CC2530采用ESP8266与手机APP通信

DS小龙哥-嵌入式技术 2023-05-23 3753

描述

一、案例介绍

下面是一个基于CC2530和ESP8266的项目示例，它演示了如何使用CC2530与ESP8266通信以及使用AT指令控制其WiFi模块设置和数据传输。

项目概述：项目实现通过CC2530控制ESP8266将其配置成AP+TCP服务器模式，并通过手机APP连接到TCP服务器并完成数据传输。ESP8266将作为一个热点(AP)来工作，其WiFi模块被配置为建立一个TCP服务器并监听端口号。CC2530将使用其串口与ESP8266进行通信，并通过AT指令控制ESP8266的WiFi模块设置和数据传输。

硬件组件：

CC2530芯片
ESP8266 WiFi模块
USB转TTL串口转接板
Android手机

软件组件：

IAR Embedded Workbench for 8051
ESP8266 AT指令集
Android Studio

实现步骤：

硬件连接：将ESP8266模块与USB转TTL串口转接板相连，然后将串口转接板连接到PC上的USB接口。在开发板上焊接CC2530，然后将其连接到ESP8266模块的TXD和RXD引脚上（即CC2530的P0.2与P0.3引脚，分别连接到ESP8266的RXD和TXD引脚）。
配置ESP8266模块：使用串口工具连接到ESP8266模块，然后根据AT指令集将其配置为AP+TCP服务器模式。例如，可以使用以下AT指令来配置ESP8266的WiFi模块：

 AT+CWMODE=3
 AT+CWSAP="MyWiFi","12345678",1,0
 AT+CIPMUX=1
 AT+CIPSERVER=1,8080

其中，“MyWiFi”和“12345678”分别是热点的名称和密码，“1”表示加密方式为WPA2-PSK，“0”表示不隐藏SSID，而“8080”则是TCP服务器监听的端口号。

编写CC2530程序：在IAR Embedded Workbench for 8051中创建一个新的工程，在其中添加串口驱动程序以及ESP8266通信所需的AT指令函数。然后，编写主程序代码来实现以下功能：

初始化串口
向ESP8266发送AT指令以配置其WiFi模块
等待ESP8266向CC2530发送TCP连接请求
接受从ESP8266传回的数据并将其显示在串口工具中

以下是示例代码的一部分，用于初始化串口并向ESP8266发送AT指令：

 #include "uart.h"
 #include 
 
 // AT指令函数
 void at_command(char* cmd)
 {
     uart_puts(cmd);
     uart_puts("rn");
     delay_ms(1000);
 }
 
 int main()
 {
     // 初始化串口
     uart_init();
     
     // 发送AT指令以配置ESP8266的WiFi模块
     at_command("AT+CWMODE=3");
     at_command("AT+CWSAP="MyWiFi","12345678",1,0");
     at_command("AT+CIPMUX=1");
     at_command("AT+CIPSERVER=1,8080");
 
     while (1)
     {
         // 接受从ESP8266传回的数据并将其显示在串口工具中
         if (uart_available())
         {
             char c = uart_read();
             uart_putc(c);
         }
     }
 
     return 0;
 }

二、CC2530与ESP8266科普

CC2530是德州仪器（Texas Instruments，简称TI）公司推出的一款基于ZigBee协议的SoC单芯片解决方案，它集成了一个8051内核、硬件AES加密加速器、具备丰富外设的低功耗射频芯片和物理层。CC2530支持IEEE 802.15.4标准和ZigBee协议，并且具有低功耗、高可靠性和长距离等特点，广泛应用于物联网、智能家居、智能医疗、无线传感网和工业自动化等领域。

ESP8266是一款由中国企业乐鑫（Espressif Systems）研发的超低功耗Wi-Fi芯片，被广泛应用于物联网相关设备的开发中。该芯片采用Tensilica L106 32位处理器，内置TCP/IP协议，可以实现Wi-Fi通信，同时也支持传统的UART协议、SPI协议等串行通信方式。ESP8266芯片集成了射频电路、天线、Flash存储器和电源管理等，体积小巧、功耗低，具有高度集成性和低成本的特点。

ESP8266芯片的主要特点如下：

 1.  支持802.11 b/g/n Wi-Fi协议，通信距离远，数据传输速度快；
 2.  内置32位低功耗Tensilica L106 CPU，主频可达80MHz；
 3.  支持UART、SPI、I2C等多种串行通信协议；
 4.  集成了高速缓存和SRAM，具有强大的处理性能和存储能力；
 5.  支持蓝牙4.2、BLE等无线通信协议（部分型号支持）；
 6.  能够与各种MCU和传感器等外设进行协同工作，大大降低了开发成本和门槛。

ESP8266芯片具有成本低、功耗低、尺寸小和易于开发等优点，在物联网、智能家居、智能手环、智能家电等领域广泛应用。同时，ESP8266芯片也被视为低功耗Wi-Fi IoT领域中的杀手锏，为物联网设备的互联提供了更为简便、稳定、高效的解决方案。

三、功能代码实现介绍

在CC2530上实现控制ESP8266配置成AP+TCP服务器模式，与手机APP之间完成数据传输，需要使用CC2530的串口与ESP8266通信，以及使用ESP8266 AT指令控制ESP8266的WiFi模块设置和数据的发送，代码如下：

 #include 
 #include 
 #include 
 
 #define ESP_ON  P1_0 // ESP8266电源控制引脚
 #define ESP_RST P1_1 // ESP8266复位引脚
 #define UART_TX P0_2 // CC2530串口发送引脚
 #define UART_RX P0_3 // CC2530串口接收引脚
 
 // ESP8266 AT指令常用指令
 const char* AT_RST = "AT+RST";
 const char* AT_CWMODE = "AT+CWMODE=3"; // 设置ESP8266为AP+STA模式
 const char* AT_CWSAP = "AT+CWSAP="ssid","pass",1,3"; // 设置ESP8266 AP模式下的WiFi名称和密码
 const char* AT_CIPMUX = "AT+CIPMUX=1"; // 设置ESP8266多路连接模式
 const char* AT_CIPSERVER = "AT+CIPSERVER=1,8888"; // 设置ESP8266 TCP服务器端口
 const char* AT_CIPSEND = "AT+CIPSEND=0,50"; // 设定ESP8266发送数据的长度，50字节
 
 // ESP8266 AT指令回应标志
 const char* RESPONSE_OK = "OK"; // AT指令执行成功
 const char* RESPONSE_ERROR = "ERROR"; // AT指令执行失败
 const char* RESPONSE_READY = "ready"; // ESP8266已经准备就绪
 const char* RESPONSE_CONNECT = "CONNECT"; // ESP8266连接成功
 const char* RESPONSE_CLOSED = "CLOSED"; // ESP8266连接关闭
 
 // ESP8266的WIFI名称和密码
 const char* SSID = "esp8266";
 const char* PASSWORD = "wifipassword";
 
 // 存储ESP8266返回的数据
 char response[100];
 
 // 延时函数
 void delay(int ms) {
     while (--ms > 0) __delay_cycles(48000);
 }
 
 // 向ESP8266发送AT指令，并获取ESP8266的回应
 void sendATCommand(const char* cmd, uint8_t wait) {
     uint8_t i = 0;
     memset(response, 0, sizeof(response));
     printf("AT command: %sn", cmd);
     printf("AT response:n");
     while (cmd[i]) {
         while (!(UCA0IFG & UCTXIFG));
         UCA0TXBUF = cmd[i++];
     }
     while (wait && !(UCA0IFG & UCRXIFG));
     while (UCA0IFG & UCRXIFG) {
         if (response[0] == '�' && UCA0RXBUF != 'r' && UCA0RXBUF != 'n') {
             response[0] = UCA0RXBUF;
             response[1] = '�';
             continue;
         }
         if (strlen(response) < sizeof(response) - 1) {
             int len = strlen(response);
             response[len] = UCA0RXBUF;
             response[len + 1] = '�';
         }
     }
     printf("%s", response);
 }
 
 void main(void) {
     uint8_t retry = 5;
     _BIS_SR(GIE);
 
     // 配置IO口
     P1DIR |= BIT0 + BIT1;
     P1OUT &= ~(BIT0 + BIT1);
     P1OUT |= ESP_ON; // 打开ESP8266电源
     P1OUT &= ~ESP_RST; // 复位ESP8266
     delay(500);
     P1OUT |= ESP_RST;
     delay(1000);
 
     // 配置串口
     P0SEL |= BIT2 + BIT3;
     UCA0CTL1 = UCSSEL_2;
     UCA0BR0 = 130;
     UCA0BR1 = 6;
     UCA0MCTL = UCBRS_4;
 
     // 逐步执行AT指令，确保每一步配置都执行成功
     while (retry-- > 0) {
         sendATCommand(AT_RST, 1);
         sendATCommand(AT_CWMODE, 1);
         sendATCommand(AT_CWSAP, 1);
         sendATCommand(AT_CIPMUX, 1);
         sendATCommand(AT_CIPSERVER, 1);
         if (strstr(response, RESPONSE_OK) != NULL) break;
     }
     if (retry == 0) return; // 配置失败，退出程序
 
     // 等待ESP8266准备就绪
     while (1) {
         sendATCommand("", 1);
         if (strstr(response, RESPONSE_READY) != NULL) break;
         delay(500);
     }
 
     // 等待手机APP连接
     while (1) {
         sendATCommand("", 1);
         if (strstr(response, RESPONSE_CONNECT) != NULL) {
             printf("Client connected.n");
             // 发送数据
             sendATCommand(AT_CIPSEND, 0);
             while (!(UCA0IFG & UCTXIFG));
             UCA0TXBUF = 'H'; UCA0TXBUF = 'e';
             UCA0TXBUF = 'l'; UCA0TXBUF = 'l';
             UCA0TXBUF = 'o'; UCA0TXBUF = ',';
             UCA0TXBUF = 'W'; UCA0TXBUF = 'o';
             UCA0TXBUF = 'r'; UCA0TXBUF = 'l';
             UCA0TXBUF = 'd'; UCA0TXBUF = '!';
             delay(100); // 延时确保数据发送完成
             // 关闭连接
             sendATCommand("AT+CIPCLOSE=0", 1);
             printf("Client disconnected.n");
         }
         delay(10);
     }
 }

这是CC2530的代码，其中ESP8266的控制使用了AT指令。也就是说，ESP8266作为网络模块，只是负责在指定的端口上监听客户端的连接和传输数据，真正控制数据传输的是CC2530，CC2530还要负责ESP8266的WiFi模块设置和TCP服务器的建立。这里只是给出了用CC2530控制ESP8266的代码，手机APP的代码需要自行开发。

　　审核编辑：汤梓红

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