11. [Micropython]TPYBoard v10x 结合ESP8266模块实现TCP通信

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11.1. 实验目的

  • 学习ESP8266模块(ESP-01)的使用。
  • 进一步学习TPYBoardv10x中UART模块的使用。
  • 结合ESP-01模块完成局域网内的TCP通信实验。

11.2. 所需元器件

  • ESP-01 WIFI模块 1个
  • TPYBoard v102板子 1块
  • USB转TTL 1个
  • micro USB数据线 1条
  • 杜邦线 若干

本实验采用TPYBoardv102串口AT指令的方式,去连接控制ESP8266模块(型号ESP-01)。

11.3. 第一步:烧写AT指令的固件

下载AT指令相应固件

这里我下载了一个AiCloud 2.0 AT (512+512map)版本的,版本号:v0.0.0.6。 点击下载

安信可科技关于ESP8266相关模组的资料地址。点击进入

AT指令固件其他版本下载。点击下载

下载烧写工具ESPFlashDownloadTool

点击下载

硬件连接

ESP-01模块的引脚图:

../../../../_images/pin.jpg ../../../../_images/pin1.jpg

烧写固件还需用到USB转TTL,ESP-01模最好使用其他外部器件进行供电。这里,我用的TPYBoardv102开发板。但是,别忘记了开发板与TTL之间需要共地。

接线图:

ESP-01模块 TPYBoard v102 USB TO TTL
VCC 3V3 --
GND GND --
CH_PD 3V3 --
-- GND GND
TXD -- RX
RXD -- TX
GPIO 2 悬空 --
GPIO 0 GND --
GND GND --

开始烧写

USB转TTL插上电脑,设备管理器查看端口号。

../../../../_images/12.png

打开ESPFlashDownloadTool工具,选择【ESP8266 DownloadTool】。

../../../../_images/2.png

我这里下载的是合成的固件,所以地址直接设置为0x00000,其他设置参考如下:

../../../../_images/32.png

选择好端口,点击【START】开始烧写。

../../../../_images/42.png

出现等待上电同步,这时给ESP-01模块上电,或者复位一下,等待下载成功。

../../../../_images/51.png ../../../../_images/61.png

11.4. 测试AT指令

烧写固件完成之后,将GPIO 0 连接的线拔掉,使其悬空,ESP-01模块会进入正常模式。 打开串口助手工具 点击下载 ,默认波特率115200。 ESP-01模块启动时,会输出一堆乱码。(其实不是乱码,是一些内部信息)如下:

../../../../_images/7-00.png

出现乱码的原因,如下:

../../../../_images/7-0.png

输出的内部信息,我们可以忽略掉,只要输出ready,就说明模块一切正常。

进入AT指令模式

AT指令说明文档、AT固件、烧写工具。点击下载

发送指令:AT

(注意:后面需跟一个回车换行,选择在工具中勾选加回车换行) 模块返回AT\r\nOK,说明模块已经成功进入AT指令模式。

../../../../_images/7.png

查询固件版本

发送指令:AT+GMR

../../../../_images/8.png

11.5. 第三步:局域网TCP通信测试

1、首先,让ESP-01接入我们的路由器。

../../../../_images/9.png
AT指令 功能
AT+CWMODE_CUR?
查询当前WIFI模式
1 : station 模式 2 : softAP 模式 3 : softAP+station 模式
AT+CWMODE_CUR=1 设置WIFI为station 模式
AT+CWJAP_CUR="essid","password" 连接AP

2、接下来,我们做一个局域网内TCP通信的测试。本地用网络调试助手建立一个TCP Server如下:

../../../../_images/10.png

ESP-01作为TCP Client连接Server。发送指令AT+CIPSTART="TCP","192.168.101.116",80

../../../../_images/111.png

TCP链接建立,开始发送数据。单路链接时发送指令为AT+CIPSEND=x,x为发送的字节数。出现符号">"后就可以发送数据了。

../../../../_images/121.png

模块会把收到的数据自动通过串口透传过来。

../../../../_images/13.png

以上,我们都是结合USB转TTL实现的AT指令转发。接下来,我们通过TPYBoardv102开发板实现上面的功能。

接线图:

ESP-01模块 TPYBoard v102
VCC 3V3
GND GND
CH_PD 3V3
GPIO 0 悬空
GPIO 2 悬空
TXD X2(UART 4 )
RXD X1(UART 4 )

程序源码:

from pyb import UART
from pyb import LED

#等待ESP-01模块初始化,忽略启动时的内部信息
pyb.delay(1000)

ESP_UART = UART(4,115200,timeout=100)

def sendToUart(msg):
        ESP_UART.write(msg+'\r\n')

CWMODE_CUR = 'AT+CWMODE_CUR=1'
CWJAP_CUR = 'AT+CWJAP_CUR="TurnipSmart","turnip2016"'
CIPSTART = 'AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.116",80'
CIPSEND = 'AT+CIPSEND=%s'
msg = 'Hello,I am TPYBoard.'

if __name__  == '__main__':
        sendToUart('AT')
        while True:
                if ESP_UART.any()  > 0:
                        buf = ESP_UART.read().decode().replace('\r','').replace('\n','').replace(' ','')
                        print(buf)
                        if buf.find('busyp') > -1 or buf.find('ERROR') > -1:
                                # AT指令执行失败
                                # 结束程序排查原因
                                break
                        elif buf.find('ATOK') > -1:
                                # 说明AT指令执行成功
                                # 成功进入AT指令模式
                                # 设置WIFI模式为sta模块
                                sendToUart(CWMODE_CUR)
                        elif buf.find(CWMODE_CUR) > -1:
                                # 设置sta模式成功,连接AP
                                sendToUart(CWJAP_CUR)
                                LED(1).on()
                        elif buf.find('WIFIGOTIP') > -1:
                                # 连接AP成功
                                # 开始连接TCP Server
                                pyb.delay(150)
                                sendToUart(CIPSTART)
                                LED(2).on()
                        elif buf.find(CIPSTART) > -1:
                                # 连接TCP Server成功,发送数据
                                CIPSEND = CIPSEND % str(len(msg))
                                sendToUart(CIPSEND)
                                LED(3).on()
                        elif buf.find('>') > -1:
                                # 发送数据
                                sendToUart(msg)
                                LED(4).on()
../../../../_images/14.png

注意:ESP-01模块上电启动时电流比较大,会导致板子的REPL无反应。关闭putty等工具,按板子的RST复位一下,再连接就好。最好方式采用外部电源给ESP-01模块供电,注意要与板子共地。

综上,TCP的测试实验完毕。本实验只是做了一些简单的示例,大家可根据自己的想法结合文档开发出更有意思的作品,比如智能控制开关、智能WIFI小车等。