ESP8266串口模块的基本使用
ESP8266串⼝模块的基本使⽤
ESP8266是⼀款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争⼒的封装尺⼨和超低能耗技术，专为移动设备和物联⽹应⽤设计，可将⽤户的物理设备连接到Wi-Fi ⽆线⽹络上，进⾏互联⽹或局域⽹通信，实现联⽹功能。
虽然“WiFi门锁”⼀直拖着还没弄好，但WiFi模块却玩了很久。是时候介绍下ESP8266的基本使⽤和配置了。
内容简介
古韵遗风让硬件联⽹⼀直以来都是⽐较⿇烦的事情，⽽通过使⽤ ESP8266 这款WiFi模块，仅需要通过串⼝使⽤AT指令控制，就能满⾜⼤部分的⽹络功能需求。本⽂通过简单介绍及应⽤实例，让刚接触WiFi模块的读者了解模块的⼤致使⽤⽅法。
ESP8266简介
ESP8266是上海乐鑫信息科技设计的低功耗WiFi芯⽚，集成完整的TCP/IP协议栈和MCU。⽽ESP8266模块是深圳安信可公司基于
ESP8266芯⽚研发（增加必要外围电路、串⼝flash、板载天线等）的串⼝WiFi模块，成本低、使⽤简便、功能强⼤。
硬件与⽹络的桥梁
和串⼝蓝⽛模块⼀样，串⼝WiFi模块也是扩展单⽚机功能的⼜⼀神器。在没有接触8266之前，我对单⽚机如何联⽹的问题很是好奇，在书⾥看过⽤笨重繁琐的以太⽹模块实现，但⼀点都不帅好吧。⽽⼩巧的 ESP8266 WiFi模块通过串⼝AT指令与单⽚机通讯，实现串⼝透传，⾮常好上⼿。
透传，⼜称透明传输，具体来说就是“输⼊即输出（如从WiFi模块串⼝输⼊的字符会透传到服务器端）”，数据不改变，不同协议之间的转换（如串⼝到WiFi、蓝⽛等）由模块完成。使⽤者⽆需关⼼内部具体实现，因此模块对于使⽤者是“透明的”、似乎不存在的（因为可⽆视中间的实现原理）。⼀个⾼度封装的模块，应该隐藏内部实现细节，仅对外提供使⽤接⼝。
把硬件联⽹之后，就再也不是“玩单机”了。配合服务器端的Socket⽹络编程，可以玩许多东西。所以我觉得WiFi模块是连接软件（⽹络编程）与硬件（单⽚机）的桥梁，把我所学的单⽚机和Web知识联系起来了。
六爻入门⽽近来“物联⽹”或者说“智能硬件”似乎也⽕了起来，许多强⼤的芯⽚和模块的出现使得联⽹设备的开发
门槛⼤⼤降低。正是有了这些为物联⽹⼤业铺路的各⼤⼚商们，我等对⽹络⼀窍不通的渣渣也能轻松将硬件联⽹、实现⽹络通讯。
模块资料⼤全
在某宝买模块⼀般都会有相应的资料⽂档，涵盖使⽤⽅法与常见的问题。骚年，我这有⼀个宝贝要给你：
开始前的准备
原理图及引脚说明
Function Description
URXD UART_RXD，接收
UTXD UART_TXD，发送
GPIO 16外部Reset信号，低电平复位，⾼电平⼯作（默认⾼）
GND GND
Function Description
VCC  3.3V，模块供电
GPIO 0⼯作模式选择：悬空：FlashBoot，⼯作模式；下拉：UARTDownload，下载模式
CH_PD⾼电平⼯作；低电平模块供电关掉
GPIO 2（1）开机上电时必须为⾼电平，禁⽌硬件下拉；（2）内部默认已拉⾼
模块的连线
要让模块上电正常⼯作只需三处接线：VCC和CH_PD接3.3电源正极，GND接地。刚好USB-TTL下载模块上有3.3V的电源。⽽使⽤串⼝
调试要再把模块与下载器的TXD和RXD交叉连接。这样⼀来WiFi模块就能与电脑连接、⽤串⼝助⼿进⾏测试了。
模块上电
电脑安装好USB-TTL模块的驱动后，USB⼝插上模块，在设备管理器查看串⼝号后，打开串⼝调试⼯具sscom，串⼝号选择模块对应的，
默认波特率115200，数据-停⽌-校验-流控：8-1-None-None，勾选“发送新⾏”（⼀定⼀定要记得勾选“发送新⾏”，否则WiFi⽆法识
别AT指令），点击“打开串⼝”按钮，然后将CH_PD引脚的3.3V电源断了重接进⾏复位，若串⼝打印乱码后看到“ready”，说明模块上
电初始化正常。双球开奖号码玩法
免冷启下载器的坑
记得有⼀次在实验室⽤ESP8266时怎么都不能成功上电初始化显⽰“ready”，AT指令也⽆法⼯作。最终把固件烧了⼀遍⼜⼀遍，把模块
都“玩坏了”也还是不⾏，就像见了⿁⼀样……最终竟然是因为使⽤了免冷启下载器的原因。后来才知道ESP8266电源要求⼗分苛刻，必
须“稳定纯净”，估计这种“⾼级下载器”内部电路会造成模块上电时电源不稳定，从⽽导致上电初始化失败。如果你也遇到同样的问题不
妨换个USB-TTL下载器试试。
别不信邪，⼀些诡异的bug很可能是由某个不起眼的硬件引起的，这很“⽞学”。
ESP8266的AT指令
AT指令最早在蓝⽛模块上接触过，所谓AT指令实质上就是⼀些起控制作⽤的特殊字符串。模块可以通过AT指令控制使⽤和⽤源代码API函
数开发，前者开发速度快，难度⾮常低（傻⽠化使⽤）。后者灵活，难度较⼤。 ⽽我只⽤过AT指令，所以本⽂不涉及SDK开发。
说明：下⾯仅列举⼀些最常⽤的AT指令及⽤法，指令的详细参数及使⽤说明请参考官⽅⽂档：。
基础AT指令
指令描述
AT测试AT启动
AT+RST重启模块
AT+GMR查看版本信息
AT 是最常⽤的指令，⽤于测试模块能否正常接受指令。在sscom中向串⼝发送指令 AT ，若收到模块返回的 OK 则说明模块的AT指令可正常⼯作。发送 AT+GMR 可查看AT指令及SDK的版本号，我当前使⽤的AT指令是V1.1.0.0的最新版，⼀般最新版指令会增加⼀些新功能，可随时关注官⽅的更新。
WiFi功能AT指令
WiFi是让硬件联⽹的基础，和其他功能⼀样，这⾥仅列举所需的常⽤指令，更详细指令说明还得查阅⽂档。
指令描述
惊异的近义词
电脑连接WIFI显示无INTERNET
AT+CWMODE设置WiFi模式（sta/AP/sta+AP）
AT+CWLAP扫描附近的AP信息
AT+CWJAP连接AP
AT+CWQAP与AP断开连接
AT+CWSAP设置ESP8266 softAP配置
AT+CWLIF获取连接到 ESP8266 softAP 的 station 的信息
关于WiFi模式这⾥要说明⼀下，sta模式下模块相当于客户端，像我们⼿机平板⼀样是要去连接路由器的，⽽AP模式下模块相当于路由器，是发射WiFi被别⼈连的。ESP8266⽀持两种模式并存（模块出⼚默认的是AP模式） 。另外，扫描WiFi指令 AT+CWLAP 只能在sta模式下使⽤，否则会报ERRO错误， AT+CWJAP 和 AT+CWQAP 指令也同理。
sta模式连接WiFi演⽰
那如何让模块连接到路由器呢？下⾯简单列举了⼀下步骤：
1. 发送 AT+CWMODE=1 指令配置模块为sta模式（参数1,2,3分别对应模式sta，AP和sta/AP）。
2. 发送 AT+CWLAP 指令扫描当前附近WiFi，模块会返回可⽤AP列表。
3. 使⽤ AT+CWJAP="WiFi名称","WiFi密码" 连接到指定的路由器，⽐如我在图书馆的WiFi是 “lib-free-wlan01”，密码是“zhku-lib”，
实际连接WiFi发送的指令就是 AT+CWJAP="lib-free-wlan01","zhku-lib" 。
4. 返回的“WIFI CONNECTED”说明连接成功，“WIFI GOT IP”代表模块分配到了IP。
5. 最后可使⽤ AT+CWQAP 断开当前连接的WiFi。
AP模式参数设置演⽰
连完WiFi那接下来就“开WiFi”吧！AP模式和⼿机开热点⼀样，只需设置WiFi名称和密码即可。同样的先使⽤ AT+CWMODE=2 指令配置模块为AP模式，然后发送 AT+CWSAP="ESP8266","12345678",3,4 设置AP的ssid为“ESP8266”，密码12345678，最后两个参
数3和4分别表⽰信道和加密⽅式。⼿机连上模块的WiFi，使⽤ AT+CWLIF 可查看当前连接到AP的客户端列表。
TCP/IP相关AT指令
传输控制协议（英语：Transmission Control Protocol，缩写为 TCP）是⼀种⾯向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机⽹络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，⽤户数据报协议（UDP）是同⼀层内另⼀个重要的传输协议。
在因特⽹协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应⽤层之下的中间层。不同主机的应⽤层之间经常需要可靠的、像管道⼀样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，⽽是提供不可靠的包交换。 ——
我们常说互联⽹互联⽹，那两个连接到互联⽹的设备该如何相互“交流”呢？TCP连接就是其中⼀种最常⽤的⽅式。TCP是⾯向连接的传输层协议，通信双⽅都要实现TCP协议，其中⼀⽅只需⽬标ip地址和端⼝号就能发起连接，连接⼀旦建⽴，就像在双⽅之间拉了⼀条管⼦，管⼦两端可进⾏全双⼯（双向同时收发）通信。
TCP是传输层协议，是在⽹络层IP协议的基础上封装⽽来。⽽这些封装的实现细节也是与我们⽆关，我们只需使⽤系统所提供的相关接
⼝“拿来即⽤”，⽐如⽹络编程中的Socket。ESP8266模块中也实现了TCP/IP协议栈，模块作为客户端可轻松使⽤AT指令向服务端发起TCP连接。连接TCP服务器并开启透传模式后，模块串⼝收到的数据就会通过TCP连接透传到服务端，这样就完成了数据从硬件串⼝通过⽹络到程序进程的传输，实现软硬结合。
指令描述
AT+CIPSTATUS查询⽹络连接信息
AT+CIPMUX设置多连接模式
AT+CIPSTART建⽴TCP连接UDP传输或者SSL连接
AT+CIPCLOSE关闭TCP/UDP/SSL传输
AT+CIPMODE设置透传模式
AT+CIPSEND发送数据
透传模式下WiFi模块与服务器TCP⽹络通讯演⽰
讲的再多，还不如亲⼿体验⼀下如何⽤WiFi模块连接TCP服务器，体会TCP/IP相关AT指令的具体使⽤。⾸先我们需要⼀个TCP服务器，利⽤调试⼯具“⽹络调试助⼿”（软件在资料包中）即可创建⼀个TCP服务器，实现服务端对指定端⼝监听TCP连接请求，当然也可以⾃⼰写程序实现，为了简便这⾥⽤现成的就好。
打开“⽹络调试助⼿”，左侧选择“TCP服务器”，输⼊⾃定的端⼝号（1024-65535），点击“连接”按钮开始监听本机TCP连接请求。在进⾏下⼀步之前，请确保电脑和WiFi模块连接到同⼀个路由器。
奉献演讲稿把WiFi模块和电脑连接，在sscom确定AT指令能正常使⽤后，就可以开始配置TCP连接了，具体步骤如下：
1. 根据上⾯“sta模式连接WiFi演⽰”⼀节把模块连上WiFi
2. 输⼊指令 AT+CIPMUX=0 设置单连接
3. 从“⽹络调试助⼿”得知本机IP和端⼝，输⼊指令 AT+CIPSTART="TCP","192.168.43.140",1234（指令参数分别为连接类型、⽬标IP地址
和端⼝号）向服务器发起TCP连接请求，握⼿成功并建⽴连接后，服务器端的“⽹络调试助⼿”就会显⽰客户端IP和端⼝信息，此时双⽅已做好收发数据的准备
4. 输⼊指令 AT+CIPMODE=1 开启透传模式
5. 输⼊命令 AT+CIPSEND 进⼊透传模式，此时模块会把所有串⼝收到的数据都从TCP端⼝发送⾄服务器，同样的，从服务器收到的数据
也会从模块串⼝发送出去打印到sscom上。这样WiFi模块就真正成为了连接硬件与⽹络的桥梁，实现了串⼝到TCP的协议转换
6. 若要退出透传模式返回AT指令模式，需发送不带回车换⾏的 +++ （取消勾选sscom的“发送新⾏”再发送指令即可）
见识了TCP透传的强⼤，只要再稍微学习⼀下socket⽹络编程，那么对于通过单⽚机串⼝收发数据实现的功能，现在都可以通过⾃⼰编写服务器上的TCP程序来实现。当我第⼀次在命令⾏看到打印的串⼝数据、体验到⽹络互通的魅⼒时，我就知道——我的“WiFi门锁”有戏了！
其他常⽤指令
除了上⾯列举的主要功能指令，ESP8266 模块还有⼀些常⽤的指令：
指令描述
AT+CIOBAUD设置串⼝波特率
AT+SAVETRANSLINK保存透传到 Flash
AT+CWSTARTSMART开启 SmartConfig
AT+CWSTOPSMART停⽌ SmartConfig
AT+CIOBAUD 指令⽤于设置串⼝波特率，⽰例： AT+CIOBAUD=9600 （设置波特率为9600）。 设置好TCP连接信息后通
过 AT+SAVETRANSLINK 指令把TCP连接透传保存到Flash，掉电不丢失。重新上电后模块会⾃动联⽹建⽴TCP连接后进⼊透传模式，实现了真正意义上的透传，⽰例： AT+SAVETRANSLINK=1,"192.168.43.140",1234,"TCP" 。⽽ AT+CWSTARTSMART 和 AT+CWSTOPSMART 则时⽤来实现智能配置(Smart Config)的。
注意事项
使⽤WiFi模块的⼀些细节及注意事项
1. 模块使⽤3.3V供电，⼀定注意电源的稳定，⼀些USB转串⼝模块电源不能满⾜要求。
2. 模块在连接WiFi后若断电，则会在下⼀次上电后⾃动重连。同理，模块在透传模式下断电后，下次上电仍会进⼊透传模式，不响应AT
指令，很容易误以为模块坏了。
3. 如果断开TCP连接时没有实现完整的TCP退出流程，ESP8266 会判断为异常开，对TCP server 进⾏重连。
4. AT指令⼀定以回车换⾏符”\r\n”结尾，但退出透传模式需发送不带回车换⾏的 +++

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