51单片机通过WIFI模块ESP8266控制LED灯

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一、系统方案

手机APP通过ESP8266 WIFI模块与51单片机通信控制LED灯的开关。下位机由单片机、ESP8266模块和LED灯组成，上位机由Android手机APP承担。我们在APP上发送LED灯的开关控制指令，ESP8266将收到的数据发送给单片机，从而实现对LED灯进行开关控制。

设计好的实物是这个样子：

二、硬件设计

ESP8266模块作为一个透传模块使用，RXD、TXD分别连接51单片机的TXD和RXD，VCC和CH_PD管脚接3.3V电压，GND接地，只需要连接这些管脚，ESP8266模块就可以正常工作了。在单片机P2口上连接了三个5mm的LED灯，分别是红黄蓝三种颜色，我们的目的是通过手机APP上的开关控制着三个LED灯的亮灭。

ESP8266实物管脚图

三、单片机软件设计

硬件的连接不复杂，接下来主要是单片机和手机APP代码的编写。

单片机代码主要是串口初始化、串口中断和ESP8266的初始化。首先是串口初始化：

 TMOD=0x20; //定时器1工作在方式2 TH1 = 0xfd; //波特率9600 TL1 = 0xfd; SM0=0;                  //串口工作在方式1 SM1=1; EA = 1; //开总中断 REN = 1; //使能串口 TR1 = 1; //定时器1开始计时

然后是ESP8266初始化：

 delayms(1000);                        //延时 sendString("AT+CWMODE=2\r\n");        //设置ESP8266工作在AP模式下 delayms(1000); sendString("AT+CIPMUX=1\r\n");        //允许多连接 delayms(1000); sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");     //建立服务器 delayms(1000); ES = 1;       //esp8266初始化之后开串口中断

贴上51单片机负责串口发送的两个函数：

//发送一个字节 void sendChar(uchar a) { SBUF = a; while(TI==0); TI=0; } //发送字符串 void sendString(uchar *s) { while(*s!='\0') { sendChar(*s); s++; } }

在串口中断中处理接收到的数据：

1：打开红色灯    2：关闭红色灯

3：打开黄色灯    4：关闭黄色灯

5：打开蓝色灯    6：关闭蓝色灯

esp8266在收到数据并转发给单片机时的数据格式：+IPD,<client号>,<收到的字符长度>:收到的字符，比如+IPD,0,5:hello，其中+PID是固定的；0代表的是TCP客户端编号，esp8266最多支持5个客户端同时连接，也就是说客户端编号是0到4，在本设计中由于只有一个客户端与esp8266相连，所以客户端编号是0；5代表收到的字符长度；hello是收到的字符。在本例中esp8266发送给单片机的数据是+IPD,0,1:1，我们把接收到的字符串缓存到字符数组中，所以在处理收到的数据逻辑中，首先判断是否是以’+’开始的，否则视作无效数据，然后判断数组中的第十个数据，因为第十个数据才是上位机发送过来的数据。

void uart() interrupt 4 {     if(RI == 1)   {     RI = 0; //清除串口接收标志位 receiveTable[i]=SBUF; if(receiveTable[0]=='+') { i++; } else { i=0; } if(i==10) { i=0; switch(receiveTable[9]) { case '1': RedLED=0; break; case '2': RedLED=1; break; case '3': YellowLED=0; break; case '4': YellowLED=1; break; case '5': BlueLED=0; break; case '6': BlueLED=1; break; } } } }

四、Android APP软件设计

Android APP是借助Android Studio来开发的，界面比较简单，通过编辑框输入esp8266的IP地址和端口号，esp8266默认的IP地址是192.168.4.1，端口号是333，这些都可以通过AT指令进行修改。布局页面的xml代码我们就不贴了，熟悉Android开发的读者很快就能根据截图编写出来，放上一个APP界面的截图：

我们主要看一下逻辑代码部分：

首先是控件的初始化和按钮点击事件回调的绑定

 @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mBtnConnect = (Button) findViewById(R.id.btn_connect); mEtIP = (EditText) findViewById(R.id.et_ip); mEtPort = (EditText) findViewById(R.id.et_port); mBtnRedOn = (Button) findViewById(R.id.btn_red_on); mBtnRedOff = (Button) findViewById(R.id.btn_red_off); mBtnYellowOn = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_on); mBtnYellowOff = (Button) findViewById(R.id.btn_yellow_off); mBtnBlueOn = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_on); mBtnBlueOff = (Button) findViewById(R.id.btn_blue_off); mBtnConnect.setOnClickListener(this); mBtnRedOn.setOnClickListener(this); mBtnRedOff.setOnClickListener(this); mBtnYellowOn.setOnClickListener(this); mBtnYellowOff.setOnClickListener(this); mBtnBlueOn.setOnClickListener(this); mBtnBlueOff.setOnClickListener(this); }

按钮的点击回调方法：

 public void onClick(View v) { switch (v.getId()) { case R.id.btn_connect: //连接 if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) { String ip = mEtIP.getText().toString(); int port = Integer.valueOf(mEtPort.getText().toString()); mConnectThread = new ConnectThread(ip, port); mConnectThread.start(); } if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) { try { mSocket.close(); mBtnConnect.setText("连接"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } break; case R.id.btn_red_on:         //开红灯 if (out != null) { out.print("1"); out.flush(); } break; case R.id.btn_red_off:        //关红灯 if (out != null) { out.print("2"); out.flush(); } break; case R.id.btn_yellow_on: if (out != null) { out.print("3"); out.flush(); } break; case R.id.btn_yellow_off: if (out != null) { out.print("4"); out.flush(); } break; case R.id.btn_blue_on: if (out != null) { out.print("5"); out.flush(); } break; case R.id.btn_blue_off: if (out != null) { out.print("6"); out.flush(); } break; } }

负责连接esp8266的线程：

private class ConnectThread extends Thread { private String ip; private int port; public ConnectThread(String ip, int port) { this.ip = ip; this.port = port; } @Override public void run() { try { mSocket = new Socket(ip, port); out = new PrintStream(mSocket.getOutputStream()); runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { mBtnConnect.setText("断开"); } }); new HeartBeatThread().start(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } }); } } }

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本文完！