文章目录
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- ESP8266模块使用
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- 开发方式
- 硬件模块
- 配置环境
- 连接网络
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- 简单连接WIFI
- 连接wifi后作为服务器使用
- 作为热点使用
- 作为客户端与服务器进行通信
- NodeMCU开发板数字引脚使用
- 做一个网页控制的开关
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ESP8266模块使用 8266片上集成wifi+MCU，使用的是一个M0的内核，成本很低，因为片上有wifi和MCU，所以作为网络终端非常的方便，当然，因为是wifi，所以低功耗较高。
说白了，esp8266也是一个单片机，上电还是得从0地址开始跑，平时我们使用单片机，一般都是使用keil等软件编程，然后下载，软件很多事情已经帮我们做好了，我们的重心放在main函数之后就行了。
所谓的固件，我们可以把它看做一个很大的程序，只不过人家帮我们写好了，上电就开始运行，然后一直等待我们给单片机发送指令，我们发送指令后就执行相应的操作。
开发方式 目前ESP8266的开发方式有这几种：
- AT指令方式：烧录AT的固件包，使用AT指令与ESP8266交互，执行相应指令，需与单片机相连。
- NodeMCU的lua开发：烧录NodeMCU的固件包，使用Lua语言开发，使用ESP内部资源。
- Arduino IDE下的开发：相当于直接编写固件，编译之后，烧录进ESP，使用ESP内部资源。
- AT指令开发：
优点：开发简单，资料较多。只需知道AT指令集，以及它的通信方式即可。
缺点：浪费资源，需要MCU与其通信，不能独立完成某项功能。
- 【ESP8266模块使用】NodeMCU的lua开发：NodeMCU本质也是ESP8266，只是它的固件是与lua脚本语言交互。
优点：节省资源，开发简单，代码量少。
缺点：lua解释器执行效率较低，最终换成ArduinoIDE开发，就是因为读取传感器数据时，总是漏掉一个数 据。前期准备比较麻烦。需要准备相应功能的固件，烧录进去，然后使用lua语言和工具与之调试。
- Arduino IDE下的开发：
优点：集编程和烧录一体，使用很方便。语言执行效率高，节省资源，库函数比较多，开发语言简单，能够很快上手。
缺点：Arduino IDE需要写较长的代码时，不是很方便，如果需要查看底层函数或者方法，非常费劲。
Lua开发我懒得配置环境，所以我这里使用Arduino IDE进行开发。
硬件模块 我这里用了两个硬件模块，一个是ESP-01S：
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主要参数：
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管脚定义：
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模组启动模式说明：
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注意，部分引脚（EN、RST、GPIO0、GPIO2）已经上拉，GPIO15已经下拉。
也就是说运行的时候只需连接GND、VCC、TX和RX即可。
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一般出厂默认烧写了AT固件。如果要为其烧写其他固件，需要一个USB转TTL模块或者专门购买一个下载器。
USB转TTL模块时注意接3.3V供电，下载时GPIO0接入低电平，EN使能和RST引脚接高电平，和模块的RX和TX反接。
不过为了方便还是推荐购买一个下面这样的下载模块，接上直接就能进入下载模式。
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注意：芯片一旦烧写了程序便不可使用AT指令集，需要重新刷回AT指令集固件才可以使用AT指令集。
我用到的另外一个模块是一款NodeMCU开发板。其板载ESP-12E（4MB Flash）WIFI模组和USB转TTL串口（CP2102/CH340）芯片，方便下载固件和调试，默认为Lua固件，有10个数字io引脚可以控制。
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引脚说明：
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注意：ESP8266 芯片有自己的引脚（GPIO）布局，但是基于该芯片设计的众多开发板，对于芯片上 GPIO 的引出方式却有自己的规则。在程序中操作的引脚序号是GPIO号。
配置环境 1.在IDE的文件->首选项下添加开发板管理网址
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
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- 重启IDE在 工具->开发板->开发板管理器 下找到esp8266并安装
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- 重启IDE在 工具->开发板 下就会出现如下开发板，选择自己的型号就可以（一般开发板比如ESP-01s选第一个Generic ESP8266 Module即可，NodeMCU板我选的是NodeMCU1.0(ESP-12Module）。
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4.测试
在文件下的示例找到ESP8266选择Blink示例，也可以直接用下面的代码。（示例里LED_BUILTIN用的是Builtin LED引脚设置的引脚，我的ESP-12E是2号引脚连接板载LED，ESP8266-01s用的也是2号引脚）
int ledPin = 2;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
//开灯
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
//关灯
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(2000);
}
然后连接好硬件，在工具里面选择好串口，然后就可以进行代码上传了。上传完成后拔下下载器，使GPIO0悬空，重新上电就可以看到板载小灯闪烁，证明硬件和软件配置无误！
这里说一下，esp8266-01s本身就是一个mcu，所以可以利用GPIO2来做一些简单的控制，比如外接一个LED灯（注意：GPIO2在模块启动的时候是不能下拉的，所以led的正极要接VCC负极接GPIO2）。
连接网络 简单连接WIFI
// Import required libraries
#include // WiFi parameters
const char* ssid = "your_wifi_name";
const char* password = "your_wifi_password";
void setup(void)
{
// Start Serial
Serial.begin(115200);
// Connect to WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
// Wait for connection
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
// Print the IP address
Serial.print("Connected to ");
Serial.println(ssid);
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}void loop() {
}
串口输出：
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连接wifi后作为服务器使用 可以参考
ESP8266WebServer下的示例：#include
#include
#include
#include #ifndef STASSID
#define STASSID "your_wifi_name"
#define STAPSK"your_wifi_password"
#endifconst char* ssid = STASSID;
const char* password = STAPSK;
ESP8266WebServer server(80);
//开启服务器端口为80端口void handleRoot() {// root路径的信息
server.send(200, "text/plain", "hello from esp8266!");
}void handleNotFound() {// 报错信息
String message = "File Not Found\n\n";
message += "URI: ";
message += server.uri();
message += "\nMethod: ";
message += (server.method() == HTTP_GET) ? "GET" : "POST";
message += "\nArguments: ";
message += server.args();
message += "\n";
for (uint8_t i = 0;
i < server.args();
i++) {
message += " " + server.argName(i) + ": " + server.arg(i) + "\n";
}
server.send(404, "text/plain", message);
}void setup(void) {
Serial.begin(115200);
WiFi.mode(WIFI_STA);
// 设置为客户端
WiFi.begin(ssid, password);
// Wait for connection
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.print("Connected to ");
Serial.println(ssid);
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
if (MDNS.begin("esp8266")) {
Serial.println("MDNS responder started");
}server.on("/", handleRoot);
server.onNotFound(handleNotFound);
server.begin();
Serial.println("HTTP server started");
}void loop(void) {
server.handleClient();
MDNS.update();
}
串口输出：
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之后再浏览器输入ESP8266的IP地址，即可看到我们的页面：
文章图片
如果是一个不存在的路径，就会返回我们写好的错误页面：
文章图片
作为热点使用
#include
#include
#include #ifndef APSSID
#define APSSID "设置的Wifi名"
#define APPSK"设置的密码"
#endif/* Set these to your desired credentials. */
const char *ssid = APSSID;
const char *password = APPSK;
ESP8266WebServer server(80);
/* Just a little test message.Go to http://192.168.4.1 in a web browser
connected to this access point to see it.
*/
void handleRoot() {
server.send(200, "text/html", "You are connected");
}void setup() {
delay(1000);
Serial.begin(115200);
Serial.println();
Serial.print("Configuring access point...");
/* You can remove the password parameter if you want the AP to be open. */
WiFi.softAP(ssid, password);
IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
Serial.print("AP IP address: ");
Serial.println(myIP);
server.on("/", handleRoot);
server.begin();
Serial.println("HTTP server started");
}void loop() {
server.handleClient();
}
串口输出：
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连接上开启的热点，输入设置的IP地址即可看到我们设置的页面：
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作为客户端与服务器进行通信 以TCP通信为例：
需要在局域网里建立一个TCP服务端和TCP客户端。这里我使用网络调试助手（USR-TCP232-Test-V1.3）软件建立TCP服务：
文章图片
之后编写如下程序：
/*
This sketch sends a string to a TCP server, and prints a one-line response.
You must run a TCP server in your local network.
For example, on Linux you can use this command: nc -v -l 3000
*/#include
#include #ifndef STASSID
#define STASSID "HelloKitty"
#define STAPSK"88888888"
#endifconst char* ssid= STASSID;
const char* password = STAPSK;
const char* host = "192.168.43.9";
const uint16_t port = 8234;
ESP8266WiFiMulti WiFiMulti;
void setup() {
Serial.begin(115200);
// We start by connecting to a WiFi network
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFiMulti.addAP(ssid, password);
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Wait for WiFi... ");
while (WiFiMulti.run() != WL_CONNECTED) {
Serial.print(".");
delay(500);
}Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
delay(500);
}void loop() {
Serial.print("connecting to ");
Serial.print(host);
Serial.print(':');
Serial.println(port);
// Use WiFiClient class to create TCP connections
WiFiClient client;
if (!client.connect(host, port)) {
Serial.println("connection failed");
Serial.println("wait 5 sec...");
delay(5000);
return;
}// This will send the request to the server
client.println("hello from ESP8266");
//read back one line from server
Serial.println("receiving from remote server");
String line = client.readStringUntil('\r');
Serial.println(line);
Serial.println("closing connection");
client.stop();
Serial.println("wait 5 sec...");
delay(5000);
}
串口输出：
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网络调试助手输出：
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既然做到网络通信了，同时通过ESP8266的串口可以很方便地与我们的Arduino开发板进行通信，所以我们的Arduino开发板通过ESP8266模块就可以实现网络通信了。
可以参考这篇文章：Arduino使用ESP8266模块联网
上面的实验中，通过TCP通信的方式我们只能在局域网进行通信，还未实现真正的联网操作。
MQTT协议算是一个比较成熟的做物联网的比较好的协议。
NodeMCU开发板数字引脚使用 NodeMCU开发板由于有10个数字引脚，可以很方便地做一些控制，这里我通过ESP-12E使用ULN2003控制28BYJ-48步进电机。
接线：uln2003驱动上的1，2，3，4分别连接到esp12e上的D0,D1,D2,D3
编写代码：
#include const int stepsPerRevolution = 200;
//D0:GPIO16
//D1:GPIO5
//D2:GPIO4
//D3:GPIO0
//这里特别注意 ，后面4个参数分别是驱动板上的 IN1 , IN3 , IN2 , IN4 ，而不是顺着来的
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 16, 4, 5, 0);
void setup() {
myStepper.setSpeed(120);
//设置转速
}void loop() {
//这个电机转一圈是2048步
//先顺时针转90
myStepper.step(512);
delay(500);
//逆时针转90
myStepper.step(-512);
delay(500);
}
做一个网页控制的开关 做一个通过网页控制的LED灯。
首先编写如下代码：
#include const char* ssid= "HelloKitty";
const char* password = "88888888";
WiFiServer server(80);
// Set port to 80String header;
// This storees the HTTP request// Declare the pins to which the LED are connected
int inD1 = 5;
String D1state = "关";
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(inD1, OUTPUT);
digitalWrite(inD1, LOW);
//connect to access point
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
// Print local IP address and start web server
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected.");
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
// this will display the Ip address of the Pi which should be entered into your browserserver.begin();
}void loop(){
WiFiClient client = server.available();
// Listen for incoming clients
//(浏览器进入这个网址或者刷新就会建立一次连接，按钮的功能就是更改网页的url，每次点击就会建立一次连接)
if (client) {// If a new client connects,
String currentLine = "";
// make a String to hold incoming data from the client
while (client.connected()) {// loop while the client's connected
if (client.available()) {// if there's bytes to read from the client,
char c = client.read();
// read a byte, then
Serial.write(c);
// print it out the serial monitor
header += c;
if (c == '\n') {// if the byte is a newline character
// if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
// that's the end of the client HTTP request, so send a response:
if (currentLine.length() == 0) {// 如果新行没有数据，那就表示浏览器的请求已经发送完毕
// HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
// and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
// 返回给浏览器网页
client.println("Content-type:text/html");
client.println("Connection: close");
client.println();
// turns the GPIOs on and off
if (header.indexOf("GET /D1/on") >= 0) {
Serial.println("D1 开");
D1state = "开";
digitalWrite(inD1, HIGH);
} else if (header.indexOf("GET /D1/off") >= 0) {
Serial.println("D1 关");
D1state = "关";
digitalWrite(inD1, LOW);
}// Display the HTML web page
client.println("");
client.println("");
client.println("");
// CSS to style the on/off buttons
// Feel free to change the background-color and font-size attributes to fit your preferences
client.println("html { font-family: Helvetica;
display: inline-block;
margin: 0px auto;
text-align: center;
}");
client.println(".button { background-color: #195B6A;
border: none;
color: white;
padding: 16px 40px;
");
client.println("text-decoration: none;
font-size: 30px;
margin: 2px;
cursor: pointer;
}");
// Web Page Heading
client.println("nodemcu 网页测试");
// Display current state, and ON/OFF buttons for GPIO 5
client.println("D1 - 信息 " + D1state + "
");
// If the green LED is off, it displays the ON button
if (D1state == "关") {
client.println("
");
} else {
client.println("
");
}
client.println("");
// The HTTP response ends with another blank line
client.println();
// Break out of the while loop
break;
} else { // if you got a newline, then clear currentLine
currentLine = "";
}
} else if (c != '\r') {// if you got anything else but a carriage return character,
currentLine += c;
// add it to the end of the currentLine
}
}
}
// Clear the header variable
header = "";
// Close the connection
client.stop();
Serial.println("Client disconnected.");
Serial.println("");
}
}
之后将LED的正极接上GPIO5引脚，LED的负极接GND。电脑连接上Wifi，输入IP地址。
串口输出如下：
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浏览器进入页面：
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点击开即可点亮LED灯，点击关可以关闭LED灯。
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