文章目录
- 摘要
- 一、项目概述
- 二、开发环境搭建
- 硬件清单
- 软件安装步骤
- 三、硬件连接
- 四、ESP8266固件配置
- AT指令测试代码
- 五、STM32程序开发
- 核心代码结构
- DMA环形缓冲区实现
- AT指令状态机
- 六、系统集成测试
- MQTT连接代码
- 测试结果
- 七、典型问题排查
- 常见故障表
- 完整技术图谱
摘要
本文详细介绍基于STM32F103与ESP8266的物联网终端开发全流程,包含硬件电路设计、AT指令解析、TCP协议栈实现及云端对接,通过20+代码示例与5个关键流程图,助你快速构建可量产级物联网设备。
一、项目概述
本教程实现可通过手机APP控制的物联网终端,核心架构:
二、开发环境搭建
硬件清单
| 组件 | 型号 | 数量 |
|---|---|---|
| MCU | STM32F103C8T6 | 1 |
| WiFi模块 | ESP8266-01S | 1 |
| 电平转换 | TXS0108E | 1 |
| 电源模块 | AMS1117-3.3 | 2 |
软件安装步骤
- Keil MDK安装流程:
choco install keil-mdk - ST-Link驱动检测:
lsusb|grepST-Link
三、硬件连接
电路设计要点:
四、ESP8266固件配置
AT指令测试代码
创建esp_at_tester.c:
// 发送AT指令并等待响应ESP_StatussendATCommand(constchar*cmd,uint32_ttimeout){HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)cmd,strlen(cmd),1000);uint8_tbuffer[128]={0};returnwaitResponse("OK",buffer,timeout);}常用指令序列:
五、STM32程序开发
核心代码结构
创建文件:
main.c:系统主循环esp8266_driver.c:AT指令引擎network_protocol.c:数据封包
DMA环形缓冲区实现
usart_dma.c关键代码:
#defineRX_BUF_SIZE512typedefstruct{uint8_tbuffer[RX_BUF_SIZE];volatileuint32_thead;volatileuint32_ttail;}RingBuffer;// DMA中断接收回调voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart){ringbuf.buffer[ringbuf.head]=rx_byte;ringbuf.head=(ringbuf.head+1)%RX_BUF_SIZE;}AT指令状态机
六、系统集成测试
MQTT连接代码
mqtt_client.c:
voidconnectToMQTT(){charcmd[128];sprintf(cmd,"AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"clientID\",\"user\",\"pass\",0,0,\"\"");sendATCommand(cmd,2000);sprintf(cmd,"AT+MQTTCONN=0,\"%s\",%d,1",MQTT_BROKER,1883);sendATCommand(cmd,5000);}测试结果
| 测试项 | 结果 | 延迟 |
|---|---|---|
| WiFi连接 | 成功 | 1.2s |
| TCP连接 | 成功 | 0.8s |
| 数据上传 | 成功 | 25ms |
七、典型问题排查
常见故障表
| 现象 | 原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| AT无响应 | 波特率不匹配 | 统一为115200bps |
| 频繁断线 | 电源干扰 | 增加220uF电容 |
| 数据错误 | 未启用流控 | 开启RTS/CTS |