11. [Micropython]TPYBoard v102 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
硬件连接
ESP-01模块的引脚图：
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。
打开ESPFlashDownloadTool工具，选择【ESP8266 DownloadTool】。
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：
选择好端口，点击【START】开始烧写。
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。
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：
出现乱码的原因，如下：
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。
查询固件版本
发送指令：AT+GMR
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。
| AT指令 | 功能 |
|---|---|
| AT+CWMODE_CUR? |
|
| 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：
ESP-01作为TCP Client连接Server。发送指令AT+CIPSTART="TCP","192.168.101.116",80
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。
模块会把收到的数据自动通过串口透传过来。
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()
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。