esp8266驱动c语言版本资源-CSDN文库

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需积分: 30 89 浏览量 2018-02-03 11:49:43 上传评论 1 收藏 9KB RAR 举报

ESP8266是一款低成本、高性能的Wi-Fi芯片，常用于物联网(IoT)设备的无线连接。在本文中，我们将深入探讨如何使用C语言在uCOS操作系统平台上为ESP8266编写驱动程序，以及如何实现非阻塞的数据通讯和断线重连功能。了解基本的ESP8266特性至关重要。ESP8266支持TCP/IP协议栈，可以作为Wi-Fi客户端或服务器，提供串行通信接口（如UART），这使得它能够与各种微控制器进行通信。在C语言环境下，我们通常通过UART接口与其交互，发送AT命令来控制其工作模式和配置网络连接。在uCOS操作系统上开发驱动，我们需要创建一个独立的任务来管理ESP8266。uCOS是一个实时操作系统，支持多任务调度，因此我们可以创建一个低优先级任务专门处理ESP8266的通信。这个任务的主要职责包括： 1. 初始化ESP8266：设置波特率、数据位、停止位和校验位，确保正确配置UART接口。 2. 发送AT命令：根据需求发送不同的AT命令，如设置Wi-Fi模式、连接到AP、创建TCP连接等。 3. 数据收发：实现非阻塞的收发接口函数，可以采用定时器或中断服务程序来检查数据接收情况，避免因等待数据而阻塞其他任务。 4. 错误检测与恢复：监测ESP8266的状态，如连接丢失或数据错误，这时应触发重连机制，重新建立连接。对于非阻塞的收发接口，可以设计如下： - 发送函数：将数据放入发送缓冲区，然后启动或更新发送定时器。定时器超时后，检查是否已发送完所有数据，若未完成，则再次启动定时器；若已完成，清空发送缓冲区并返回成功标志。 - 接收函数：检查接收缓冲区是否有新数据，如果有，则从缓冲区读取并返回；如果没有，不等待，直接返回空。断线重连机制可以这样实现： - 设定一个重试计数器和重连间隔时间。 - 当检测到ESP8266与服务器的连接断开时，启动重连过程，发送重新连接的AT命令。 - 如果重试次数达到预设值或在设定的时间间隔内连接未恢复，可以执行更复杂的故障诊断，如检查网络环境、重启ESP8266等。 - 每次尝试重连后，根据结果调整重试计数器和重连间隔，以实现指数退避策略，减少频繁重连对系统的影响。在实际开发过程中，调试是关键。使用串口终端工具监控与ESP8266的通信，记录日志以分析问题。此外，良好的代码结构和注释能帮助理解和维护驱动程序，确保代码的可读性和可扩展性。开发ESP8266驱动涉及对uCOS操作系统、串口通信和网络协议的理解，以及编写非阻塞I/O和错误恢复机制。通过这样的驱动，我们可以让ESP8266在IoT应用中高效、稳定地工作。

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esp8266

esp8266.c 33KB

esp8266.h 2KB

#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <string.h> #include "ucos_ii.h" #include "driver_usart.h" #include "sys_time.h" #include "msgRing.h" #include "utility.h" #include "esp8266.h" #include "dz.h" #include "debug_printf.h" #include "sys_time.h" #define WIFI_PORT USART_GPRS #define COM_BUF_LEN 100 //串口发送命令缓冲区长度 #define COM_DATA_BUF_LEN 512 //串口发送报文数据缓冲区长度 #define DEFAULT_CMD_TIMEOUT 1500 //默认命令响应超时时间(单位ms) #define DEFAULT_CMD_CIPSTART_TIMEOUT 8000 //默认命令响应超时时间(单位ms) #define ECHO_TIMEOUT 2000 #define NETWORK_REGISTER_TIMEOUT 90000 //网络注册超时时间(单位ms) #define STEP_TIME_OUT 300000 //每个阶段的默认超时时间 #define RECV_TIMEOUT 300000 //接收超时 #define RSSI_INTER 5000 //信号查询间隔 #define DEFAULT_RETRY_TIMES 3 //AT命令默认重试次数 #define WIFI_SOCK_NUM 4 //GPRS 建立SOCKET连接数量最大4个 #define CMD_TABLE_END {NULL, 0} //初始化命令表结束标志 //描述符合法性判断宏 #define IS_VALID_FD(fd) ((fd) >= 0 && (fd) < WIFI_SOCK_NUM) #define WIFI_INFO_SEG "\r\n" //正式使用 #define WIFI_TYPE_TCP "TCP" #define WIFI_TYPE_UDP "UDP" #define WIFI_TYPE_SSL "SSL" #if 1 #define WIFI_DEBUG_SEG WIFI_INFO_SEG #else #define WIFI_DEBUG_SEG "\r" //调试使用 #endif //GPRS指令返回结果 typedef enum { WIFI_AT_RET_OTHER = 0, //其他指令 WIFI_AT_RET_ERROR, //返回错误 WIFI_AT_RET_OK, //返回成功 WIFI_AT_RET_NUM, }tWifiAtRet; //GSM任务参数数据结构 typedef int tWifiTaskPara; /*GPRS任务处理函数类型定义*/ typedef uint8_t (*tWifiTaskHandle)(char*, int); //WIFI任务信息表项数据结构 typedef struct { char *name; //任务名称 tWifiTaskHandle handle; //任务处理函数 }tWifiTaskEntry; typedef struct { uint8_t mipStat; char mipIp[20]; uint8_t openId; uint8_t openStat; uint8_t sendFlag; int sendFree; uint8_t mipSets; //设置成功 uint8_t mipDwn; //连接关闭 }tWifiMipData; //GPRS套接字地址数据结构 typedef struct { char str[WIFI_ADDR_LEN]; //服务器IP地址、域名或短信通信时的手机号码 uint16_t port; //服务器端口 }tWifiAddr; //WIFI socket数据结构定义 typedef struct { tWifiState state; //socket状态 MSG_RING rxBuf; //数据接收缓存 MSG_RING txBuf; //数据发送缓存 tWifiAddr serv; //通讯对端地址信息 uint32_t stepTick[WIFI_SOCK_STAT_NUM]; //每一个阶段处理时间，防止死循环在单独状态 uint32_t rssiTick; //信号查询间隔 }tWifiSocketStruct; typedef struct { uint8_t mode; uint8_t stat; char str[20]; uint8_t act; }tWifiInterCops; //GPRS模块驱动接口数据结构 typedef struct { uint8_t signal; //GSM网络信号强度，0-7(数值越大信号越好) uint8_t wificnct; //WIFI连接状态 uint8_t wificnct_flag; //WIFI连接标志 uint8_t wifi_error_code; // uint8_t wifi_cnct_AP_flag; //WIFI连接上AP工作状态 uint8_t wifimode; //wifi工作模式 uint8_t running; //GSM模块是否正常运行(初始化成功)，TRUE-是，FALSE-否 uint8_t tcpsta_stat; //tcp网络连接信息 uint8_t tcpsta_work_flag; //tcp网络连接状态 uint8_t mode; //WIFI工作模式 uint8_t send_error_cnt; //发送错误计数 uint8_t send_tick; //发送错误计数 char ssid[17]; char pwd[17]; tWifiInterCops cops; }tWifiInterface; //命令数据结构 typedef struct { char *str; //命令字符串 uint32_t timeout; //响应超时时间(单位ms) uint8_t retry; //重试次数 }tWiFIAtCmD; //发送数据数据结构 typedef struct { uint8_t send_flag; //发送数据标志 uint16_t send_data_len; //发送数据的长度 uint8_t send_stage_now; //发送数据处理的阶段 uint8_t send_data_flag; //发送数据 uint8_t send_result; //发送数据的结果 uint32_t send_start_tick; uint8_t send_buf[COM_DATA_BUF_LEN]; //发送数据缓存 }tWiFIAtSendDataSta; //基本初始化表AT指令初始化 static const tWiFIAtCmD wifiInitCmdTable[] = { {"ATE0", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//取消回显功能 // {"AT+UART_DEF", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//取消回显功能 CMD_TABLE_END }; //第二步初始化表基础ＷＩＦＩ初始化 static const tWiFIAtCmD wifiInitCmdTable2[] = { {"AT+CWMODE_DEF", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//设置wifi工作模式 {"AT+CWJAP_DEF", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//设置wifi连接的ＡＰ信息 {"AT+CWJAP?", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//设置wifi连接的ＡＰ信息 CMD_TABLE_END }; //GPRS连接命令表 static const tWiFIAtCmD wifiConnectCmdTable[] = { {"AT+CIPMUX=", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//开启mux的多路连接 {"AT+CIPMODE=", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//设置模块传输模式1为透传模式 {"AT+CIPSTART", DEFAULT_CMD_CIPSTART_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//与服务器建立邋錞CP连接 // {"AT+CIPSTATUS", DEFAULT_CMD_CIPSTART_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES}, CMD_TABLE_END }; /*WIFI发送顺序枚举*/ typedef enum { WIFI_SEND_CIPSEND = 0, //写入缓存 WIFI_SEND_STEP_NUM, }tWifiSendStep; //WIFI数据发送命令表 static const tWiFIAtCmD wifiSendCmdTable[] = { {"AT+CIPSEND", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//发送tcp信息 CMD_TABLE_END }; static const tWiFIAtCmD wifiCloseCmdTable[] = { // {"AT+CIPCLOSE", DEFAULT_CMD_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//关闭TCP/UDP/SSL传输 {"AT+RST", DEFAULT_CMD_CIPSTART_TIMEOUT, DEFAULT_RETRY_TIMES},//重启模块 CMD_TABLE_END }; static char comTxBuf[COM_BUF_LEN]; //模块控制串口发送缓冲区 static char comTxDataBuf[COM_DATA_BUF_LEN]; //模块控制串口发送报文数据缓冲区 static char comRxBuf[COM_DATA_BUF_LEN]; //模块控制串口接收缓冲区 static tWifiSocketStruct wifiSocket; //socket数组 static tWifiInterface wifiInterface; //驱动程序对外接口数据 static tWiFIAtSendDataSta wifiSendDataSta; //wifi发送数据处理状态 //套接字互斥锁操作宏 static uint8_t perr; static OS_EVENT *g_wifiSem; //套接字互斥信号量,只创建一次 #define WIFI_SOCKET_LOCK OSSemPend(g_wifiSem, 0, &perr) #define WIFI_SOCKET_UNLOCK OSSemPost(g_wifiSem) /*切换wifi的工作状态机*/ static void wifi_step_jump(tWifiState step) { if (step > WIFI_SOCK_CLOSE) return; WIFI_SOCKET_LOCK; wifiSocket.state = step; wifiSocket.stepTick[step] = tick_get(); wifiSocket.rssiTick = tick_get(); WIFI_SOCKET_UNLOCK; dbg_printf(1,"wifi step jump %u", step); } /******************************************************************************* 函数名: gprsComRecv 说明: 从串口接收一个字符输入参数: timeout: 接收超时时间，单位ms 输出参数: ch: 接收到的字符返回值: uint8_t SUCCESS-成功，FAIL-失败作　　者: 魏强创建日期: 2017.03.14 *******************************************************************************/ static int wifiComRecv(unsigned int timeout, char *rxBuf) { if (NULL == rxBuf) { return FAIL; } return usart_gprs_recv(WIFI_PORT, (uint8_t*)rxBuf, COM_DATA_BUF_LEN, timeout); } static const tWifiTaskEntry wifiTaskTable[]; static uint8_t wifiTaskTcpRecv(char *str, int len); /******************************************************************************* 函数名: gprsAtProc 说明: 根据返回字符串调用处理函数输入参数: 输出参数: 无返回值: 作　　者: weiq 创建日期: 2017.03.15 *******************************************************************************/ static void wifiAtProc(char *str, int len, uint8_t *result) { uint8_t i; const tWifiTaskEntry *pTaskProc; if (0 == len) { return; } if (0 == strncmp("+IPD,", str, strlen("+IPD,"))) { wifiTaskTcpRecv(str,len); *result = WIFI_AT_RET_OK; return; } if (0 == strncmp("ERROR", str, strlen("ERROR")) || 0 == strncmp("FAIL", str, strlen("FAIL"))) { *result = WIFI_AT_RET_ERROR; return; } else if (0 == strncmp("OK", str, strlen("OK"))) { if(wifiSendDataSta.send_flag == 1 && wifiSendDataSta.send_stage_now == 0) wifiSendDataSta.send_stage_now = 1; *result = WIFI_AT_RET_OK;

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