CC2530+ESP8266与手机APP通信

本文涉及的产品
数据传输服务 DTS,数据迁移 small 3个月
推荐场景:
MySQL数据库上云
数据传输服务 DTS,数据同步 1个月
简介: 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。

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: 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。

image.png

硬件组件:

  1. CC2530芯片
  2. ESP8266 WiFi模块
  3. USB转TTL串口转接板
  4. Android手机

软件组件:

  1. IAR Embedded Workbench for 8051
  2. ESP8266 AT指令集
  3. Android Studio

实现步骤:

  1. 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)。
  2. 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 <string.h>

// AT指令函数
void at_command(char* cmd)
{
   
   
    uart_puts(cmd);
    uart_puts("\r\n");
    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 <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

#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: %s\n", cmd);
    printf("AT response:\n");
    while (cmd[i]) {
   
   
        while (!(UCA0IFG & UCTXIFG));
        UCA0TXBUF = cmd[i++];
    }
    while (wait && !(UCA0IFG & UCRXIFG));
    while (UCA0IFG & UCRXIFG) {
   
   
        if (response[0] == '\0' && UCA0RXBUF != '\r' && UCA0RXBUF != '\n') {
   
   
            response[0] = UCA0RXBUF;
            response[1] = '\0';
            continue;
        }
        if (strlen(response) < sizeof(response) - 1) {
   
   
            int len = strlen(response);
            response[len] = UCA0RXBUF;
            response[len + 1] = '\0';
        }
    }
    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。

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