data;
      static uint8_t usart_rx_buf[200];void USART2_startRx(void)
      {HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t*)&rx_data,1);
      }void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
      {usart_rx_buf[rx_len%200] = rx_data;rx_len++;HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t*)&rx_data,1);}
      uint16_t USART2_receive(uint8_t *pdata)
      {memcpy(pdata,(uint8_t*)usart_rx_buf,rx_len);return rx_len;
      }
      void USART2_transmit(uint8_t *pdata,uint16_t size,uint32_t timeout)
      {HAL_UART_Transmit(&huart2,pdata,size,timeout);
      }
      void USART2_clear(void)
      {rx_len = 0;	memset((uint8_t*)usart_rx_buf,0,200);
      }/* USER CODE END 1 */
    • 在main.c添加串口发送和接收的指令,发送AT指令。
      /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
      /* USER CODE BEGIN 0 */
      uint8_t pdata_rx[200]={0};
      //uint8_t pdata_tx[200]="AT+RST\r\n";
      uint8_t pdata_tx[200]="AT\r\n";
      int len =0;/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
      int main(void)
      {/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_USART2_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */USART2_startRx();printf("usart1 is ok\r\n");USART2_transmit((uint8_t*)pdata_tx,sizeof(pdata_tx),500);printf("tx:%s",pdata_tx);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */len= USART2_receive(pdata_rx);if(len>0){//USART2_transmit((uint8_t*)pdata_rx,sizeof(pdata_rx),500);//printf("pdata_rx:%s\r\n",pdata_rx);printf("%s ",pdata_rx);USART2_clear();len =0;}}/* USER CODE END 3 */
      }
      
  4. 调试与测试

    串口调试助手看到,STM32发送AT指令给ESP8266模块,ESP8266模块回复OK,明确ESP8266模块已可以用AT指令进行调试。               

五、总结

 通过以上步骤,通过上述步骤,我们成功地利用STM32F103单片机通过USART中断方式调试了ESP8266 WIFI模块。这一过程不仅加深了我们对ESP8266模块及STM32单片机USART通信的理解,进而实现更复杂的物联网应用功能。

这篇关于STM32F103与ESP8266 WIFI模块的USART中断调试的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1117153

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