嵌入式STM32学习——ESP8266 01S的基础介绍

简介

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 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。

引脚名称 功能描述 备注
VCC 电源正极(3.3V) 必须连接稳定的 3.3V 电源,最大电流 200mA
GND 接地端 必须与电源地连接
CH_PD 芯片使能端(Chip Power Down) 接 3.3V(通过 10kΩ 电阻)激活模块,接地时模块断电
RST 复位引脚 低电平复位(默认通过 10kΩ 电阻上拉到 3.3V)
TX 串口发送(UART TX) 连接到 MCU 的 RX 引脚(TTL 电平,3.3V)
RX 串口接收(UART RX) 连接到 MCU 的 TX 引脚(TTL 电平,3.3V)
GPIO0 通用输入输出引脚 - 启动时拉低→进入下载模式 - 启动时拉高→正常运行模式 - 可作为普通 IO 使用
GPIO2 通用输入输出引脚 - 启动时必须保持高电平(通过 10kΩ 电阻上拉到 3.3V) - 可作为普通 IO 使用

重要注意事项

  1. 供电要求

    • 必须使用3.3V电源(严禁使用 5V!)
    • 建议使用稳压电源,确保电压稳定(波动不超过 ±0.1V)
  2. 启动条件

    • CH_PD必须接 3.3V(通过 10kΩ 电阻)
    • GPIO0 在启动时决定工作模式:
      • 低电平→下载模式(用于刷写固件)
      • 高电平→运行模式(默认)
    • GPIO2在启动时必须保持高电平
  3. 串口通信

    • 波特率默认 115200bps(可通过 AT 指令修改)
    • 数据位 8 位,停止位 1 位,无校验
  4. IO 限制

    • GPIO 引脚为 3.3V TTL 电平,不支持 5V!
    • 最大输出电流约 12mA,驱动能力较弱,建议外接驱动电路

典型连接示例

plaintext

复制代码
ESP8266-01S    |    外部设备
───────────────┼────────────────
VCC            ├─── 3.3V电源 (+)
GND            ├─── 3.3V电源 (-)
CH_PD          ├─── 3.3V (通过10kΩ电阻)
RST            ├─── 3.3V (通过10kΩ电阻)
TX             ├─── MCU/Raspberry Pi RX
RX             ├─── MCU/Raspberry Pi TX
GPIO0          ├─── 3.3V (正常运行) 或 GND (下载模式)
GPIO2          ├─── 3.3V (通过10kΩ电阻)

主要特点

体积小巧:尺寸紧凑,便于集成到各种对空间要求较高的设备中,如智能手表、小型传感器节点等。

成本低廉:价格实惠,在物联网项目中能有效控制硬件成本,使大规模应用成为可能1。

低功耗设计:具备多种低功耗模式,如深度睡眠模式下电流可低至 20μA,适用于电池供电的设备,能延长设备续航时间3。

高性能处理:内置 Tensilica L106 超低功耗 32 位微控制器,支持 80MHz 和 160MHz 主频率,可满足多种应用的处理需求3。

丰富接口:支持 UART、SPI、I2C、I2S、IR 遥控、PWM、GPIO 等接口,方便与其他传感器、执行器等设备连接3。

网络协议支持广泛:支持 802.11b/g/n 无线通信协议以及完整的 TCP/IP 协议栈,还支持 HTTP、MQTT、UDP 等多种网络协议,便于实现设备间的互联互通和数据传输1。

工作模式1

STA(Station,站点模式):作为客户端连接到其他 Wi-Fi 热点,如路由器,通过无线网络与互联网进行通信,实现设备对网络资源的访问。

AP(Access Point,接入点模式):充当无线接入点,即 Wi-Fi 热点,允许其他设备(如智能手机、平板电脑等)通过无线网络连接到该模块,可用于创建局域网,实现设备间的相互通信或共享网络连接。

STA+AP 共存模式:结合了 STA 和 AP 模式的优点,模块既可以通过路由器连接到互联网,实现广域网控制,又可以作为 Wi-Fi 热点,允许其他 Wi-Fi 设备连接,实现局域网控制。

基础配置

AT # 测试指令

AT+RST # 重启模块

AT+GMR # 查看版本信息

Wi-Fi 配置

设置工作模式 (1=STA, 2=AP, 3=STA+AP)

AT+CWMODE_CUR=1

连接Wi-Fi热点

AT+CWJAP_CUR="SSID","PASSWORD"

扫描可用热点

AT+CWLAP

查看IP地址

AT+CIFSR

TCP/UDP 通信

建立TCP连接

AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.100",8080

建立UDP连接

AT+CIPSTART="UDP","192.168.1.100",8080

发送5字节数据

AT+CIPSEND=5 > Hello

关闭连接

AT+CIPCLOSE

AP 模式配置

设置AP参数

AT+CWSAP_CUR="ESP8266_AP","12345678",1,4

查看连接到AP的客户端

AT+CWLIF

透传模式

开启透传

AT+CIPMODE=1 AT+CIPSEND

退出透传 (发送三个加号)

+++

波特率设置

设置串口波特率为115200

AT+UART_CUR=115200,8,1,0

其他AT指令即返回指令解释

AT 命令集 - ESP32 - --- ESP-AT 用户指南 latest 文档

应用领域

智能家居:可用于智能灯具、插座、窗帘控制器、智能门锁等设备,实现手机远程控制、设备联动等功能,如远程开关灯、控制家电设备、自动调节窗帘等1。

智能农业:连接温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器等设备,实现对农业环境的实时监测和数据上传,帮助农民进行精准农业生产,提高农作物产量和质量。

智能交通:应用于智能停车系统、车辆监控设备等,实现车位检测、车辆定位、远程监控等功能,提高交通管理效率和便利性。

工业自动化:用于工业设备的远程监控、数据采集和传输,实现设备的远程控制、故障诊断和预测性维护,提高工业生产的自动化水平和可靠性1。

环境监测:连接各类环境传感器,如空气质量传感器、水质传感器、噪音传感器等,实时采集环境数据并上传至云端,为环境保护和监测提供数据支持。

开发与使用

AT 指令控制:模块提供了丰富的 AT 指令集,通过串口发送 AT 指令可以方便地对模块进行配置和操作,如设置 Wi-Fi 连接参数、建立 TCP/UDP 连接、发送和接收数据等2。

软件开发框架:支持多种软件开发框架和编程语言,如 Arduino、NodeMCU 等,开发者可以根据自己的需求和熟悉程度选择合适的开发方式,快速实现应用程序的开发。

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