STM32 OTA例程中的WiFi芯片ESP8266

前言

這一節(jié)，我們來聊聊STM32的FOTA例程中用到的WiFi芯片ESP8266。這里涉及到一個(gè)基于該芯片的WiFi模塊ESP-01。它是安信可公司基于ESP8266 芯片的WiFi模塊。在STM32 FOTA Demo工程里，我們用它來實(shí)現(xiàn)無線通信。下面先來認(rèn)識一下該模塊，然后在Demo里重點(diǎn)介紹基于ESP8266 芯片相關(guān)底層驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)過程。

ESP-01模塊

ESP-01模塊集成ESP8266EX WiFi芯片，支持802.11b/g/n協(xié)議，支持UART/GPIO等接口，內(nèi)嵌LwIP協(xié)議棧，支持STA/AP/STA+AP工作模式，是一款低成本的無線模塊。

ESP-01模塊采用DIP-8封裝。尺寸和引腳定義見下圖。提供一個(gè)UART接口和兩個(gè)GPIO口。

STM32F769探索板的CN2接口支持對ESP-01模塊的擴(kuò)展，可以直接將ESP-01模塊插在CN2接口上。STM32F769和ESP-01之間通過串口通信，串口配置為：115200波特率，8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位。連接如下：

AT指令格式

ESP-01的AT指令集就是ESP8266的AT指令集。可以細(xì)分為四種類型：

要注意的是，不是每條AT指令都具備上面4種類型，具體要去看該條AT指令的說明。

使用雙引號表示字符串?dāng)?shù)據(jù)。比如“123”，就是一個(gè)字符串，而123就是數(shù)字。

開頭的AT指令兩個(gè)字符必須大寫，每條命令以回車換行符結(jié)尾“\r\n”

ESP8266的AT指令集又分為：基礎(chǔ)AT命令（對模塊的配置，串口設(shè)置等），WiFi功能AT命令（設(shè)置WiFi模式，連接AP等），TCP/IP功能AT命令（建立TCP連接，收發(fā)數(shù)據(jù)等）。

作為TCP客戶端工作

模塊初始化

程序上電運(yùn)行后，在開始使用WiFi模塊前，必須先對其進(jìn)行初始化。除了GPIO口以及串口的初始化外，還需要對WIFI模塊進(jìn)行配置，使其工作在我們希望的模式下。在STM32 FOTA Demo里ESP8266應(yīng)該工作在STATION模式和多連接模式下。所以在初始化的時(shí)候，需要通過相應(yīng)的AT指令進(jìn)行配置。下面是初始化的代碼以及AT指令執(zhí)行的過程。

連接到AP

上圖的黃色部分是WiFi模塊的返回狀態(tài)。必須要接收到"OK\r\n"，才能去讀取IP地址。連接WiFi熱點(diǎn)的過程，需要的時(shí)長不一定，有時(shí)2、3秒，有時(shí)6、7秒。所以這里最好把等待的時(shí)間 留長一點(diǎn)，否則經(jīng)常會出現(xiàn)連接WiFi熱點(diǎn)失敗的情況。

與服務(wù)器建立連接

連接到WiFi熱點(diǎn)后，就可以開始與服務(wù)器建立連接了。ESP8266支持5個(gè)并發(fā)連接。

一般我們知道的不是目標(biāo)服務(wù)器的IP地址，而是域名。所以在開始創(chuàng)建連接之前需要先通過DNS服務(wù)獲該取域名對應(yīng)的IP地址。ESP8266也提供了相應(yīng)的AT指令。

下面是代碼中的一段和建立連接相關(guān)的代碼：

發(fā)送數(shù)據(jù)

發(fā)送數(shù)據(jù)過程分兩步：

1.發(fā)送AT+CIPSEND=,命令。說明要往哪個(gè)socket通道，發(fā)送多少字節(jié)的數(shù)據(jù)。

2.收到WiFi模塊返回的"OK\r\n>"后，再發(fā)送數(shù)據(jù)。

下面是例程中，ESP8266發(fā)送數(shù)據(jù)的代碼實(shí)現(xiàn)。

接收數(shù)據(jù)的模式

注意：該示例中MQTT和HTTP應(yīng)用都在一個(gè)task里面調(diào)用，如果在不同的task實(shí)現(xiàn)，接收驅(qū)動需要做相應(yīng)修改。

小結(jié)

在例程中，和WiFi模塊相關(guān)的驅(qū)動由三層組成：

在ESP8266_io.c中，是最底層的跟STM32外設(shè)打交道的部分。包括初始化引腳，從串口讀取和發(fā)送數(shù)據(jù)；

Esp8266.c中是對AT指令的實(shí)現(xiàn)。

Wifi.c是WiFi底層驅(qū)動和上層的一個(gè)接口。我們可以看到它的函數(shù)和ESP8266.c中的某些函數(shù)名字都很類似。

我們前面講的內(nèi)容基本都在這三個(gè)文件中，對于如果想更換WIFI模塊來講，它主要涉及到的代碼也就是這三部分。