【物联网】全面了解ESP

2024-02-21 18:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

ESP-01S是一款基于ESP8266芯片的WiFi模块，它提供了低成本、低功耗和高度集成的解决方案，适用于物联网和嵌入式应用。本文将介绍ESP-01S模块的功能和特点，并提供一个简单的WiFi控制示例。

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ESP-01S模块管脚功能：

ESP-01S特点：

启动模式：

基础TA指令介绍：

ESP-01S硬件连接：

ESP-01S固件烧录和配置：

通过stm32开发板进行WiFi控制：

HAL库开发：

标准库开发：

基于Arduino主控制器：

总结：

ESP-01S模块管脚功能：

Pin脚编号Pin脚名称备注1GNDGND2IO2U1_TXD,I2C_SDA,I2S0_BCK3IO0GPIO0,HSPI_MISO,I2SI_DATA4RXDGPIO3,I2SO_DATA5TXDGPIO16EN芯片使能端，高电平有效7RST复位引脚，低电平有效8VCC模块供电引脚，电压范围3.0~3.6

注意：不可以使用USB转TTL的3.3v或5v进行供电，建议使用2节干电池或经过LDO转换后的3.3v

ESP-01S特点：小巧的尺寸：ESP-01S模块具有紧凑的设计，适用于空间有限的应用。WiFi功能：它支持802.11b/g/n标准，允许设备连接到无线网络。高度集成：ESP-01S集成了WiFi功能和处理器，减少了外部组件的需求。AT指令支持：通过串口通信，可以使用AT指令进行配置和控制。低功耗：ESP-01S模块具有低功耗特性，适用于长时间运行的应用。容易使用：ESP-01S模块易于配置和应用，有许多开发资源和示例代码可用。启动模式：模式

CH-PD

(EN)

RSTGPIO5GPIO0GPIO2TXD0下载方式高高低低高高运行模式高高低高高高测试模式高高---低基础TA指令介绍：指令说明示例AT测试AT是否OK

AT+GMR返回固件版本信息

AT+GMR

AT Version:1.2.0.0(Jul 1 2016 20:04:45)

SDK version:1.5.4.1(39cb9a32)

Ai-Tinker Technology Co.Ltd.

Dec 2 2016 14:21:16

AT+RST软重启模组

AT+RST

AT+RESTORE重启模组为出厂设置

AT+RESTORE

ESP-01S硬件连接：

要使用ESP-01S模块，你需要将其与主控制器（如Arduino、STM32等）进行连接。下面是一个示例的硬件连接图，以ESP-01S与STM32开发板连接为例：

ESP-01S STM32 TX RX RX TX GND GND VCC 3.3V

通过将ESP-01S的TX引脚连接到STM32的RX引脚，并将ESP-01S的RX引脚连接到STM32的TX引脚，你可以通过串口实现两者之间的通信。

ESP-01S固件烧录和配置：

在使用ESP-01S模块之前，你需要将合适的固件烧录到模块中，并进行相应的配置。以下是一个简单的步骤：

下载并安装ESP8266固件烧录工具，如ESP8266 Flasher，可以在Espressif Systems的官方网站上找到。下载适用于ESP-01S的固件，通常是基于ESP8266的AT固件。使用烧录工具将固件烧录到ESP-01S模块中。确保选择正确的串口和固件文件。配置串口通信参数，如波特率等。通常，ESP-01S默认波特率为115200。

完成以上步骤后，你的ESP-01S模块就准备好进行WiFi控制了。

通过stm32开发板进行WiFi控制：

要使用STM32开发板与ESP-01S模块进行WiFi控制，你可以通过串口通信将STM32与ESP-01S连接起来，并利用STM32的UART功能与ESP-01S进行通信。

下面的例子是使用stm32上的uart通信协议进行控制的：

HAL库开发： #include "stm32f4xx_hal.h" #define ESP_UART_PORT USART2 #define ESP_UART_BAUDRATE 115200 UART_HandleTypeDef huart2; void SystemClock_Config(void); void uart_init(void) { huart2.Instance = ESP_UART_PORT; huart2.Init.BaudRate = ESP_UART_BAUDRATE; huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK) { // 初始化错误处理 while (1); } } void uart_send_byte(uint8_t data) { HAL_UART_Transmit(&huart2, &data, 1, HAL_MAX_DELAY); } uint8_t uart_receive_byte(void) { uint8_t data; HAL_UART_Receive(&huart2, &data, 1, HAL_MAX_DELAY); return data; } int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); uart_init(); while (1) { // 与ESP-01S进行通信 uart_send_byte('H'); // 发送数据到ESP-01S uint8_t received_data = uart_receive_byte(); // 接收ESP-01S发来的数据 } } void SystemClock_Config(void) { // 配置系统时钟 // ... } 标准库开发： #include "stm32f4xx.h" #include #define ESP_UART_PORT USART2 #define ESP_UART_BAUDRATE 115200 void uart_init(void) { USART_InitTypeDef USART_InitStruct; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 使能USART2时钟和GPIO时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // 配置USART2的TX引脚（PA2）为输出、推挽模式 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 将PA2引脚复用为USART2的TX功能 GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_USART2); // 初始化USART2的参数 USART_InitStruct.USART_BaudRate = ESP_UART_BAUDRATE; USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx; USART_Init(ESP_UART_PORT, &USART_InitStruct); // 使能USART2 USART_Cmd(ESP_UART_PORT, ENABLE); } void uart_send_byte(uint8_t data) { while (!(ESP_UART_PORT->SR & USART_FLAG_TXE)); // 等待发送完成 ESP_UART_PORT->DR = (data & 0xFF); } uint8_t uart_receive_byte(void) { while (!(ESP_UART_PORT->SR & USART_FLAG_RXNE)); // 等待接收完成 return (ESP_UART_PORT->DR & 0xFF); } int main(void) { uart_init(); while (1) { // 与ESP-01S进行通信 uart_send_byte('H'); // 发送数据到ESP-01S uint8_t received_data = uart_receive_byte(); // 接收ESP-01S发来的数据 } }

通过ESP-01S模块使用AT指令进行WiFi连接和控制。你可以在STM32的代码中使用uart_send_byte()函数发送AT指令到ESP-01S，并使用uart_receive_byte()函数接收ESP-01S的响应。根据ESP-01S的文档，你可以发送AT+CWMODE、AT+CWJAP等指令来配置WiFi连接和进行其他控制操作。

基于Arduino主控制器： #include SoftwareSerial espSerial(2, 3); // 设置ESP-01S的RX和TX引脚 void setup() { Serial.begin(9600); // 打开串口监视器 espSerial.begin(115200); // 设置ESP-01S的波特率 delay(1000); // 等待ESP-01S模块初始化 WiFiConnect(); // 连接到WiFi网络 } void loop() { if (espSerial.available()) { char data = espSerial.read(); // 读取ESP-01S发来的数据 Serial.write(data); // 将数据发送到串口监视器 if (data == '1') { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 打开LED灯 } else if (data == '0') { digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // 关闭LED灯 } } } void WiFiConnect() { espSerial.println("AT+CWJAP=\"your-ssid\",\"your-password\""); // 输入你的WiFi名称和密码 delay(5000); // 等待5秒钟，等待ESP-01S连接到WiFi网络 espSerial.println("AT+CIPMUX=0"); // 设置单连接模式 delay(1000); // 等待1秒钟 espSerial.println("AT+CIPMODE=1"); // 设置透传模式 delay(1000); //等待1秒钟 espSerial.println(“AT+CIPSTART=“TCP”,“your-server-ip”,your-port”); // 输入你的服务器IP地址和端口号 delay(2000); // 等待2秒钟，建立TCP连接 espSerial.println(“AT+CIPSEND”); // 进入发送模式 delay(1000); // 等待1秒钟 espSerial.println(“GET /api/control?command=1 HTTP/1.1\r\nHost: your-server-ip\r\nConnection: close”); // 发送请求到服务器 delay(1000); // 等待1秒钟 espSerial.println(“+++”); // 退出透传模式 delay(1000); // 等待1秒钟 espSerial.println(“AT+CIPCLOSE”); // 关闭TCP连接 delay(1000); // 等待1秒钟 espSerial.println(“AT+RST”); // 重启ESP-01S }

在上述代码中，首先我们需要通过软串口（SoftwareSerial）库将Arduino的两个数字引脚与ESP-01S的RX和TX引脚相连。然后，在setup()函数中，我们初始化了串口，并使用WiFiConnect()函数连接到WiFi网络。在loop()函数中，我们检测ESP-01S是否有数据可读取，如果有，我们将数据发送到串口监视器，并根据数据的值控制LED灯的开关。 WiFiConnect()函数中，我们发送了一系列的AT指令来配置ESP-01S模块。请确保根据你的实际情况修改相应的参数，例如WiFi的名称和密码，服务器的IP地址和端口号。

总结：

本文介绍了ESP-01S模块的串口、功能、特点以及如何进行WiFi控制。我们通过与stm32和Arduino进行串口通信，并使用AT指令实现了简单的WiFi连接和控制示例。 ESP-01S模块具有广泛的应用领域，特别适用于物联网和嵌入式系统。你可以根据自己的项目需求，进一步探索ESP-01S的功能和特性，并结合其他传感器或执行器进行更复杂的应用开发。

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