基于小熊派WIFI-ESP8266實(shí)踐(中)-多功能處理顯示等大雜燴
上節(jié)，我們了解了小熊派上的ESP8266模塊，這節(jié)，我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序，讓手機(jī)發(fā)指令來(lái)控制開(kāi)發(fā)板上LED燈的亮滅吧，上節(jié)的文章鏈接如下：
基于小熊派WIFI-ESP8266實(shí)踐(上)
1、了解硬件
編寫(xiě)程序之前先來(lái)看看ESP8266硬件模塊的接口電路原理圖：
以下是ESP8266模塊對(duì)應(yīng)底板的硬件連接:
LPUART是什么鬼？我們具體來(lái)看看STM32L431RCTx這款芯片關(guān)于LPUART的描述吧，該介紹位于STM32L431 Datasheet的第48頁(yè)：
文檔的意思大概是，這是一個(gè)低功耗的UART，可以以更低的時(shí)鐘頻率實(shí)現(xiàn)高波特率的通信，同時(shí)支持從停止模式喚醒且喚醒事件是可編程的，還有就是具有極低的功耗，如果是更高速度的時(shí)鐘還可以更高的波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
既然是這樣，我們就把它當(dāng)普通串口使用就行啦！其余的功能后面用到了再去詳細(xì)了解！
在軟件編程之前，我們先來(lái)了解下與ESP8266通信相關(guān)的注意事項(xiàng)，打開(kāi)開(kāi)發(fā)板ESP8266相關(guān)的規(guī)格書(shū)，簡(jiǎn)要瀏覽一下，我們可以看到以下的描述：
2、STM32CubeMX配置
這里我們直接之前利用上次編寫(xiě)光強(qiáng)那個(gè)工程就可以了,鏈接如下：
基于小熊派光強(qiáng)傳感器BH1750狀態(tài)機(jī)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目再度升級(jí)(帶上位機(jī)曲線顯示)
在此基礎(chǔ)上添加ESP8266的串口,所以在STM32CubeMx對(duì)應(yīng)的LPUART1的配置如下，其余參數(shù)默認(rèn)即可，其余的關(guān)于ESP8266的上電，硬件復(fù)位這些管腳都不需要配置，因?yàn)橛布o我們做好了，我們專注于與ESP8266通信就可以了。
由于軟件接收的AT指令回復(fù)有可能是不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)，且可能存在多個(gè)\r\n的情況，所以這里我們使用DMA來(lái)做接收會(huì)更簡(jiǎn)單一些，一般用環(huán)形緩沖實(shí)現(xiàn)也可以，但是STM32有這么優(yōu)秀的DMA功能，我當(dāng)然用！
由于AT指令是一個(gè)處理收發(fā)的過(guò)程，所以我們還需要將接收中斷配置上：
3、軟件編程
有了ESP8266，能做的事情很多，比如，讓我們來(lái)設(shè)計(jì)幾個(gè)簡(jiǎn)單的控制指令：
| 指令 | 功能 |
|---|---|
| LEDON | 打開(kāi)底板上的LED燈 |
| LEDOFF | 關(guān)閉底板上的LED燈 |
| LEDBLINK | 讓底板上的LED燈閃爍 |
| PLOTDISPLAY | 顯示上位機(jī)曲線(打印數(shù)據(jù)) |
| PLOTCLOSEDISPLAY | 關(guān)閉上位機(jī)曲線顯示(取消打印數(shù)據(jù)) |
指令下發(fā)代碼實(shí)現(xiàn)框架如下：
/*wifi接收指令處理*/
static void Wifi_Recv_Cmd_Process(void)
{
static int cmd_index = 0 ;
char display_buf[20] = {0};
char *cmd[] = {"LEDON", "LEDOFF", "LEDBLINK", "PLOTDISPLAY", "PLOTCLOSEDISPLAY"};
if(strstr((char *)esp8266_info.rx_buffer, cmd[cmd_index]) != NULL)
{
HAL_UART_DMAStop(&hlpuart1);
switch(cmd_index)
{
case 0:
printf("接收到開(kāi)燈指令\n");
printf("接收到客戶端發(fā)來(lái)的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, BOARD_LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
break ;
case 1:
printf("接收到關(guān)燈指令\n");
printf("接收到客戶端發(fā)來(lái)的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
LED_BLINK_controld(0);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, BOARD_LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
break ;
case 2:
printf("接收到閃燈指令\n");
printf("接收到客戶端發(fā)來(lái)的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
LED_BLINK_controld(1);
break ;
case 3:
printf("接收到顯示曲線指令\n");
printf("接收到客戶端發(fā)來(lái)的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
plot_display_controld(1);
break ;
case 4:
printf("接收到關(guān)閉顯示曲線指令\n");
printf("接收到客戶端發(fā)來(lái)的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
plot_display_controld(0);
break ;
}
LCD_Fill(0, 146, 240, 146 + 24, BLACK);
sprintf(display_buf, "CMD:%s", cmd[cmd_index]);
LCD_ShowString(0, 146, 240, 24, 24, (char *)display_buf); //顯示字符串，字體大小16*16
memset(esp8266_info.rx_buffer, 0, RX_BUFF_SIZE);
HAL_UART_Receive_DMA(&hlpuart1, esp8266_info.rx_buffer, RX_BUFF_SIZE);
}
++cmd_index ;
if(5 == cmd_index)
cmd_index = 0 ;
}
最終看到的效果：這里把數(shù)據(jù)顯示做了相應(yīng)的調(diào)整，我使用了手機(jī)的一個(gè)TCP/UDP測(cè)試工具，連接了ESP8266，然后下發(fā)指令，就像下面這樣：
當(dāng)匹配到數(shù)據(jù)中含有對(duì)應(yīng)指令的時(shí)候，則執(zhí)行具體的操作，并將指令顯示到LCD上。
那么要實(shí)現(xiàn)這樣，就必須把ESP8266作為服務(wù)器，手機(jī)作為客戶端，客戶端連接服務(wù)器后，向服務(wù)器發(fā)送指令，我們來(lái)看看esp8266.h的實(shí)現(xiàn)：
#ifndef __ESP8266_H
#define __ESP8266_H
#include "main.h"
/*發(fā)送數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度*/
#define TX_BUFF_SIZE 50
/*接收數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度*/
#define RX_BUFF_SIZE 150
/*ESP8266作為熱點(diǎn)時(shí)的名稱*/
#define WIFI_HOT_SPOT_SSID "BearPi_ESP8266"
/*ESP8266作為熱點(diǎn)時(shí)的密碼*/
#define WIFI_HOT_SPOT_PASSWORD "12345678"
/*AP PORT*/
#define AP_PORT 8080
typedef struct
{
/*wifi ap運(yùn)行狀態(tài)機(jī)*/
uint8_t wifi_apr_status ;
/*AT指令發(fā)送緩存*/
uint8_t tx_buffer[TX_BUFF_SIZE];
/*接收緩存*/
uint8_t rx_buffer[RX_BUFF_SIZE];
/*發(fā)送標(biāo)志*/
uint8_t tx_flag ;
/*multi_timer定時(shí)器句柄*/
Timer wifi_timer ;
/*定時(shí)器計(jì)數(shù)值*/
uint16_t wifi_timer_count ;
/*wifi完成標(biāo)志*/
uint8_t wifi_completed_flag ;
/*定時(shí)回調(diào)*/
void (*wifi_timeout_cb)(void);
} wifi_ap_info ;
/*測(cè)試WIFI*/
#define WIFI_AT_TEST "AT\r\n"
/*設(shè)置或關(guān)閉回顯*/
#define WIFI_ATE_SET "ATE%d\r\n"
/*設(shè)置WIFI模式*/
#define WIFI_AT_SET_MODE "AT+CWMODE=%d\r\n"
/*創(chuàng)建WIFI熱點(diǎn)*/
#define WIFI_AT_SAP "AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",%d,%d\r\n"
/*配置多連接模式*/
#define WIFI_AT_MULTPLE "AT+CIPMUX=%d\r\n"
/*開(kāi)啟服務(wù)器模式*/
#define WIFI_OPEN_SMODE "AT+CIPSERVER=%d,%d\r\n"
/*設(shè)置與服務(wù)器的主動(dòng)斷開(kāi)時(shí)間*/
#define WIFI_SET_STO "AT+CIPSTO=%d\r\n"
/*查看WIFI作為服務(wù)器時(shí)的地址*/
#define WIFI_VIEW_ADDR "AT+CIFSR\r\n"
/*每個(gè)狀態(tài)機(jī)執(zhí)行的超時(shí)查詢時(shí)間*/
#define WIFI_TEST_TIMEOUT 1000
#define WIFI_SET_ATE_TIMEOUT 200
#define WIFI_SET_MODE_TIMEOUT 200
#define WIFI_BUILD_AP_INFO_TIMEOUT 4000
#define WIFI_CONFIG_MULTPLE_CONNECT_TIMEOUT 200
#define WIFI_OPEN_SERVER_MODE_TIMEOUT 1000
#define WIFI_VIEW_IPADDR_TIMEOUT 1000
/*每個(gè)狀態(tài)機(jī)對(duì)應(yīng)的序號(hào)*/
enum
{
ITEM_WIFI_TEST = 0,
ITEM_WIFI_SATE,
ITEM_WIFI_SMODE,
ITEM_WIFI_BUIAP,
ITEM_WIFI_CMULT,
ITEM_WIFI_OSERV,
ITEM_WIFI_STIMO,
ITEM_WIFI_VADDR,
ITEM_WIFI_GDATA,
ITEM_WIFI_ERROR = 99
};
/*ESP8266作為AP模式進(jìn)行初始化*/
void Init_ESP8266_AP_Mode(void);
/*Wifi作為服務(wù)器時(shí)的服務(wù)*/
void ESP8266_AP_Mode_Setting(void);
/*wifi發(fā)送命令*/
void wifi_send_cmd(const char *format, ...);
#endif //__ESP8266_h這里我們?cè)俅芜\(yùn)用了multi_timer,可見(jiàn)我多么喜歡它！
由于代碼較多，我們只挑核心部分出來(lái)講解就可以了，其它留給讀者自行實(shí)踐。
1、Init_ESP8266_AP_Mode函數(shù)實(shí)現(xiàn)
/*ESP8266作為AP模式進(jìn)行初始化*/
void Init_ESP8266_AP_Mode(void)
{
esp8266_info.tx_flag = 1 ;
esp8266_info.wifi_apr_status = ITEM_WIFI_TEST ;
esp8266_info.wifi_timer_count = 0 ;
esp8266_info.wifi_completed_flag = 1 ;
esp8266_info.wifi_timeout_cb = wifi_timeout_callback ;
/*開(kāi)啟1ms軟件定時(shí)器*/
timer_init(&esp8266_info.wifi_timer, esp8266_info.wifi_timeout_cb, 1, 1);
timer_start(&esp8266_info.wifi_timer);
}這里對(duì)結(jié)構(gòu)體參數(shù)進(jìn)行了初始化，在這里用multi_timer開(kāi)啟一個(gè)1ms的軟件定時(shí)器，定時(shí)時(shí)基由系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生，一次中斷為1ms，主要是用來(lái)產(chǎn)生延時(shí)的，發(fā)送完AT指令給ESP8266后，一般要延時(shí)一段時(shí)間，再去查串口緩存區(qū)是否有ESP8266的回復(fù)數(shù)據(jù)，定時(shí)器回調(diào)函數(shù)如下：
static void wifi_timeout_callback(void)
{
if(0 == esp8266_info.wifi_completed_flag)
++esp8266_info.wifi_timer_count ;
}
當(dāng)esp8266_info.wifi_completed_flag標(biāo)志為0時(shí)，esp8266_info.wifi_timer_count變量自加產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的延時(shí)，當(dāng)esp8266_info.wifi_completed_flag為1時(shí)，回調(diào)函數(shù)不會(huì)做任何操作,根據(jù)這樣的想法,我們簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)發(fā)送WIFI測(cè)試指令AT\r\n
/*測(cè)試*/
void WIFI_Test(void)
{
uint8_t ret = 0 ;
static uint8_t err_count = 0 ;
/*當(dāng)前為發(fā)送狀態(tài)*/
if(1 == esp8266_info.tx_flag)
{
/*復(fù)位參數(shù)*/
Reset_Wifi_Para();
/*發(fā)送測(cè)試指令*/
wifi_send_cmd(WIFI_AT_TEST);
/*將發(fā)送狀態(tài)設(shè)置為0，即為接收狀態(tài)*/
esp8266_info.tx_flag = 0 ;
/*清空定時(shí)計(jì)數(shù)器*/
esp8266_info.wifi_timer_count = 0 ;
/*開(kāi)啟定時(shí)計(jì)數(shù)標(biāo)志*/
esp8266_info.wifi_completed_flag = 0 ;
}
/*當(dāng)前為接收狀態(tài)*/
else
{
/*判斷定時(shí)計(jì)數(shù)到WIFI_TEST_TIMEOUT==>1000ms了沒(méi)有？*/
if(WIFI_TEST_TIMEOUT == esp8266_info.wifi_timer_count)
{
/*關(guān)閉定時(shí)計(jì)數(shù)標(biāo)志*/
esp8266_info.wifi_completed_flag = 1 ;
/*清空定時(shí)計(jì)數(shù)器*/
esp8266_info.wifi_timer_count = 0 ;
/*檢查DMA接收緩存中是否包含OK子串*/
ret = AT_Check_Answer("OK");
/*失敗，錯(cuò)誤超過(guò)3次，返回出錯(cuò)狀態(tài)*/
if(ret != 0)
{
esp8266_info.tx_flag = 1 ;
++err_count;
if(err_count > 3)
{
err_count = 0 ;
esp8266_info.wifi_apr_status = ITEM_WIFI_ERROR ;
printf("WIFI初始化失敗\n");
}
}
else
{
esp8266_info.tx_flag = 1 ;
/*將狀態(tài)標(biāo)記為下一個(gè)指令的處理流程*/
esp8266_info.wifi_apr_status = ITEM_WIFI_SATE ;
printf("wifi測(cè)試成功! 回復(fù)%s\n", esp8266_info.rx_buffer);
}
}
}
}
復(fù)位參數(shù)的實(shí)現(xiàn)邏輯：
/*復(fù)位wifi收發(fā)參數(shù)*/
void Reset_Wifi_Para(void)
{
/*停止DMA接收*/
HAL_UART_DMAStop(&hlpuart1);
/*清除發(fā)送接收緩存*/
memset(esp8266_info.tx_buffer, 0, TX_BUFF_SIZE);
memset(esp8266_info.rx_buffer, 0, RX_BUFF_SIZE);
/*開(kāi)啟DMA接收*/
HAL_UART_Receive_DMA(&hlpuart1, esp8266_info.rx_buffer, RX_BUFF_SIZE);
}雖然這段測(cè)試AT的代碼相比很多例程看起來(lái)都長(zhǎng)，但是它沒(méi)有硬延時(shí)！沒(méi)有硬延時(shí)！沒(méi)有硬延時(shí)!重要的事情說(shuō)三遍，這里就體現(xiàn)狀態(tài)機(jī)結(jié)合定時(shí)器超時(shí)處理的好處了，那么其他狀態(tài)也是類似的實(shí)現(xiàn)方法，大家可以下載工程源碼去自己看，最后用這么一個(gè)函數(shù)來(lái)綜合體現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的切換：
2、ESP8266_AP_Mode_Setting函數(shù)實(shí)現(xiàn)
/*ESP8266作為AP模式進(jìn)行設(shè)置*/
void ESP8266_AP_Mode_Setting(void)
{
static uint8_t error_flag = 0 ;
switch(esp8266_info.wifi_apr_status)
{
case ITEM_WIFI_TEST:
WIFI_Test();
break ;
case ITEM_WIFI_SATE:
WIFI_SET_ATE(1);
break ;
case ITEM_WIFI_SMODE:
WIFI_SET_MODE(2);
break ;
case ITEM_WIFI_BUIAP:
WIFI_BUILD_AP_INFO(WIFI_HOT_SPOT_SSID, WIFI_HOT_SPOT_PASSWORD, 1, 4);
break ;
case ITEM_WIFI_CMULT:
WIFI_CONFIG_MULTPLE_CONNECT(1);
break ;
case ITEM_WIFI_OSERV:
WIFI_OPEN_SERVER_MODE(1, AP_PORT);
break ;
case ITEM_WIFI_STIMO:
WIFI_CONFIG_SERVER_TIMEOUT(0);
break ;
case ITEM_WIFI_VADDR:
WIFI_VIEW_IPADDR();
break ;
case ITEM_WIFI_GDATA:
Wifi_Recv_Cmd_Process();
break ;
default:
if(0 == error_flag)
{
error_flag = 1 ;
if(ITEM_WIFI_ERROR == esp8266_info.wifi_apr_status)
{
printf("WIFI出錯(cuò)\n");
}
}
break ;
}
}最后，我們只要在主函數(shù)中循環(huán)調(diào)用這段代碼就行了：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
Light_Sensor_Service(); /*光強(qiáng)傳感器處理和現(xiàn)實(shí)*/
ESP8266_AP_Mode_Setting(); /*ESP8266 AP模式下的狀態(tài)機(jī)*/
LED_Blink_Service(); /*LED閃爍燈服務(wù)*/
timer_loop(); /*multi_timer循環(huán)代用*/
}3、wifi_send_cmd函數(shù)實(shí)現(xiàn)
wifi發(fā)送指令的實(shí)現(xiàn)：
/*wifi發(fā)送命令*/
void wifi_send_cmd(const char *format, ...)
{
va_list args;
uint32_t length;
va_start(args, format);
length = vsnprintf((char *)esp8266_info.tx_buffer, sizeof(esp8266_info.tx_buffer), (char *)format, args);
va_end(args);
HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)esp8266_info.tx_buffer, length, HAL_MAX_DELAY);
}
發(fā)送很簡(jiǎn)單，就把這個(gè)函數(shù)當(dāng)做printf函數(shù)來(lái)用就可以了，這是一個(gè)可變參函數(shù)，參數(shù)個(gè)數(shù)可以根據(jù)format做動(dòng)態(tài)調(diào)整。
大致框架講解完畢了，接下來(lái)看下效果：
發(fā)送LED燈閃爍指令：
發(fā)送曲線顯示指令(代碼默認(rèn)將曲線顯示用標(biāo)志位做了屏蔽，這里只要看到串口有一連串?dāng)?shù)據(jù)即可)：
例程下載
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1P8yjbuljvcqZute1ToGjVQ
提取碼：ni46
復(fù)制這段內(nèi)容后打開(kāi)百度網(wǎng)盤手機(jī)App，操作更方便哦公眾號(hào)粉絲福利時(shí)刻
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