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发表于 2015-10-10 19:50:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

串口WIFI模块ESP-01

串口WIFI模块ESP-01


一、了解串口WIFI模块ESP8266-01
        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。ESP8266封装方式多样,天线可支持板载PCB天线,IPEX接口和邮票孔接口三种形式;ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家具、手持设备、工业控制等领域。
    ESP8266-01是一款板载集成性天线的WIFI串口模块,集成度极高,可省去外接天线,通信距离远,穿透力强。
    模块基本特性如下:
   
模块
型号
ESP8266-01
主芯片
ESP8266
无线参数
无线标准
IEEE 802.11b/g/n
频率范围
2.412GHz-2.484GHz
发射功率
802.11b: +16 +/-2dBm (@11Mbps)
802.11g: +14 +/-2dBm (@54Mbps)
802.11n: +13 +/-2dBm (@HT20, MCS7)
接收灵敏度
802.11b: -93 dBm (@11Mbps ,CCK)
802.11g: -85dBm (@54Mbps, OFDM)
802.11n: -82dBm (@HT20, MCS7)
天线形式
外置:邮票孔接口
外置:I-PEX 连接器、SMA 连接器
内置:板载PCB 天线
硬件参数
硬件接口
UARTIICPWMGPIOADC
工作电压
3.3V
GPIO驱动能力
Max15ma
工作电流
持续发送=>
平均值:~70mA,峰值: 200mA
正常模式=>
平均: ~12mA,峰值: 200mA
待机:<200uA            
工作温度
-40~125
存储环境
温度:<40℃,相对湿度:<90%R.H.
尺寸
板载PCB天线:14.3mm*24.8mm*1mm
串口透传
传输速率
110-921600bps
TCP Client
5
软件参数
无线网络类型
STA/AP/STA+AP
安全机制
WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK
加密类型
WEP64/WEP128/TKIP/AES
固件升级
本地串口,OTA远程升级
网络协议
IPv4, TCP/UDP/FTP/HTTP
用户配置
AT+指令集, Web 页面 Android/iOS 终端, Smart Link 智能配置APP

二、模块硬件接口图
        ESP8266-01采用集成PCB天性工艺,大大节省了空间,整体尺寸较小,非常便于封装在产品中,实现无线功能,模块尺寸图如下:
01.JPG

   
管脚描述:


PIN
Function
Description
1
URXD
1)UART_RXD,接收;连USB转TTL或单片机的TXD
2)General Purpose Input/OutputGPIO3
2
UTXD
1)UART_TXD,发送;连USB转TTL或单片机的RXD
2General Purpose Input/OutputGPIO1
3)开机时禁止下拉;
5
RESETGPIO 16
外部Reset信号,低电平复位,高电平工作(默认高);
6
GND
GND
8
VCC
3.3V模块供电
11
GPIO0
1)默认WiFi StatusWiFi工作状态指示灯控制信号;
2)工作模式选择:
   上拉Flash Boot,工作模式
   下拉UART Download,下载模式
14
CH_PD
1)高电平工作;
2)低电平模块供电关掉;
15
GPIO2
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

      模块工作时,只需要接以下几个引脚:
    UTXD:串口发送脚,接USB转TTL时,连USB转TTL的RXD,连单片机时,也是连RXD
    URXD:串口接收脚,接USB转TTL时,连USB转TTL的TXD,连单片机时,也是连TXD
    CH_PD:控制脚,上拉到高电平时工作,拉低时不工作
    VCC:电源正极,接3.3V,非常重要,建议用独立电源或者2节干电池串联供电,开机电流需求大
    GND:电源地

三、工作模式
    ¨ STA 模式:站点模式,ESP8266模块通过路由器连接互联网,手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。
        ¨ AP 模式:路由模式,ESP8266模块作为热点,实现手机或电脑直接与模块通信,实现局域网无线控制。
        ¨ STA+AP 模式:两种模式的共存模式,可以通过互联网控制可实现无缝切换,方便操作。

         三种工作模式表明该模块功能非常强大,既可以像手机一样接入网络,也可以像路由一样与其他网络组网使用,对于物联网等方面的应用非常实用。

四、测试入门
        ESP8266-01采用串口直接发送AT指令配置,AT指令集在资料包里有提供,它实际上是在模块内部封装了一个32位的CPU以及ROM和RAM,模块工程师讲底层驱动全部集中,通过串口发送AT指令来完成对应的功能调度,因此,即使没有太多网络开发基础的人员,也可以非常方便的使用该模块,为自己的产品加入WIFI链接功能。
    这里我们测试主要是为了初步了解ESP8266模块,让用户有一个直观的了解,明白如何使用AT指令,如何让模块加入网络以及实现通信,主要利用PC机和模块组网、数据通信实验(也可以和手机组网通信,使用差不多)。
   (一)测试前硬件准备
    ESP8266-01模块x1 + USB转TTLx1 + 3.3V电源x1(稳压电源或2节干电池串联)+ 带WIFI功能的PC机x1 + TPLINK路由器x1
   (二)测试前软件准备
    串口调试助手软件x1 + 网络调试助手软件x1   
    串口调试助手主要用于配置WIFI模块,使用AT指令,同时用于通信数据发送接收操作

    网络调试助手用于组网和通信,可模拟设置PC为服务器或者客户端
   (三)硬件连接及AT命令测试
    ESP8266-01模块硬件接口在上面已经描述清楚,测试时,连接相当简单,只需要连接VCC,URXD,UTXD,CH_PD,GND即可,建议电源使用独立电源,因为很多时候测试不成功,都是电源问题,这个非常重要,最简单就是2节干电池供电了。目前USB转TTL模块很多都有供电功能,但是这个电源很容易导致不稳定,尤其是开机时,WIFI模块需要很大的电流,可能会让USB口罢工。因此分开供电是比较理想的方式。如下图所示:   
    03.JPG
    供电如上图(中间四个插针可以直接全部拉高),剩下的就是连接USB转TTL串口了,直接USB转TTL的RXD连ESP8266模块的UTXD,
USB转TTL的TXD连ESP8266模块的URXD即可,如果中间四个插针没有全部拉高,要确保CH_PD拉高到3.3V
    下图是利用DM430-L开发板供电和USB转TTL连接的实例(供参考,一个板子供电,一个板子的BSL模块作为USB转TTL用连接WIFI模块):
    04.JPG
    连接好后,打开串口调试助手软件,设置端口(端口就是USB转TTL在设备管理器的端口),设置波特率9600,然后给WIFI模块上电,如果模块正常,WIFI模块的蓝色指示灯会快速闪烁一下熄灭,红色指示灯长亮,如果没有看到这个状态,说明连接有问题,检查是否有接反电源,或者CH_PD是否没有拉高。蓝色指示灯闪烁表示有数据,这时看串口调试助手,会有一段乱码通过WIFI模块发到电脑上,这是正常的,最后会输出一个Ready字符串,表示准备就绪。先就可以通过AT指令操作了。上电后如下图所示:
    05.JPG
    注意上面界面中的红框内容,设置区一定要按照图例设置,尤其是发送新行选中,这是AT指令的要求。    在数据发送区,输入AT,回车,会返回OK,表示可以正常进行AT指令操作,硬件连接无故障。如下图所示:
        资料包里提供了指令集文件,诸多功能可以使用对应的指令来完成,这里举例,利用AT指令来查看版本号以及扫描周围可用的AP点,也就是路由器,发送后返回信息如下图所示:
    07.JPG
    更多的AT操作,可以自行根据资料包实验,AT指令分查询、设置、执行和测试四中命令。
   (四)组网通信测试
    组网测试,就得有服务端和客户端,这里,服务器和客户端要搭建在同一网络上。怎么理解同一网络,也就是要么同时搭建在路由器上,要么同时搭建在模块上,搭建在路由器上时,WiFi模块设置在STA模式,也就是站点模式,像手机或电脑一样连入路由器,如果都搭建在模块上,那么可以设置WiFi模块为AP模式,也就是作为一个热点,让电脑连接到模块这个AP热点,这样电脑和模块也就位于同一网络了。
    1、搭建在路由器上
    模块通过 AT+CWJAP="SSID","PWD" 命令连接到路由器,模块设置在STA模式,可以访问路由器,SSID为路由器名称,PWD为路由器的访问密码。如下图所示:
    08.JPG
    模块加入路由后,将电脑也接入路由,这样就在同一网络了,打开网络调试助手,设置电脑为服务器,模块作为客户端访问电脑,建立链路进行数据通信。网络调试助手设置如下:   
      08.JPG

    下面模块作为客户端向服务器申请端口,建立连接,利用AT+CIPSTAR指令即可(具体指令看指令集文档了解)。如下图所示:
      09.JPG

     申请成功,会返回Linked字样。这时,由服务器发送数据,在串口调试助手上会收到,如下图:
      09.JPG

     表示服务器发送数据到模块成功,经测试稳定性也很好,没有出现误码,这表示测试成功。
     如果需要使用模块发数据到服务器电脑,使用AT+CIPSEND命令即可(注意:发送数据时不要加回车),如下图所示:
      10.JPG
     2、搭建在模块上
     网络搭建在模块上,也就是模块与模块之间,或者模块与电脑或手机之间建立在模块网络上,模块设置到AP模式,然后其他模块或电脑或手机加入到模块的网络中。这里以电脑和模块建立网络为例。上述通信方法类似,不再重复,主要是讲一下如何设置模块作为服务器,电脑作为客户端访问模块。     首先模块设置到AP模式,采用AT+CWMODE=2,即可。在这之前,我们要断开路由,不要连接到路由上,用AT+CWQAP退出即可,设置后,通过电脑无线搜索网络,加入到ESP8266网络中,这里如下图所示:
       12.JPG   
      点击连接,等待后即可加入。
      通过AT+CIPMUX=1以及AT+CIPSERVER=1指令,设置模块为服务器,查询模块IP,得到IP位192.168.4.1,网络调试助手设置服务器地址,以及默认端口333即可。如下图所示:
       13.JPG
      到这里,就完成了测试。



ESP8266-01串口WiFi模块资料包下载地址(回复后下载):


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13.JPG

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 楼主| 发表于 2015-10-10 23:36:47 | 显示全部楼层
几点提醒:

       1、请保证电源在3V-4V以下,电源十分重要,在10个失败的客户中,有8个是电源因此,因为系统启动时候电流比较大!因此请不要过于自信自己的电源没问题。简单可靠的方式,用两节1.5V新电池串联后给模块供电。
       2、保证CH_PD 也就是芯片选通脚为高电平,若有GPIO15(也就是MTDO),请将此脚接低电平。

注意以上两点,本厂出的模块,即可正常进入系统,在进入系统后,
       1 、模块电流在70-80毫安。测试这个电流请用20A 档位测量!必须的。
       2 、系统若有指示灯,蓝灯会在上电瞬间闪烁一下立刻灭掉!闪烁是因为上电后,系统有数据输出。因为指示灯接在数据输出口上!若看到数据指示灯有输出,而你的串口没数据,代表输出的数据你没有很好的接收到,请检查你的USB转串口工具
       3 、系统启动后,系统会输出一堆乱码(其实不是乱码,系统启动后输出一些内部信息)然后输出READY!代表系统正常
       4 、按照上述方法,系统正常运行后,应该能在手机上或者电脑上搜到以ESP_XXXX为头的路由器,若系统有上述描述的状态,代表你的系统正常运行。

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发表于 2015-12-13 14:20:57 | 显示全部楼层
刚好看看这些资料,谢谢
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发表于 2016-5-17 19:06:28 | 显示全部楼层
非常感谢楼主
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发表于 2016-5-19 00:51:22 | 显示全部楼层
不错                    
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发表于 2016-5-27 13:46:07 | 显示全部楼层
不错,串口WIFI很实用,可以做物联网
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发表于 2016-5-28 00:48:42 | 显示全部楼层
我顶顶顶顶,好资料,好资料
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发表于 2016-6-6 09:43:23 | 显示全部楼层
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发表于 2016-7-14 16:16:24 | 显示全部楼层
刚刚买了这个模块希望资料能够有用~
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发表于 2017-1-30 11:00:45 | 显示全部楼层
学习一下 谢谢
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