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part3：单片机显示及与服务器通讯的实现

文章目录[隐藏]

目录：

part1 作业要求

part2 材料准备

part3 基本知识

part4 实现思路

part5 实际应用

作业要求：

上电后：
1. 单片机驱动蜂鸣器响3声，点阵液晶屏显示“欢迎使用求助机”
2. 单片机通过ESP32模块建立（2.4G）Wi-Fi连接，点阵液晶屏显示“WiFi连接成功”
3. 按下4个按钮中的一个（4个按钮分别对应4条文字信息“我生病了”；“失火了”；“电路故障”；“其他求助”），把对应的文字信息显示到点阵液晶屏上，同时蜂鸣器响1声。
 

材料准备：

面包板、杜邦线（公/母均需）、51单片机（包括最小应用系统的电容、电阻、晶振）、按钮（开关）

编程器

液晶显示屏、滑动变阻器（液晶屏接线要用到）

esp32模块

基本知识：

1.esp32是什么：
ESP32（模块）是由乐鑫发布的新一代WiFi芯片,是ESP8266的升级版,准确来说是ESP8266的完整版,双核,wifi,蓝牙,低功耗,更多管脚外设。

芯片和单片机：

芯片：芯片是大规模的微电子集成电路。即微缩到纳米(百万分之一毫米)级的印刷电路版，具有某一种固定的功能

单片机和芯片的区别：单片机和芯片的区别吗

（esp32）模块和开发板：

▲首先说明一下引脚 排针 PCB 面包板的概念：

        引脚：从集成电路（芯片）内部电路引出与外围电路的接线，所有的引脚构成了芯片的接口

        排针：万用连接器，广泛应用于PCB的连接

                                                  ​

        PCB：印制电路板，电子元器件之间相互连接的载体，面包板也用于连接电子元件，区别是PCB使用印制电路且需要焊接，面包板用杜邦线连接不同原件，两者都需要电子元件引脚已经由排针引出

下图为esp8266模块，是一种芯片

                                               ​

下图为esp8266开发板（图中可看出，芯片已经被焊接到板子上，已焊好排针把引脚引出），开发板已经集成了部分功能，可以独立作为单片机使用（如esp32开发板就是以esp32为主功能模块的的集成多个功能的单片机板）

                                                                              ​

 下图为esp32举例（源自安信可科技 左图为模块，右图为开发板）：

    

2.esp32有什么用：

esp32 WiFi模块广泛应用于物联网，即实现智能设备、万物互联，把各种物件连上WiFi实现通信

利用ESP32可以实现哪些有趣的功能？ - 知乎

esp8266/esp32等WiFi模块有三种基础工作模式：

①STA：esp8266作为client（客户端）通过接收路由器的信号而连接互联网（接入的一般是2.4GWiFi），可以实现对硬件设备的远程控制（通过网络远程通讯）（应用如智能家居）

②AP：esp8266作为server（服务器）可以被其他设备连接，工作模式像热点。该模式下手机、电脑等设备可以和8266进行局域网的无线通信（应用如智能车-用手机操控带有esp8266模块的智能车，有距离限制）

③STA+AP：以上两种模式共存

3.esp32（此处说的是焊好排针的）怎么用：

①使用AT指令进入工作模式：

AT固件和AT指令

固件是具有软件功能的硬件。是一种把软件固化在硬件之中的器件。

例如，乐鑫提供的AT固件已经烧录好相关命令软件使得AT指令可以直接使用：

以上产品均已烧录入AT相关软件成为AT固件，可用AT指令直接调试

AT指令串口调试工具

安信可官方串口调试工具、XCOM、Iot studio、SSCOM、COMTool等均可

（我们使用现成的XCOM）

我们使用AT指令配置模块进入工作模式，使模块esp32模块连接WiFi以便以后与服务器之间消息的传输

在串口调试工具中发送如下AT指令：

AT+UART=9600,8,1,0,0   //波特率设为9600（51单片机波特率为9600，波特率相同时实现通信）AT+RST  //重启 用新设置的波特率工作
AT+CWMODE=1              //进入工作模式1
AT+CWJAP="luckin","030708"     //接入WiFi
AT+CIPSTART="UDP","xx.xxx.xx.xxx",xxxx  //连接服务器/端口号
②esp32模块串口接线

接线方案：编程器（USB转串口）

编程器是为可编程的集成电路写入数据的工具

之前上课用的51单片机的编程器（就是把单片机连到电脑上的，有一个USB接口和四条引线分别是电源正负极/RXD/TXD的器件），这个器件用于将WiFi模块连接到PC，然后在串口调试助手中发送AT指令

模块的内置USB转串口芯片是CH340，该驱动十一上课的时候老师在需要安装的文件中已经提供给我们：

                                 

本次作业使用ESP32-S2-wroom开发板使用了CP2102作为板载的USB转串口，因此需要安装串口驱动才能使用。
CP210x是silab公司的芯片，它的驱动下载地址如下：
CP210x USB to UART Bridge VCP Drivers - Silicon Labs

该USB线用于下载固件/烧录程序（用mycropython编程等）

实现思路：

①连接esp32模块到PC端，打开串口调试助手（XCOM）（设置好波特率 换行发送），发送AT指令给模块，设置好工作模式（STA），连接到服务器

②单片机及相关组件接线

单片机作为上位机，esp32开发板仅作为模块，供电并连接RXD TXD即可

液晶接线方式和代码参照：​​​​​​[51单片机] 1602液晶显示控制代码 - beautifulzzzz - 博客园

③写单片机程序

程序逻辑为：

定义四个液晶显示函数show0、1、2、3、4（不同显示函数显示不同字符）

void show（）

{

初始化函数

显示位置

显示内容

}

定义串口通信函数（单片机用串口发送消息给esp32，经过上面的AT指令配置，esp32会直接把发来的消息发给服务器，我们只需要用串口发简单的字符1.2.3等，在服务器端收到1.2.3等后在服务器端部署程序翻译为字符即可）

void send（）

{

串口初始化设置

通信函数（参数为发送内容）

}

定义驱动蜂鸣器响三声的函数

void voice（）

{

打开蜂鸣器

延时

关闭蜂鸣器

}

主程序

void main()
{
	voice();//调用函数：上电后蜂鸣器响3声
	show0();//调用函数：上电后显示welcome

	while(1)
	{
	if(P11==0)
	{show1();P10=0;delay();P10=1;send1();}
	if(P12==0)
	{show2();P10=0;delay();P10=1;send2();}
	if(P13==0)
	{show3();P10=0;delay();P10=1;send3();}
	if(P14==0)
	{show4();P10=0;delay();P10=1;send4();}
	}
//每个按钮对应不同显示及消息内容
}

实际应用

AT指令配置esp32模块反馈如下：

测验串口是否能成功发送消息，代码如下：

#include <STC89C5xRC.H>
#include <intrins.h>
void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	_nop_();
	i = 43;
	j = 6;
	k = 203;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void PutString(unsigned char TXStr)  //定义函数同时定义参数变量
  {                            
          SBUF=TXStr;  //发送内容放入寄存器，发送
          while(TI==0);
          TI=0;    //清空占用
  }             

void main()
{
	
TMOD|=0X20;   //设置计数器工作方式2 ==============串口
SCON=0X50;   //设置为工作方式1
PCON=0X80;   //波特率加倍
TH1=0xfa;   //计数器初始值设置 9600bps
TL1=0xfa;
ES=1;   //打开接收中断
EA=1;   //打开总中断
TR1=1;   //打开计数器
	
	
while(1)
{
PutString(0x01);  //括号内是函数参数，即要发送的字符
Delay1000ms();  //延时1秒，每一秒发送一条字符
	
}

}

连接单片机到PC端，打开xcom串口调试助手，即可看到发送来的消息

单片机的消息靠RXD TXD直连输入输出，所以当不接PC而直接esp32模块时，串口消息对应发送给模块，由AT指令配置好后的模块会直接将接收到的消息发给服务器

编写程序烧入单片机

#include <STC89C5xRC.H>
#include <intrins.h>

void delay()
{unsigned int x=0;
	while(x<20000)
	{x=x+1;}
}
//设置延时函数

unsigned int a=0;

void voice()
{
	while(a<4)
	{
		P10=0;delay();
		P10=1;delay();
		a=a+1;
	}	
}
//P10引脚驱动蜂鸣器连响三下


void PutString(unsigned char TXStr)  
  {                            
          SBUF=TXStr;
          while(TI==0);
          TI=0;    
  }             

void send1()
{
TMOD|=0X20;   //设置计数器工作方式2:串口
SCON=0X50;   //设置为工作方式1
PCON=0X80;   //波特率加倍
TH1=0xfa;   //计数器初始值设置 9600bps
TL1=0xfa;
ES=1;   //打开接收中断
EA=1;   //打开总中断
TR1=1;   //打开计数器

PutString(0x01);
}

void send2()
{
TMOD|=0X20;   //设置计数器工作方式2:串口
SCON=0X50;   //设置为工作方式1
PCON=0X80;   //波特率加倍
TH1=0xfa;   //计数器初始值设置 9600bps
TL1=0xfa;
ES=1;   //打开接收中断
EA=1;   //打开总中断
TR1=1;   //打开计数器

PutString(0x02);
}

void send3()
{
TMOD|=0X20;   //设置计数器工作方式2:串口
SCON=0X50;   //设置为工作方式1
PCON=0X80;   //波特率加倍
TH1=0xfa;   //计数器初始值设置 9600bps
TL1=0xfa;
ES=1;   //打开接收中断
EA=1;   //打开总中断
TR1=1;   //打开计数器

PutString(0x03);
}

void send4()
{
TMOD|=0X20;   //设置计数器工作方式2:串口
SCON=0X50;   //设置为工作方式1
PCON=0X80;   //波特率加倍
TH1=0xfa;   //计数器初始值设置 9600bps
TL1=0xfa;
ES=1;   //打开接收中断
EA=1;   //打开总中断
TR1=1;   //打开计数器

PutString(0x04);
}

sbit RS = P2^4;   //定义端口
sbit RW = P2^5;
sbit EN = P2^6;

#define RS_CLR RS=0
#define RS_SET RS=1

#define RW_CLR RW=0
#define RW_SET RW=1

#define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1

#define DataPort P0

//延时函数
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
    while(--t);
}

void DelayMs(unsigned char t)
{
    while(t--)
    {
        //大致延时1mS
        DelayUs2x(245);
        DelayUs2x(245);
    }
}


/*------------------------------------------------
判忙函数
------------------------------------------------*/
bit LCD_Check_Busy(void)
{
    DataPort= 0xFF;
    RS_CLR;
    RW_SET;
    EN_CLR;
    _nop_();
    EN_SET;
    return (bit)(DataPort & 0x80);
}
/*------------------------------------------------
写入命令函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Com(unsigned char com)
{
    // while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待
    DelayMs(5);
    RS_CLR;
    RW_CLR;
    EN_SET;
    DataPort= com;
    _nop_();
    EN_CLR;
}
/*------------------------------------------------
写入数据函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Data(unsigned char Data)
{
    //while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待
    DelayMs(5);
    RS_SET;
    RW_CLR;
    EN_SET;
    DataPort= Data;
    _nop_();
    EN_CLR;
}

/*------------------------------------------------
清屏函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Clear(void)
{
    LCD_Write_Com(0x01);
    DelayMs(5);
}
/*------------------------------------------------
写入字符串函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
    if (y == 0)
    {
        LCD_Write_Com(0x80 + x);     //表示第一行
    }
    else
    {
        LCD_Write_Com(0xC0 + x);      //表示第二行
    }
    while (*s)
    {
        LCD_Write_Data( *s);
        s ++;
    }
}
/*------------------------------------------------
写入字符函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data)
{
    if (y == 0)
    {
        LCD_Write_Com(0x80 + x);
    }
    else
    {
        LCD_Write_Com(0xC0 + x);
    }
    LCD_Write_Data( Data);
}
/*------------------------------------------------
初始化函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Init(void)
{
    LCD_Write_Com(0x38);    /*显示模式设置*/
    DelayMs(5);
    LCD_Write_Com(0x38);
    DelayMs(5);
    LCD_Write_Com(0x38);
    DelayMs(5);
    LCD_Write_Com(0x38);
    LCD_Write_Com(0x08);    /*显示关闭*/
    LCD_Write_Com(0x01);    /*显示清屏*/
    LCD_Write_Com(0x06);    /*显示光标移动设置*/
    DelayMs(5);
    LCD_Write_Com(0x0C);    /*显示开及光标设置*/
}

/*------------------------------------------------
主函数[上面已经把显示功能封装好了，今后再写其他显示就直接调用]
------------------------------------------------*/





void show()
{
LCD_Init(); 
LCD_Clear();//清屏  
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"welcome");
}

void show1()
{
LCD_Init(); 
LCD_Clear();//清屏  
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"sick");
}

void show2()
{
LCD_Init(); 
LCD_Clear();//清屏  
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"line false");
}

void show3()
	{
LCD_Init(); 
LCD_Clear();//清屏  
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"conflagration");
}
	
void show4()
	{
LCD_Init(); 
LCD_Clear();//清屏  
LCD_Write_Char(7,0,'o');
LCD_Write_Char(8,0,'k');
LCD_Write_String(1,1,"else");
}

void main()
{
	
show();
unsigned int a=0;
	
	while(1)
	{
	if(P11==0)
	{show1();P10=0;delay();P10=1;send1();}
	if(P12==0)
	{show2();P10=0;delay();P10=1;send2();}
	if(P13==0)
	{show3();P10=0;delay();P10=1;send3();}
	if(P14==0)
	{show4();P10=0;delay();P10=1;send4();}
	}
}
//按按钮使液晶屏显示 wifi模块发送消息给服务器

烧录完程序后，接上esp32模块

单片机上电，即可应用

版权声明：本文为CSDN博主「zhuaishao_」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/zhuaishao_/article/details/121683155

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