51单片机通过WIFI模块ESP8266控制LED灯

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一、系统方案
1 ]/ s; c5 G( X) n' i
" N: h1 [1 y0 M. }& Y- Z# q
) y* U8 e6 I8 [( l% h6 ]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。
5 e+ T% \, [- L; k5 ^6 P) M6 J
  u) }- ]) v+ W

5 ]  n' \+ p' Q. J
设计好的实物是这个样子：

- n; f3 }* O- C

! e0 O* b  Q$ G1 r, v; J+ @
二、硬件设计
6 F3 @0 Q0 K8 n4 ^( X& X

& z# W2 e. {) BESP8266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。
7 s; W' i1 B# t1 S
" ?  r: s- _* ^5 M2 [

ESP8266实物管脚图
7 {- t* R& G. j; Z! P  n! K

三、单片机软件设计
: N+ {0 ]8 Y! V

2 c4 \' r. I3 y  }, |4 w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。

  t. Q7 w6 F: B
6 G6 p* C$ |$ y3 |! {6 V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：


  Z3 m7 M' L( D" v* ~. q$ Z4 J% [        TMOD=0x20;                //定时器1工作在方式2
& j5 m. _: F' J        TH1 = 0xfd;                //波特率9600
        TL1 = 0xfd;
0 D1 U9 v# J# W        SM0=0;                  //串口工作在方式1
" [8 O  N  j# {  x        SM1=1;
7 X; P: K% ?) I# u+ ~4 M5 p        EA = 1;                        //开总中断
* \4 b7 n5 v# \- z        REN = 1;                //使能串口
        TR1 = 1;                //定时器1开始计时
. r& g3 E! \+ M. F+ R然后是ESP8266初始化：

& J& ]6 b9 ?/ P! n. {, A
/ f( ?% ]: {1 z$ r        delayms(1000);                        //延时
( D. ~: e3 g3 R0 x# |        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
. K+ v3 |& |9 s7 M' s& V( I3 C' Q5 `        delayms(1000);       
. u" I4 p1 Q( y% {0 D6 e        sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");     //建立服务器
        delayms(1000);       
$ J3 `: S4 @3 W4 ^) {        ES = 1;                                      //esp8266初始化之后开串口中断
- |; N6 J$ V2 l* u3 ^$ n贴上51单片机负责串口发送的两个函数：

6 }; Y7 n* f8 k' `4 {0 ?
% a3 q# }, q, K1 _//发送一个字节
- ?5 ]. x- G6 H5 {: Q/ Uvoid sendChar(uchar a)
{
        SBUF = a;
        while(TI==0);
        TI=0;
       
3 l9 i% ]0 v& m# H* y9 ^}

//发送字符串
4 w/ E+ J( r' jvoid sendString(uchar *s)
+ `: e- g( {& r/ L0 t2 Q{
$ O* F1 i' e  f! H; _- f1 O# Q        while(*s!='\0')
4 O5 e" [( k# m9 V; d        {
5 \5 d) L: S2 d( ~/ h6 u# f' e, q% t                sendChar(*s);
                s++;
! f: f# U" y8 G; [        }
               
}
* P$ V& s8 n0 V8 W/ f1 j7 j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


3：打开黄色灯    4：关闭黄色灯
# k  Q2 s: p$ Z7 x1 ?
- m5 Z& @% d! Z# d# L/ ^0 y
5：打开蓝色灯    6：关闭蓝色灯
$ r' U4 Y, r; J7 m2 X* b8 Q  a
' Z" a  \! T5 C$ l, i: e
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。


  N& ^8 l/ Q) Rvoid uart() interrupt 4
1 t$ s4 \: K# X{
) T  e1 N: E! t  p    if(RI == 1)   
    {
5 D4 T' K2 j- `( [* _) W        RI = 0;     //清除串口接收标志位
        receiveTable=SBUF;
: {$ }  Z% f. u5 U( _        if(receiveTable[0]=='+')
        {
                i++;
        }
( c9 i. f* m, q& e        else
  ~" i# t4 H; z( [! L        {
+ p& o. u$ S% O$ }* t$ ]* `                i=0;
        }
        if(i==10)
        {
                i=0;
                switch(receiveTable[9])
: e8 A7 Y; v" v2 f+ p! h                {
                        case '1':
5 i. ]  h3 K6 ~                                RedLED=0;
                                break;
, J6 o) r$ R) X9 a5 |9 L                        case '2':
                                RedLED=1;
                                break;
4 D3 c$ O. q% o! y. q0 @" ^, H                        case '3':
! k, L. S# W7 e0 j                                YellowLED=0;
                                break;
+ C3 n! g: r) T6 [9 h6 J                        case '4':
                                YellowLED=1;
                                break;
                        case '5':
2 P- L$ m- v+ l- K2 P                                BlueLED=0;
0 d4 y/ N  R) X" {& j; R                                break;
                        case '6':
                                BlueLED=1;
0 Z* O# o" R$ @, a! x* M& B" p- I* U                                break;
                }
        }
  c1 E( W, b6 F2 K6 s) P) F) n   
  }
}
四、Android APP软件设计

5 C- j2 W) T, I. C( k2 `+ I
Android 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：
$ \/ B9 X2 B) }4 o/ t% t
% c( n0 t$ g( ^) C0 `

2 l: |) t- g. `
0 ?  R7 w8 y. h. J

, J# F3 G1 f8 [1 y6 _我们主要看一下逻辑代码部分：


首先是控件的初始化和按钮点击事件回调的绑定
% [: J" h9 v# F  z7 u2 I

' |4 C& D; h$ c9 A! O5 V2 W    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
6 t, A# N4 M  h, a        setContentView(R.layout.activity_main);
$ T2 L% e9 u% M" I/ Z* a        mBtnConnect = (Button) findViewById(R.id.btn_connect);
        mEtIP = (EditText) findViewById(R.id.et_ip);
3 u( |0 W5 T! L5 i        mEtPort = (EditText) findViewById(R.id.et_port);
# N: X4 w4 }! T1 q  [        mBtnRedOn = (Button) findViewById(R.id.btn_red_on);
( H! z9 `& Q( p- X5 A8 q4 k        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);
0 t3 M/ d/ V5 H8 w- Q+ L! h1 ]        mBtnBlueOff = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_off);
        mBtnConnect.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOn.setOnClickListener(this);
        mBtnRedOff.setOnClickListener(this);
" t2 [4 U5 s: z        mBtnYellowOn.setOnClickListener(this);
        mBtnYellowOff.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOn.setOnClickListener(this);
        mBtnBlueOff.setOnClickListener(this);
6 \, E9 h& U6 F/ p1 O( N+ K' P5 s
3 u! s9 I+ ]: H* ~8 N, z    }
! N+ p0 `1 C1 ?按钮的点击回调方法：
& }1 |( f+ }1 R2 j3 {7 e4 i

    public void onClick(View v) {
2 ]! B9 z& O, t        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_connect:
                //连接
/ A4 c: |8 c/ B( B; i9 s9 Y                if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) {
                    String ip = mEtIP.getText().toString();
+ a% R. f( `8 S+ U% P                    int port = Integer.valueOf(mEtPort.getText().toString());
                    mConnectThread = new ConnectThread(ip, port);
                    mConnectThread.start();
* W; Y  ^) t) R: ]8 R0 }                }
* U0 {0 j0 c2 J: O: e% O                if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) {
' }0 N9 v! ~) b. G, a                    try {
( H, V9 {" @4 B" r. u                        mSocket.close();
                        mBtnConnect.setText("连接");
: G3 O8 [* q7 g" R: ]( W                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
; X" _) x( z) c7 X                    }
                }

, g6 \6 R, W4 j* J4 a) c4 e6 f" a                break;
& c9 k; I+ l& C# q1 ?! c            case R.id.btn_red_on:         //开红灯
                if (out != null) {
9 ?" d- a6 ^+ _$ n; ?                    out.print("1");
" _3 Z% |! A: l% P1 P: w                    out.flush();
                }
( V  Q  v) a6 h" Q* F                break;
8 [# D' V7 O# l& h+ U            case R.id.btn_red_off:        //关红灯
                if (out != null) {
                    out.print("2");
  ~, V5 k3 V+ v2 O                    out.flush();
                }
. }3 j& O+ w6 }& Q9 a                break;
            case R.id.btn_yellow_on:
                if (out != null) {
                    out.print("3");
                    out.flush();
% n* V  D# r0 E" d- }                }
                break;
            case R.id.btn_yellow_off:
1 y  v0 d! J( P$ J0 R0 H4 M                if (out != null) {
. ~$ d. U- P. a9 ]4 v1 F* I                    out.print("4");
                    out.flush();
8 A4 [8 m; o5 X. n1 g" ~) t                }
  S5 H2 e# _" {                break;
            case R.id.btn_blue_on:
                if (out != null) {
                    out.print("5");
                    out.flush();
                }
                break;
6 m  c+ z/ f! q' M0 x- P$ b) A            case R.id.btn_blue_off:
) F8 l- P# Y' @  B                if (out != null) {
9 a5 }+ m8 S! G$ q$ i1 {  H/ y" A                    out.print("6");
                    out.flush();
                }
2 e8 S' F+ V+ h; }                break;
        }
    }

+ L0 r, l0 A/ o& d负责连接esp8266的线程：
  C  K  ~2 L2 ~

private class ConnectThread extends Thread {
6 ^4 x( \6 @+ v9 o- A- T7 X        private String ip;
        private int port;
6 k7 ~- Y# O  B# Q; V
        public ConnectThread(String ip, int port) {
            this.ip = ip;
            this.port = port;
2 ~- f* t9 [: a3 U1 p4 ~/ z        }
) @+ H$ u& l# m
        @Override
2 V( G) F+ q6 W- i) c+ V5 M        public void run() {
) |6 F+ Q8 }, ^            try {
, v* ]: f2 C3 M1 @) ^3 O$ ]                mSocket = new Socket(ip, port);
5 M; B. _+ m4 H% w0 R                out = new PrintStream(mSocket.getOutputStream());
                runOnUiThread(new Runnable() {
& a# A% W1 [  B                    @Override
                    public void run() {
                        mBtnConnect.setText("断开");
, Q. k6 R6 R2 t: C3 u; T; {9 w                    }
' d7 [: Y% [4 U3 `                });
                new HeartBeatThread().start();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
$ _% d2 R- D6 m$ z. b                    }
                });
6 @* l! h$ k2 [$ a) ~2 }: P/ ]8 h            }
/ _) n/ |4 V# X) u: u1 j: a        }
    }
3 i. s0 n6 b4 @0 A" ~. w$ }



" G: o( }  }2 M% Y6 P2 C

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
6 X9 e5 u( r: @2 K

lock_lilu

强烈支持，谢谢楼主分享