使用ESP8266和51单片机的智能开关/智能灯

本文章所介绍的智能开关为在局域网内实现手机开关的简单方法，功能能简单，仅供参考。

如果对ESP8266模块不了解，请阅读以下两篇文章：

ESP8266与电脑连接

ESP8266基础功能调试

一、软件工具

单片机编程：keil

手机应用编程：Android Studio

TCP通信调试：Python3

二、硬件电路连接

ESP8266的最小系统参照：ESP8266与电脑连接

ESP8266最小系统与单片机最小系统连接：



在正常使用的时候，固件刷写开关不需要打开，如果需要热刷写固件，可以考虑将刷写固件的引脚与单片机的引脚相连。

ESP8266内是一块单片机，也可以通过模块本身直接控制开关，本文仅使用模块的TCP透传功能，这里不再展开。

三、单片机程序编写

（1）首先定义如下变量/常量：

/**********类型定义**************/
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define u32 unsigned long
#define code const

/***********IO定义***************/
//定义P5.5口 LED指示灯
sbit  LED=P2^4;

/**********缓存变量**************/
//串口接受缓存
u8 xdata RX_buffer[tbuf];
//接收计数变量
u8 RX_num;

/**********预定义字符串**************/
//握手连接指令，返回"OK"
u8 code esp_at[]="AT\r\n";
//设置ESP8266的工作模式1 Station，返回"OK"或者"no change"
u8 code esp_cwmode[]="AT+CWMODE=1\r\n";
//连接到WiFi热点或无线路由上，NXP为无线路由名称，12345678为密码；连接成功返回“OK”
u8 code esp_cwjap[]="AT+CWJAP=\"NXP\",\"123456789\"\r\n";
//本机IP地址查询指令
u8 code esp_cifsr[]="AT+CIFSR\r\n";
//连接到TCP服务器，返回“Linked”
//192.168.0.149为服务器IP地址 6000为服务器端口号 不同电脑不同软件可能会不一样的
u8 code esp_cipsta[]="AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.0.149\",6000\r\n";
// 设置发送数据长度
u8 code esp_cipsend[]="AT+CIPSEND=5\r\n";

//设置多链接
u8 code esp_DuoLianjie []="AT+CIPMUX=1\r\n";
//设置端口号
u8 code esp_Port []="AT+CIPSERVER=1,3122\r\n";
//查询模块自身IP，返回IP地址
u8 code esp_IP []="AT+CIFSR\r\n";

//服务器发送 握手数据
u8 code esp_Woshou []=":test";
//服务器发送 LED检测数据
u8 code esp_test_LED []=":LED";
//服务器发送 打开LED
u8 code esp_LED_ON []=":LED ON";
//服务器发送 关闭LED
u8 code esp_LED_OFF []=":LED OFF";

//复位重启
u8 code esp_Rst []="AT+RST\r\n";
//发送数据长度
u8 code esp_DATA []="AT+CIPSEND=1024\r\n";

接下来是缓存字符串比较函数，用于判断返回值中是否含有

OK

等来自ESP8266模块的工作标识。如需用到更复杂的匹配，可以将之替换为正则表达式引擎。

//指定字符串与缓存数组数据进行数据比较
//*p 要比较的指定字符串指针数据
//返回：1 数据一致  0 数据不一致
u8 Data_compare(u8 *p)
{
if(strstr(RX_buffer,p)!=NULL)
return 1;
else
return 0;
}

程序的变量已经定义完，接下来是介绍主程序的部分。

（2）端口初始化

51单片机部分无需初始化端口，另一部分需要初始化端口才能使用：

//针对 IAP15W4K61S4   STC15W4K56S4 系列 IO口初始化
//io口初始化 P0 P1 P2 P3 P4 为准双向IO口
//注意: STC15W4K32S4系列的芯片,上电后所有与PWM相关的IO口均为
//      高阻态,需将这些口设置为准双向口或强推挽模式方可正常使用
//相关IO: P0.6/P0.7/P1.6/P1.7/P2.1/P2.2
//        P2.3/P2.7/P3.7/P4.2/P4.4/P4.5
void IO_init(void)
{
P0M0 = 0X00;
P0M1 = 0X00;

P1M0 = 0X00;
P1M1 = 0X00;

P2M0 = 0X00;
P2M1 = 0X00;

P3M0 = 0X00;
P3M1 = 0X00;

P4M0 = 0X00;
P4M1 = 0X00;
}

串口配置及中断配置：

void UartInit(void)
{
S2CON = 0x50;       //8位数据，可变波特率
AUXR |= 0x04;       //定时器2时钟1为FOSC,即1T

T2L=(65536-(11059200/4/115200));    //设置定时初值
T2H=(65536-(11059200/4/115200))>>8; //设置定时初值

AUXR |= 0x10;       //启动定时器2
}

//串口2发送串口数据(字节)
void Uart2SendByte(u8 ch)
{
S2BUF = ch;                 //写数据到UART2数据寄存器
while(!(S2CON&S2TI));
S2CON&=~S2TI;
}

//串口2发送字符串
void Uart2SendStr(u8 *s)
{
IE2 = 0x00;
while (*s)                  //检测字符串结束标志
{
Uart2SendByte(*s++);     //发送当前字符
}
IE2 = 0x01;
}

//串口2中断
void Uart2() interrupt 8 using 1
{

IE2 = 0x00;       //关闭串口2中断
if (S2CON & S2RI)
{
S2CON &= ~S2RI;
RX_buffer[RX_num] = S2BUF;
RX_num++;
if(RX_num>tbuf) RX_num = 0;
}
if (S2CON & S2TI)
{
S2CON &= ~S2TI;
}
IE2 = 0x01;     //开启串口2中断

}

调用这一段代码中的

UartInit(void)

函数初始化串口。

全部初始化完毕后，就可以使用代码对ESP8266配置了。

// 1 发送AT 进行握手
while(1)
{
Uart2SendStr(esp_at);     //串口2对wifi模块发送握手指令 即AT
if(Data_compare("OK"))break;
else  Uart1SendStr("ERROR1,some problems with ESP8266 \r\n");
delay1ms(600);
}
Uart1SendStr("OK,mcu connection success with ESP8266! \r\n");
memset(RX_buffer, 0, tbuf);//清缓存数据
RX_num=0;                 //接收计数变量清0

// 2 配置wifi工作模式为SA模式
while(1)
{
Uart2SendStr(esp_cwmode);     //串口2对wifi模块工作模式进行设置
if(Data_compare("OK")||Data_compare("no change"))break;
delay1ms(600);
}
memset(RX_buffer, 0, tbuf);//清缓存数据
RX_num=0;                 //接收计数变量清0

// 3 连接热点wifi  wifi名 密码  如果失败 延时继续连接
while(1)
{
Uart2SendStr(esp_cwjap);      //串口2发送 指点wifi名 密码 等待模块连接
if(Data_compare("OK"))break;
delay1ms(3000);
}
memset(RX_buffer, 0, tbuf);//清缓存数据
RX_num=0;                  //接收计数变量清0

// 4 设置多链接
while(1)
{
Uart2SendStr(esp_DuoLianjie);              //设置多链接
if(Data_compare("OK"))break;
delay1ms(3000);
}
memset(RX_buffer, 0, tbuf);//清缓存数据
RX_num=0;                  //接收计数变量清0

// 5 设置端口号
while(1)
{
Uart2SendStr(esp_Port);                //设置端口号
if(Data_compare("OK"))
{
delay1ms(3000);
break;
}
delay1ms(3000);
}
Uart1SendStr("OK,Succeed esp_Port\r\n");
memset(RX_buffer, 0, tbuf);//清缓存数据
RX_num=0;                  //接收计数变量清0

这时，模块已经被配置成Station模式连接上我们测试的路由器，并且开放了3122端口，我们就可以进行开关灯的操作了。