STM32 OTA例程中的WiFi芯片ESP8266

前言

这一节，我们来聊聊STM32的FOTA例程中用到的WiFi芯片ESP8266。这里涉及到一个基于该芯片的WiFi模块ESP-01。它是安信可公司基于ESP8266 芯片的WiFi模块。在STM32 FOTA Demo工程里，我们用它来实现无线通信。下面先来认识一下该模块，然后在Demo里重点介绍基于ESP8266 芯片相关底层驱动的实现过程。 

ESP-01模块

ESP-01模块集成ESP8266EX WiFi芯片，支持802.11b/g/n协议，支持UART/GPIO等接口，内嵌LwIP协议栈，支持STA/AP/STA+AP工作模式，是一款低成本的无线模块。

ESP-01模块采用DIP-8封装。尺寸和引脚定义见下图。提供一个UART接口和两个GPIO口。

STM32F769探索板的CN2接口支持对ESP-01模块的扩展，可以直接将ESP-01模块插在CN2接口上。STM32F769和ESP-01之间通过串口通信，串口配置为：115200波特率，8位数据位，无奇偶校验，1位停止位。连接如下：

AT指令格式

ESP-01的AT指令集就是ESP8266的AT指令集。可以细分为四种类型：

要注意的是，不是每条AT指令都具备上面4种类型，具体要去看该条AT指令的说明。

使用双引号表示字符串数据。比如“123”，就是一个字符串，而123就是数字。

开头的AT指令两个字符必须大写，每条命令以回车换行符结尾“\r\n”

ESP8266的AT指令集又分为：基础AT命令（对模块的配置，串口设置等），WiFi功能AT命令（设置WiFi模式，连接AP等），TCP/IP功能AT命令（建立TCP连接，收发数据等）。

作为TCP客户端工作

模块初始化

程序上电运行后，在开始使用WiFi模块前，必须先对其进行初始化。除了GPIO口以及串口的初始化外，还需要对WIFI模块进行配置，使其工作在我们希望的模式下。在STM32 FOTA Demo里ESP8266应该工作在STATION模式和多连接模式下。所以在初始化的时候，需要通过相应的AT指令进行配置。下面是初始化的代码以及AT指令执行的过程。

连接到AP

上图的黄色部分是WiFi模块的返回状态。必须要接收到"OK\r\n"，才能去读取IP地址。连接WiFi热点的过程，需要的时长不一定，有时2、3秒，有时6、7秒。所以这里最好把等待的时间 留长一点，否则经常会出现连接WiFi热点失败的情况。

与服务器建立连接

连接到WiFi热点后，就可以开始与服务器建立连接了。ESP8266支持5个并发连接。

一般我们知道的不是目标服务器的IP地址，而是域名。所以在开始创建连接之前需要先通过DNS服务获该取域名对应的IP地址。ESP8266也提供了相应的AT指令。

下面是代码中的一段和建立连接相关的代码：

发送数据

发送数据过程分两步：

1.发送AT+CIPSEND=,命令。说明要往哪个socket通道，发送多少字节的数据。

2.收到WiFi模块返回的"OK\r\n>"后，再发送数据。

下面是例程中，ESP8266发送数据的代码实现。

接收数据的模式

注意：该示例中MQTT和HTTP应用都在一个task里面调用，如果在不同的task实现，接收驱动需要做相应修改。

小结

在例程中，和WiFi模块相关的驱动由三层组成：

在ESP8266_io.c中，是最底层的跟STM32外设打交道的部分。包括初始化引脚，从串口读取和发送数据；

Esp8266.c中是对AT指令的实现。

Wifi.c是WiFi底层驱动和上层的一个接口。我们可以看到它的函数和ESP8266.c中的某些函数名字都很类似。

我们前面讲的内容基本都在这三个文件中，对于如果想更换WIFI模块来讲，它主要涉及到的代码也就是这三部分。