51单片机通过WIFI模块ESP8266控制LED灯

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一、系统方案

/ Q. {# w5 ^5 h' H
1 G7 s: E, {6 `8 L" o$ q8 b手机APP通过ESP8266 WIFI模块与51单片机通信控制LED灯的开关。下位机由单片机、ESP8266模块和LED灯组成，上位机由Android手机APP承担。我们在APP上发送LED灯的开关控制指令，ESP8266将收到的数据发送给单片机，从而实现对LED灯进行开关控制。


% @6 @$ v/ V& M9 m

) [; L- e) @  K/ Y( L$ r
设计好的实物是这个样子：
7 J, U. {# _, F

2 n) i/ R. X. ?/ u7 n  L

+ J& J* e: ?& r1 ^  C) q3 h
6 j  Z; V. N6 F0 P二、硬件设计
6 p6 S: {3 Q: X  y3 }# j

ESP8266模块作为一个透传模块使用，RXD、TXD分别连接51单片机的TXD和RXD，VCC和CH_PD管脚接3.3V电压，GND接地，只需要连接这些管脚，ESP8266模块就可以正常工作了。在单片机P2口上连接了三个5mm的LED灯，分别是红黄蓝三种颜色，我们的目的是通过手机APP上的开关控制着三个LED灯的亮灭。
! t3 r2 z; Z% M7 b& T
8 b' P' B  F6 b1 B- r: i3 f6 g
$ j+ q6 k% X% O1 f( O- U; ^

0 |' v, w2 J8 z$ ^
ESP8266实物管脚图
4 j1 e- N. H& S2 e* `

' Y/ L  d% c# Z6 c. O) A4 t5 ]' e

9 F2 }8 |' e3 r
2 G& x7 _4 N2 L% I. r2 B三、单片机软件设计
% @: G1 }4 I; t- r
7 G: E# |" Z, D6 I; _9 K
硬件的连接不复杂，接下来主要是单片机和手机APP代码的编写。

. S1 y" w5 g+ [' b, Y
单片机代码主要是串口初始化、串口中断和ESP8266的初始化。首先是串口初始化：
+ F6 k& i2 C6 }/ W
' \( W0 K  s+ `% ?4 B3 d. D: f
2 s6 ?% p! F: K% _" Y+ y        TMOD=0x20;                //定时器1工作在方式2
6 T3 b) G! L0 `# P1 K        TH1 = 0xfd;                //波特率9600
        TL1 = 0xfd;
8 x& h( f8 n+ [8 F  o# x* r        SM0=0;                  //串口工作在方式1
        SM1=1;
4 g& L$ o3 G8 _, X) q        EA = 1;                        //开总中断
4 F/ W6 m- D* I2 `        REN = 1;                //使能串口
% N( E; j& j4 E        TR1 = 1;                //定时器1开始计时
6 R% W' c* t7 \+ T/ A然后是ESP8266初始化：
( ]/ x) U6 u3 C+ e4 \% z

        delayms(1000);                        //延时
        sendString("AT+CWMODE=2\r\n");        //设置ESP8266工作在AP模式下
        delayms(1000);       
        sendString("AT+CIPMUX=1\r\n");        //允许多连接
" ]  ^1 |: ?  T# i        delayms(1000);       
        sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");     //建立服务器
        delayms(1000);       
- M7 b6 s+ e% H/ Z: f8 ^7 b7 K        ES = 1;                                      //esp8266初始化之后开串口中断
3 `/ i! {( O" p贴上51单片机负责串口发送的两个函数：


//发送一个字节
# j* [) m3 g! J$ J. U' H1 {void sendChar(uchar a)
  K8 f, j7 n: C& t* `: G{
& N1 M6 g" r1 w, d6 r3 k" {2 L        SBUF = a;
        while(TI==0);
        TI=0;
       
}
8 z; t- Z" w$ e( s
' B7 S. n" Q' ]& H//发送字符串
void sendString(uchar *s)
{
7 g) R- k6 S2 o: ]( S) o6 A        while(*s!='\0')
0 Y+ [7 [; R8 |  W, `# y        {
                sendChar(*s);
                s++;
        }
               
}
在串口中断中处理接收到的数据：


1：打开红色灯    2：关闭红色灯
0 o( e4 s1 [9 b6 d
/ N7 O6 K, t& W% S, p6 \
3：打开黄色灯    4：关闭黄色灯


5：打开蓝色灯    6：关闭蓝色灯


7 r: M/ ?- L# U! I" @esp8266在收到数据并转发给单片机时的数据格式：+IPD,<client号>,<收到的字符长度>:收到的字符，比如+IPD,0,5:hello，其中+PID是固定的；0代表的是TCP客户端编号，esp8266最多支持5个客户端同时连接，也就是说客户端编号是0到4，在本设计中由于只有一个客户端与esp8266相连，所以客户端编号是0；5代表收到的字符长度；hello是收到的字符。在本例中esp8266发送给单片机的数据是+IPD,0,1:1，我们把接收到的字符串缓存到字符数组中，所以在处理收到的数据逻辑中，首先判断是否是以'+'开始的，否则视作无效数据，然后判断数组中的第十个数据，因为第十个数据才是上位机发送过来的数据。
7 _6 _/ ?) \4 U0 G+ {+ H

void uart() interrupt 4
7 ^, z, @5 B- ]1 s{
    if(RI == 1)   
  G0 L( l$ j1 F9 L    {
6 y7 U2 Q, E8 ~- N7 z9 ~        RI = 0;     //清除串口接收标志位
  A9 M. \' F) f8 `( ~        receiveTable=SBUF;
        if(receiveTable[0]=='+')
        {
                i++;
! n8 Q' W' ?5 ^1 e! g- A        }
        else
        {
                i=0;
0 G$ S5 e7 l( u2 }! O: d        }
9 p2 S  K, E+ x! W. E3 f/ f        if(i==10)
        {
5 b. D6 {3 c8 E7 V% Q/ F" u                i=0;
* Y% \" Q' `4 U: a- M' o                switch(receiveTable[9])
                {
8 O, I3 t, ^8 [) H1 ?                        case '1':
) H6 }' [0 x% u* j3 W6 p                                RedLED=0;
! L8 ?3 a5 f1 b8 x7 ]2 l. m: [( _                                break;
7 w0 f( N% L# \3 q1 x* J4 u$ o4 x                        case '2':
                                RedLED=1;
8 w( ~9 W6 m. R" j: p! M& i1 }                                break;
                        case '3':
7 P" k0 T& A9 c# k! R% r& t                                YellowLED=0;
                                break;
                        case '4':
& x0 b9 `1 i* n                                YellowLED=1;
9 s7 `% ^9 C4 M* m: N                                break;
                        case '5':
                                BlueLED=0;
                                break;
                        case '6':
1 m7 @) w# m# q9 ^, u                                BlueLED=1;
% ^. m" v  O  L# L( G% a                                break;
                }
& j' |3 J$ f& v. w' C; }0 }        }
   
7 i4 O/ K" o. v9 ]; E  c' X4 Y7 D  }
- n$ [8 v7 |8 Q3 `}
四、Android APP软件设计


3 }1 x2 K0 i( }) P( Q7 g8 q" [2 [) xAndroid APP是借助Android Studio来开发的，界面比较简单，通过编辑框输入esp8266的IP地址和端口号，esp8266默认的IP地址是192.168.4.1，端口号是333，这些都可以通过AT指令进行修改。布局页面的xml代码我们就不贴了，熟悉Android开发的读者很快就能根据截图编写出来，放上一个APP界面的截图：


0 G/ [3 H# R! M% v; x

& Z3 u7 `1 {, |8 {! Z$ P( o5 b
; X% \! m" W6 `0 U% D1 a
我们主要看一下逻辑代码部分：

4 q2 S3 `& z& a
首先是控件的初始化和按钮点击事件回调的绑定


' q6 q. ]- [" a$ l: J$ n7 ?; r% r8 [/ b    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
4 t6 A. J& S9 e% {        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mBtnConnect = (Button) findViewById(R.id.btn_connect);
# y& ~9 |. T+ K$ {3 _* I* o7 g        mEtIP = (EditText) findViewById(R.id.et_ip);
        mEtPort = (EditText) findViewById(R.id.et_port);
        mBtnRedOn = (Button) findViewById(R.id.btn_red_on);
- \4 x8 Z3 C8 D/ r7 F        mBtnRedOff = (Button) findViewById(R.id.btn_red_off);
        mBtnYellowOn = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_on);
        mBtnYellowOff = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_off);
        mBtnBlueOn = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_on);
        mBtnBlueOff = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_off);
; |; s0 ]( |8 j5 ?4 U- K        mBtnConnect.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOn.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOff.setOnClickListener(this);
        mBtnYellowOn.setOnClickListener(this);
        mBtnYellowOff.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOn.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOff.setOnClickListener(this);

9 D4 I9 u9 c, y5 }; H2 n6 }    }
按钮的点击回调方法：


    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_connect:
                //连接
                if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) {
                    String ip = mEtIP.getText().toString();
                    int port = Integer.valueOf(mEtPort.getText().toString());
                    mConnectThread = new ConnectThread(ip, port);
                    mConnectThread.start();
3 u7 n! R& k% i0 S5 d3 y- X4 r                }
                if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) {
, S7 {' T/ O4 \1 @) [1 ?                    try {
                        mSocket.close();
                        mBtnConnect.setText("连接");
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
$ o* M7 [- K) V  K                    }
                }

- w1 Y. o; {. t( V' C                break;
            case R.id.btn_red_on:         //开红灯
                if (out != null) {
' l6 |6 @7 c6 z! z) H% m                    out.print("1");
9 @) V9 X( b1 L" j3 g6 J                    out.flush();
" E  v& Q" ?" p+ l7 P0 ?, H: s                }
                break;
            case R.id.btn_red_off:        //关红灯
                if (out != null) {
6 H% }2 b9 u9 w9 e' {                    out.print("2");
                    out.flush();
0 Z0 ?) `4 |8 H+ T                }
                break;
3 B5 |% j% M) o            case R.id.btn_yellow_on:
. ^: F  p* H( C5 r, O" ~  \' E                if (out != null) {
* y3 h9 N2 V  c$ v" H% \% a                    out.print("3");
) ?+ B$ h& a4 }$ n' v8 \                    out.flush();
                }
                break;
$ M, n$ u0 a, I$ p/ ^4 R            case R.id.btn_yellow_off:
                if (out != null) {
" O/ ^* X1 [( O% }- ~                    out.print("4");
                    out.flush();
                }
) J+ h- ?" F1 C3 l: X4 ~; h1 ^                break;
            case R.id.btn_blue_on:
                if (out != null) {
                    out.print("5");
" m' Q# N5 r# B$ r# w% g                    out.flush();
$ U8 ^2 l' w* _" B                }
                break;
: }; l, `% \* `8 M2 j5 ?2 e            case R.id.btn_blue_off:
6 Y8 O: v& b& Y% m+ Y                if (out != null) {
                    out.print("6");
4 @8 ?  u; A3 o* T& {                    out.flush();
- e" w: _% O* k& n+ i1 N: L: @! _! b                }
                break;
        }
2 `2 P# j$ {9 J+ X    }
3 }: m) n. a7 e1 |1 o1 a, S
7 g& b/ ~/ {( N9 z% T* E负责连接esp8266的线程：

; r# q; {1 B  q/ l
private class ConnectThread extends Thread {
        private String ip;
        private int port;
  k% v: |# E, T5 ^6 y
        public ConnectThread(String ip, int port) {
& x: K# p8 o! a# k            this.ip = ip;
            this.port = port;
        }

        @Override
1 ^3 W1 b3 a; u* O( O        public void run() {
! e7 F  x7 u% P            try {
                mSocket = new Socket(ip, port);
# U+ U$ i' }1 B0 S# m                out = new PrintStream(mSocket.getOutputStream());
                runOnUiThread(new Runnable() {
) V/ Z1 Z5 n& x6 K3 _3 N/ n& H; N. i                    @Override
  H% [8 Y, q, I6 d                    public void run() {
0 }( r; S9 m: o6 ?                        mBtnConnect.setText("断开");
* {5 y7 V% @1 Z. [                    }
  e& S% G& ^$ F; Y% }! ?. J9 J5 ^                });
! A( q' i1 {5 V( V2 @+ j* b                new HeartBeatThread().start();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
) q  t! C' k2 D( Y' [) d: Z1 @                        Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
1 q( ?8 i8 V/ q* {& E5 ]                    }
                });
, ]! q9 W" E# x. }: g" ]9 q            }
3 P; {4 H* S9 i  J6 X* R% r        }
8 M  x  @) u1 |+ e8 E! Y    }
4 T2 a' T$ ~& R, G* R) t9 U5 ?



1 I7 M5 ]7 ?, v  E* [1 E0 o

angern

通过APP控制灯的亮灭成功率高吗

nuiga

是怎么进行通信的呢

guanshen

学习了  感谢分享
9 J" }+ d. }. G2 }% C! I

lock_lilu

强烈支持，谢谢楼主分享