概述：

本章节主要实现esp8266通过usart3与stm32通信。首先，使用串口工具在电脑端测试模块AT指令，模拟测试模块通信是否正常，设置查询模块的参数；确认模块通信正常后，再着手软件配置串口，通过软件发送AT测试指令检测usart3收发是否正常。

开篇：STM32F767igt6 + RT-Thread + ESP8266

完结篇：STM32F767igt6 + RT-Thread + ESP8266

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1.esp8266的AT指令测试

USB转TTL工具连接好esp8266模块，使用串口调试助手测试，配置好参数，默认为波特率115200，数据位8位，停止位1位；我把波特率配置为4800bps。

2.软件配置usart3

2.1 串口初始化配置：

模块AT指令测试通过后，开始软件上usart3的初始化参数配置：

void usart3_init(uint32_t bound)
{   UART3_Handler.Instance=USART3;                    UART3_Handler.Init.BaudRate=bound;                  UART3_Handler.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;  UART3_Handler.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;      UART3_Handler.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;        UART3_Handler.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE;  UART3_Handler.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;           HAL_UART_Init(&UART3_Handler);}void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart==(&UART3_Handler)){ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();           __HAL_RCC_USART3_CLK_ENABLE();      GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_10;          GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;     GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;        GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF7_USART3;    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);     GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11;          HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);     TIM7_Int_Init(1000-1,10800-1);      TIM7->CR1&=~(1<<0);        //关闭定时器7   __HAL_UART_ENABLE_IT(huart,UART_IT_RXNE);       //开启接收中断HAL_NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);                //使能USART3中断HAL_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,2,3);          //抢占优先级2，子优先级3USART3_RX_STA=0;}
}

2.2 串口收发逻辑：

2.2.1 串口发送：

f7的串口有各自的发送、接收寄存器，va_start、va_end使用方法及作用自行去了解；

while((USART3->ISR&0X40)==0)等待发送完成，再发送下一字节数据。

void USART3_Send(char* fmt, ...)
{uint16_t i,j; va_list ap; va_start(ap,fmt);vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);va_end(ap);i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF);for(j=0;j<i;j++){while((USART3->ISR&0X40)==0);            USART3->TDR=USART3_TX_BUF[j];  } printf("uart3 tx data:%s\r\n",USART3_TX_BUF);
}

2.2.2 串口接收：

基本实现原理：在uart1中接收处理函数是通过判断是否接收到 "\r\n" 来确定接收是否完成的，接收完成相应标志位置1。usart3中则是通过添加一个定时器来处理，接收数据时产生中断，中断处理函数中打开定时器，在定时时间未到达之前接收到数据时会重置定时数，重新计时，直到定时到达产生中断，才结束数据的接收，接收完成标志位置1。

在usart3的中断处理函数中，__HAL_UART_GET_FLAG(&UART3_Handler,UART_IT_ERR) == RESET判断是否发生溢出错误，在测试的前期，由于这个溢出中断，程序不做处理的话会一直卡在这个处理函数里，所以我把波特率降低为4800bps，大大降低这个错误，使接收数据更加稳定；

__HAL_UART_GET_FLAG(&UART3_Handler,UART_FLAG_RXNE) != RESET判断接收寄存器是否为空，然后读取寄存器数据；接收第一个字节的时候打开定时器，之后接收数据均做计数器清空处理。

void USART3_IRQHandler(void)
{uint8_t res;if(__HAL_UART_GET_FLAG(&UART3_Handler,UART_IT_ERR) == RESET){__HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&UART3_Handler);printf("UART_FLAG_ORE\r\n");}    if(__HAL_UART_GET_FLAG(&UART3_Handler,UART_FLAG_RXNE) != RESET){     res=USART3->RDR;  if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0){ if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN){TIM7->CNT=0;                       //计数器清空if(USART3_RX_STA==0){TIM7->CR1|=1<<0;                //使能定时器7memset(USART3_RX_BUF, 0 , USART3_MAX_RECV_LEN);//printf("timer7 open!\r\n");}USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;        }else {USART3_RX_STA|=1<<15;printf("uart3 rx error!\r\n");} }}    }

定时器中断处理函数：串口接收标志位置1，并关闭定时器。

void TIM7_IRQHandler(void)
{                   if(USART3_RX_STA !=0){USART3_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成printf("uart3 rx data:%s\r\n",USART3_RX_BUF);esp8266_data_check();}__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&TIM7_Handler,TIM_EventSource_Update );       //清除TIM7更新中断标志  TIM7->CR1&=~(1<<0);               //关闭定时器7                    printf("timer7 close!\r\n");
}

3. esp8266模块：

3.1 esp8266模块了解：

模块支持 STA/AP/STA+AP 三种工作模式。

STA模式：通过路由器连接上网，可以理解为手机连接WiFi热点；

AP模式：模块作为热点；

STA+AP：以上两种模式共存，即可通过路由器连接到互联网，也可以作为WiFi热点。

在三个模式下，又有TCP服务端、客户端和UDP。

3.2 esp8266软件实现：

cmd_send发送函数中配置好指令、应答和等待时间即可，指令后需要加“\r\n”结束，在等待时间内收到正确应答，则跳出等待。


/************************  接收应答检测  *******************************/
uint8_t esp8266_ack_check(char *Cmd ,char *Str)
{char *str = NULL;USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA & 0x7fff] = 0 ;     //添加结束符str = strstr((const char*)USART3_RX_BUF,(const char*)Str);if(str != NULL){printf("AT_CMD : %s\t ACK : %s\r\n",Cmd,str);return 0;     }else{printf("ack error!\r\n");}return 1;
}/************************  发送指令  *******************************/
uint8_t esp8266_at_cmd_send(char *CMD ,char *ACK , uint16_t timeout)
{uint8_t res = 0 ;USART3_RX_STA = 0 ;USART3_Send("%s\r\n",CMD);if(ACK && timeout){while (--timeout){rt_thread_mdelay(10);if(USART3_RX_STA & 0x8000){if(esp8266_ack_check(CMD,ACK)==0){USART3_RX_STA = 0 ;break;}              USART3_RX_STA = 0 ;}}if(timeout == 0)res = 1 ;}return res;
}

esp8266_data_send函数中，有些固件发送完数据后，会接收到“OK”应答，有些无应答，根据8266模块烧录的固件版本而定，自行修改。

/************************  发送数据  *******************************/
void esp8266_data_send(char *DATA)
{uint16_t timeout = 100;USART3_RX_STA = 0 ;USART3_Send("%s",DATA);  while (--timeout){rt_thread_mdelay(10);if(USART3_RX_STA & 0x8000){if(esp8266_ack_check("NONE","OK")==0){USART3_RX_STA = 0 ;break;}                USART3_RX_STA = 0 ;}}
}

在透传状态下发送“+++”，即可退出透传模式，进入 AT 模式。

/************************  退出透传  *******************************/
uint8_t esp8266_quit_trans(void)
{while((USART3->ISR&0X40)==0);USART3->TDR='+';      rt_thread_mdelay(15);while((USART3->ISR&0X40)==0); USART3->TDR='+';      rt_thread_mdelay(15);              while((USART3->ISR&0X40)==0);USART3->TDR='+';      rt_thread_mdelay(500);return esp8266_at_cmd_send("AT","OK",20);
}

另外对STA、AP模式的配置进行了简单的封装，代码就不一一贴出来了。

/************************  AP-TCP-SERVER配置  *******************************/
void esp8266_ap_tcp_server(char *SSID , char *PWD , uint8_t CH , uint8_t ECN , char *portnum)
{char *pt = (char *)rt_malloc(50);esp8266_at_cmd_send("AT+CWMODE=2","OK",50);esp8266_at_cmd_send("AT+RST","OK",50);rt_thread_mdelay(2000);sprintf(pt,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",%d,%d",SSID, PWD, CH, ECN);printf("AP-TCP_SERVER: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"OK",200); esp8266_at_cmd_send("AT+CIPMUX=1","OK",50);sprintf(pt,"AT+CIPSERVER=1,%s", portnum);printf("AP-TCP_SERVER: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"OK",100);if(pt != RT_NULL){rt_free((void *)pt);}
}/************************  AP-TCP-CLIENT配置  *******************************/
void esp8266_ap_tcp_client(char *SSID , char *PWD , uint8_t CH , uint8_t ECN , char * tcp_ip , char *portnum)
{char *pt = (char *)rt_malloc(50);esp8266_quit_trans();esp8266_at_cmd_send("AT+CWMODE=2","OK",50);esp8266_at_cmd_send("AT+RST","OK",200);rt_thread_mdelay(2000);sprintf(pt,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",%d,%d",SSID, PWD, CH, ECN);printf("AP-TCP_CLIENT: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"OK",200);esp8266_at_cmd_send("AT+CIPMUX=0","OK",100);sprintf(pt,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s",tcp_ip, portnum);printf("AP-TCP_CLIENT: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"CONNECTED",300);esp8266_at_cmd_send("AT+CIPMODE=1","OK",50);esp8266_at_cmd_send("AT+CIPSEND","OK",100);if(pt != RT_NULL){rt_free((void *)pt);}
}/************************  AP-UDP配置  *******************************/
void esp8266_ap_udp(char *SSID , char *PWD , uint8_t CH , uint8_t ECN , char * tcp_ip , char *portnum)
{char *pt = (char *)rt_malloc(50);esp8266_at_cmd_send("AT+CWMODE=2","OK",50);esp8266_at_cmd_send("AT+RST","OK",200);rt_thread_mdelay(2000);sprintf(pt,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",%d,%d",SSID, PWD, CH, ECN);printf("AP-UDP: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"OK",200);esp8266_at_cmd_send("AT+CIPMUX=0","OK",100);sprintf(pt,"AT+CIPSTART=\"UDP\",\"%s\",%s",tcp_ip, portnum);printf("AP-UDP: %s\r\n",pt);esp8266_at_cmd_send(pt,"CONNECTED",300);    if(pt != RT_NULL){rt_free((void *)pt);}
}

4.通信测试：

创建一个esp8266测试线程和一个按键线程，按键用于发送数据。

4.1 esp8266测试线程：

对各模式进一步封装，方便调用，通过设置Esp_mode值切换模式。

enum ESP_Mode Esp_mode = AP_TCP_CLIENT_MODE;   //更改枚举值切换WIFI传输模式void esp8266_mode_select(uint8_t mode)
{switch (mode){case AP_TCP_SERVER_MODE:esp8266_ap_tcp_server("ATK8266","43218765", 1 , 4 ,"8086");break;case AP_TCP_CLIENT_MODE:esp8266_ap_tcp_client("ATK8266","43218765", 1 , 4 ,"192.168.4.2" ,"8086");break;case AP_UDP_MODE:esp8266_ap_udp("ATK8266","43218765", 1 , 4 ,"192.168.4.2" ,"8086");break;case STA_TCP_SERVER_MODE:esp8266_sta_tcp_server("OnePlus9R","13582467","8082");break;case STA_TCP_CLIENT_MODE:esp8266_sta_tcp_client("OnePlus9R","13582467","192.168.0.107","8082");break;case STA_UDP_MODE:esp8266_sta_udp("OnePlus9R","13582467","192.168.0.107","8082");break;default:break;}
}static void esp8266_test_thread(void *p)
{uart1_init(115200);usart3_init(4800);rt_thread_mdelay(500);esp8266_mode_select(Esp_mode);while(1){printf("hello\r\n");rt_thread_mdelay(2000);}}

4.2 按键线程：

void key_handler()
{if(key_pin == KEY_UP){esp8266_at_cmd_send("AT+CIPSEND","OK",20);LED_0(0);}else if(key_pin == KEY_0){if((Esp_mode == 0)||(Esp_mode == 3))esp8266_server_data_send("1.stm32f7-esp8266");else if((Esp_mode == 1)||(Esp_mode == 4))esp8266_client_data_send("2.stm32f7-esp8266");elseesp8266_UDP_data_send("3.stm32f7-esp8266");}else if(key_pin == KEY_1){esp8266_quit_trans();LED_0(1);}key_pin = 0 ;
}static void key_thread(void *p)
{LED_Init(); KEY_Init();#ifdef KEY_SEM  key_sem = rt_sem_create("keysem", 0, RT_IPC_FLAG_PRIO);if(key_sem == RT_NULL)printf("key_sem creat failed!\r\n");elseprintf("key_sem creat ok!\r\n");
#endifwhile(1){while(rt_sem_trytake(key_sem) != RT_EOK){rt_thread_mdelay(10);}printf("key_thread : key_sem take.\r\n");key_handler();}}

4.3 测试结果：

软件配置模块模式为AP-TCP客户端；手机连接模块热点，APP网络调试助手配置成TCP服务端，设置好端口号；然后进行数据收发测试，开发板上按KEY0键发送数据，结果如下：

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