ตัวรับส่งสัญญาณ Wi-Fi ESP8266 ให้วิธีการเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับเครือข่าย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการ IoT เนื่องจากมีราคาถูกเล็กและใช้งานง่าย ก่อนหน้านี้เราได้ใช้มันเพื่อสร้างเว็บเซิร์ฟเวอร์โดยใช้เว็บเซิร์ฟเวอร์ Raspberry และเว็บเซิร์ฟเวอร์ Arduino

ในบทช่วยสอนนี้เราจะเชื่อมต่อโมดูล Wi-Fi ESP8266 กับไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM7-LPC2148และสร้างเว็บเซิร์ฟเวอร์เพื่อควบคุม LED ที่เชื่อมต่อกับ LPC2148 ขั้นตอนการทำงานจะเป็นดังนี้:

1. ส่งคำสั่ง AT จาก LPC2148 ถึง ESP8266 เพื่อกำหนดค่า ESP8266 ในโหมด AP
2. เชื่อมต่อ Wi-Fi ของแล็ปท็อปหรือคอมพิวเตอร์กับจุดเชื่อมต่อ ESP8266
3. สร้างเว็บเพจ HTML ในพีซีด้วยที่อยู่ IP ของจุดเข้าใช้งานของเว็บเซิร์ฟเวอร์ ESP8266
4. สร้างโปรแกรมสำหรับ LPC2148 เพื่อควบคุม LED ตามค่าที่ได้รับจาก ESP8266

หากคุณเพิ่งเริ่มใช้โมดูล Wi-Fi ESP8266 ใหม่ไปที่ลิงก์ด้านล่างเพื่อทำความคุ้นเคยกับโมดูล Wi-Fi ESP8266

• เริ่มต้นกับ ESP8266 ตัวรับส่งสัญญาณ Wi-Fi (ตอนที่ 1)
• เริ่มต้นกับ ESP8266 (ตอนที่ 2): การใช้คำสั่ง AT
• เริ่มต้นกับ ESP8266 (ตอนที่ 3): การเขียนโปรแกรม ESP8266 ด้วย Arduino IDE และกะพริบหน่วยความจำ

ส่วนประกอบที่จำเป็น

ฮาร์ดแวร์:

• ARM7-LPC2148
• โมดูล Wi-Fi ESP8266
• FTDI (USB เป็น UART TTL)
• LED
• IC ควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3V
• เขียงหั่นขนม

ซอฟต์แวร์:

• KEIL uVision
• Flash Magic Tool
• ผงสำหรับอุดรู

โมดูล Wi-Fi ESP8266

ESP8266 เป็นโมดูล Wi-Fi ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในราคาประหยัดสำหรับโครงการฝังตัวที่ต้องการพลังงานต่ำ 3.3V ใช้เพียงสองสาย TX และ RX สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมและการถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง ESP8266 และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีพอร์ต UART

Pin Diagram สำหรับโมดูล Wi-Fi ESP8266

1. GND, กราวด์ (0 V)
2. TXส่งบิตข้อมูล X
3. GPIO 2อินพุต / เอาท์พุตเอนกประสงค์หมายเลข 2
4. CH_PD, ชิปปิดเครื่อง
5. GPIO 0, อินพุต / เอาต์พุตเอนกประสงค์หมายเลข 0
6. RST, รีเซ็ต
7. RXรับบิตข้อมูล X
8. VCC, แรงดันไฟฟ้า (+3.3 V)

การตั้งค่าแผงวงจร ESP8266

ESP8266 ต้องการแหล่งจ่ายไฟคงที่ 3.3V และไม่เป็นมิตรกับเขียงหั่นขนม ดังนั้นในบทช่วยสอนก่อนหน้าของเราเกี่ยวกับ ESP8266 เราได้สร้างแผงวงจรสำหรับ ESP8266 พร้อมตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3V ปุ่มกด RESET และการตั้งค่าจัมเปอร์สำหรับสลับโหมด (คำสั่ง AT หรือโหมดแฟลช) นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งบน breadboard โดยไม่ต้องใช้ perf board

ที่นี่เราบัดกรีส่วนประกอบทั้งหมดบนเขียงหั่นขนมเพื่อสร้างบอร์ด Wi-Fi ESP8266 ของเราเอง

เรียนรู้การเชื่อมต่อ ESP8266 กับไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆตามลิงค์ด้านล่าง:

• เริ่มต้นกับ ESP8266 (ตอนที่ 3): การเขียนโปรแกรม ESP8266 ด้วย Arduino IDE และกะพริบหน่วยความจำ
• การเชื่อมต่อ ESP8266 กับ STM32F103C8: การสร้างเว็บเซิร์ฟเวอร์
• การส่งอีเมลโดยใช้ MSP430 Launchpad และ ESP8266
• การเชื่อมต่อ ESP8266 กับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F877A
• การตรวจสอบถังขยะโดยใช้ IOT โดยใช้ Arduino และ ESP8266

สามารถพบโครงการที่ใช้ ESP8266 ทั้งหมดได้ที่นี่

การเชื่อมต่อ LPC2148 กับ ESP8266 สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม

ในการเชื่อมต่อ ESP8266 กับ LPC2148เราต้องสร้างการสื่อสารแบบอนุกรม UART ระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองนี้เพื่อส่งคำสั่ง AT จาก LPC2148 ถึง ESP8266 เพื่อกำหนดค่าโมดูล Wi-Fi ESP8266 หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับคำสั่ง ESP8266 AT ตามลิงค์

ดังนั้นในการใช้การสื่อสาร UART ใน LPC2148 เราจำเป็นต้องเริ่มต้นพอร์ต UART ใน LPC2148 LPC2148 มีพอร์ต UART ในตัวสองพอร์ต (UART0 และ UART1)

UART Pins ในLPC2148

UART_Port	TX_PIN	RX_PIN
UART0	P0.0	P0.1
UART1	P0.8	P0.9

การเริ่มต้น UART0 ใน LPC2148

ดังที่เราทราบดีว่าพินของ LPC2148 เป็นพินสำหรับใช้งานทั่วไปดังนั้นเราจึงต้องใช้การลงทะเบียน PINSEL0 เพื่อใช้ UART0 ก่อนเริ่มต้น UART0 โปรดทราบเกี่ยวกับการลงทะเบียน UART เหล่านี้ที่ใช้ใน LPC2148 สำหรับการใช้คุณสมบัติ UART

UART ลงทะเบียนใน LPC2148

ตารางด้านล่างแสดงการลงทะเบียนที่สำคัญบางอย่างที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม ในบทช่วยสอนในอนาคตเราจะเห็นสั้น ๆ เกี่ยวกับการลงทะเบียนอื่น ๆ ที่ใช้กับ UART ใน LPC2148

x-0 สำหรับ UART0 และ x-1 สำหรับ UART1:

ลงทะเบียน	ลงทะเบียนชื่อ	ใช้
UxRBR	รับการลงทะเบียนบัฟเฟอร์	ประกอบด้วยค่าที่ได้รับล่าสุด
UxTHR	ส่งการลงทะเบียนโฮลดิ้ง	มีข้อมูลที่จะส่ง
UxLCR	ลงทะเบียนควบคุมสาย	มีรูปแบบเฟรม UART (No of Data Bits, Stop bit)
UxDLL	สลัก Divisor LSB	LSB ของค่าเครื่องกำเนิดอัตราบอด UART
UxDLM	Divisor Latch MSB	MSB ของค่าเครื่องกำเนิดอัตราบอด UART
UxIER	ขัดจังหวะเปิดใช้งานการลงทะเบียน	ใช้เพื่อเปิดใช้แหล่งที่มาของการขัดจังหวะ UART0 หรือ UART1
UxIIR	ขัดจังหวะการลงทะเบียนประจำตัว	ประกอบด้วยรหัสสถานะที่มีลำดับความสำคัญและแหล่งที่มาของการขัดจังหวะที่รอดำเนินการ

แผนภาพวงจรและการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อระหว่าง LPC2148, ESP8266 และ FTDI แสดงอยู่ด้านล่าง

LPC2148	ESP8266	ส. อ. ท
เท็กซัส (P0.0)	RX	NC
RX (P0.1)	TX	RX

ESP8266 ใช้พลังงานจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3V และ FTDI & LPC2148 ใช้พลังงานจาก USB

ทำไม FTDI ถึงมาที่นี่?

ในบทช่วยสอนนี้เราได้เชื่อมต่อพิน RX ของ FTDI (USB เป็น UART TTL) กับพิน ESP8266 TX ซึ่งเชื่อมต่อกับพิน LPC2148 RX เพิ่มเติมเพื่อให้เราสามารถเห็นการตอบสนองของโมดูล ESP8266 โดยใช้ซอฟต์แวร์เทอร์มินัลใด ๆ เช่นผงสำหรับอุดรู Arduino IDE. แต่สำหรับนั้นให้กำหนดอัตราการรับส่งข้อมูลตามอัตราการส่งข้อมูลของโมดูล Wi-Fi ESP8266 (อัตราบอดของฉันคือ 9600)

ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในการเขียนโปรแกรม UART0 ใน LPC2148 สำหรับการเชื่อมต่อ ESP8266

ด้านล่างนี้เป็นขั้นตอนการเขียนโปรแกรมเพื่อเชื่อมต่อ ESP8266 กับ LPC2148 ซึ่งจะทำให้เข้ากันได้กับ IoT

ขั้นตอนที่ 1: -ก่อนอื่นเราต้องเริ่มต้นพิน UART0 TX & RX ในการลงทะเบียน PINSEL0

(P0.0 เป็น TX และ P0.1 เป็น RX) PINSEL0 = PINSEL0 - 0x00000005;

ขั้นตอนที่ 2: -ถัดไปใน U0LCR (Line Control Register) ตั้งค่า DLAB (Divisor Latch Access Bit) เป็น 1 ตามที่เปิดใช้งานจากนั้นตั้งค่าไม่ให้บิตหยุดเป็น 1 และความยาวเฟรมข้อมูล 8 บิต

U0LCR = 0x83;

ขั้นตอนที่ 3: -ตอนนี้ขั้นตอนสำคัญที่ต้องสังเกตคือการตั้งค่าของ U0DLL & U0DLM ขึ้นอยู่กับค่า PCLK และอัตราการส่งข้อมูลที่ต้องการ โดยปกติสำหรับ ESP8266 เราใช้อัตราการส่งข้อมูลที่ 9600 ดังนั้นเรามาดูวิธีการตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูล 9600 สำหรับ UART0

สูตรคำนวณอัตราบอด:

ที่ไหน

PLCK: นาฬิกาอุปกรณ์ต่อพ่วงในความถี่ (MHz)

U0DLM, U0DLL: ตัวแบ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Baud Rate ลงทะเบียน

MULVAL, DIVADDVAL: การลงทะเบียนเหล่านี้เป็นค่าตัวสร้างเศษส่วน

สำหรับ Baud Rate 9600 พร้อม PCLK = 15MHZ

MULVAL = 1 & DIVADDVAL = 0

256 * U0DLM + U0DLL = 97.65

ดังนั้น U0DLM = 0 และเราได้รับ U0DLL = 97 (ไม่อนุญาตให้ใช้เศษส่วน)

ดังนั้นเราจึงใช้รหัสต่อไปนี้:

U0DLM = 0x00; U0DLL = 0x61; (ค่าเลขฐานสิบหกเท่ากับ 97)

ขั้นตอนที่ 4: -สุดท้ายเราต้องปิดการใช้งาน DLA (Divisor Latch Access) เป็น 0 ใน LCR

ดังนั้นเราจึงมี

U0LCR & = 0x0F;

ขั้นตอนที่ 5: - สำหรับการส่งอักขระให้โหลดไบต์ที่จะส่งใน U0THR และรอจนกว่าไบต์จะถูกส่งซึ่งระบุโดย THRE กลายเป็น HIGH

เป็นโมฆะ UART0_TxChar (ถ่าน ch) { U0THR = ch; ในขณะที่ ((U0LSR & 0x40) == 0); }

ขั้นตอนที่ 6: - สำหรับการส่งสตริงจะใช้ฟังก์ชันด้านล่าง ในการส่งข้อมูลสตริงทีละตัวเราใช้ฟังก์ชันอักขระจากขั้นตอนด้านบน

เป็นโมฆะ UART0_SendString (ถ่าน * str) { uint8_t i = 0; ในขณะที่ (str! = '\ 0') { UART0_TxChar (str); ผม ++; } }

ขั้นตอนที่ 7: - สำหรับการรับสตริงฟังก์ชันอินเตอร์รัปต์เซอร์วิสรูทีนจะถูกใช้ที่นี่เนื่องจากโมดูล Wi-Fi ESP8266 จะส่งข้อมูลกลับไปที่พิน RX ของ LPC2148 เมื่อใดก็ตามที่เราส่งคำสั่ง AT หรือเมื่อใดก็ตามที่ ESP8266 ส่งข้อมูลไปยัง LPC2148 เช่นที่เราส่ง ข้อมูลไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ของ ESP8266

ตัวอย่าง:เมื่อเราส่งคำสั่ง AT ไปยัง ESP8266 จาก LPC2148 (“ AT \ r \ n”) เราจะได้รับคำตอบว่า“ ตกลง” จากโมดูล Wi-Fi

ดังนั้นเราจึงใช้การขัดจังหวะที่นี่เพื่อตรวจสอบค่าที่ได้รับจากโมดูล Wi-Fi ESP8266 เนื่องจากรูทีนบริการขัดจังหวะ ISR มีลำดับความสำคัญสูงสุด

ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ ESP8266 ส่งข้อมูลไปยัง RX พินของ LPC2148 การขัดจังหวะจะถูกตั้งค่าและฟังก์ชัน ISR จะทำงาน

ขั้นตอนที่ 8: -ในการเปิดใช้งานการขัดจังหวะสำหรับ UART0ให้ใช้รหัสต่อไปนี้

VICintEnable เป็นเวกเตอร์ขัดจังหวะเปิดใช้งานการลงทะเบียนใช้ในการเปิดการขัดจังหวะสำหรับ UART0

VICIntEnable - = (1 << 6);

VICVecCnt10 เป็นเวกเตอร์ทะเบียนควบคุมการขัดจังหวะที่สล็อตจัดสรรสำหรับ UART0

VICVectCntl0 = (1 << 5) - 6;

ถัดไป VICVectaddr0 คือการลงทะเบียนที่อยู่ อินเทอร์รัปต์ ที่มีการขัดจังหวะที่อยู่ ISR ประจำ

VICVectAddr0 = (ไม่ได้ลงนาม) UART0_ISR;

จากนั้นเราต้องกำหนดการขัดจังหวะสำหรับการลงทะเบียนบัฟเฟอร์ RBR Receive ดังนั้นใน Interrupt เปิดใช้งาน register (U0IER) เราจึงตั้งค่าสำหรับ RBR ดังนั้น interrupt service routine (ISR) จึงถูกเรียกเมื่อเรารับข้อมูล

U0IER = IER_RBR;

สุดท้ายเรามีฟังก์ชัน ISR ที่ต้องทำงานบางอย่างเมื่อเรารับข้อมูลจากโมดูล Wi-Fi ESP8266 ที่นี่เราเพิ่งอ่านค่าที่ได้รับจาก ESP8266 ที่มีอยู่ใน U0RBR และเก็บค่าเหล่านั้นไว้ใน UART0_BUFFER สุดท้ายที่ส่วนท้ายของ ISR ควรตั้งค่า VICVectAddr ด้วยค่าศูนย์หรือดัมมี่

เป็นโมฆะ UART0_ISR () __irq { ถ่าน IIRValue ที่ไม่ได้ลงนาม; IIRValue = U0IIR; IIRValue >> = 1; IIRValue & = 0x02; ถ้า (IIRValue == IIR_RDA) { UART_BUFFER = U0RBR; uart0_count ++; ถ้า (uart0_count == BUFFER_SIZE) { uart0_count = 0; } } VICVectAddr = 0x0; }

ขั้นตอนที่ 9: -โมดูลในฐานะที่เป็น ESP8266 Wi-Fi ควรจะตั้งในโหมด AP ที่เราต้องส่งเคารพคำสั่ง AT จาก LPC2148 โดยใช้ UART0_SendString () ฟังก์ชั่น

คำสั่งที่ถูกส่งไปยัง ESP8266 จาก LPC2148ระบุไว้ด้านล่าง หลังจากส่งคำสั่ง AT แต่ละคำสั่ง ESP8266 ตอบสนองด้วย“ ตกลง”

1. ส่ง AT ไปยัง ESP8266

UART0_SendString ("ที่ \ r \ n"); delay_ms (3000);

2. ส่ง AT + CWMODE = 2 (การตั้งค่า ESP8266 ในโหมด AP)

UART0_SendString ("ที่ + CWMODE = 2 \ r \ n"); delay_ms (3000);

3. ส่ง AT + CIFSR (สำหรับรับ IP ของ AP)

UART0_SendString ("ที่ + CIFSR \ r \ n"); delay_ms (3000);

4. ส่ง AT + CIPMUX = 1 (สำหรับ Mutliple Connections)

UART0_SendString ("AT + CIPMUX = 1 \ r \ n"); delay_ms (3000);

5. ส่ง AT + CIPSERVER = 1,80 (สำหรับ ENABLING ESP8266 SERVER with OPEN PORT)

UART0_SendString ("ที่ + CIPSERVER = 1,80 \ r \ n"); delay_ms (3000);

การเขียนโปรแกรมและการกระพริบไฟล์ Hex เป็น LPC2148

ในการเขียนโปรแกรม ARM7-LPC2148 เราต้องใช้เครื่องมือ keil uVision & Flash Magic สาย USB ใช้ที่นี่เพื่อตั้งโปรแกรม ARM7 Stick ผ่านพอร์ต micro USB เราเขียนโค้ดโดยใช้ Keil และสร้างไฟล์ hex จากนั้นไฟล์ HEX จะถูกแฟลชไปที่แท่ง ARM7 โดยใช้ Flash Magic หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้ง keil uVision และ Flash Magic และวิธีการใช้งานให้ไปที่ลิงค์เริ่มต้นใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM7 LPC2148 และตั้งโปรแกรมโดยใช้ Keil uVision

โปรแกรมที่สมบูรณ์จะได้รับในตอนท้ายของบทช่วยสอน

หมายเหตุ: ในขณะอัปโหลดไฟล์ HEX ไปยัง LPC2148 คุณต้องไม่เปิดโมดูล Wi-Fi ESP8266 และโมดูล FTDI ที่เชื่อมต่อกับ LPC2148

การควบคุม LED โดยใช้ ESP8266 IoT Webserver กับ LPC2148

ขั้นตอนที่ 1: -หลังจากอัปโหลดไฟล์ HEX ไปยัง LPC2148 แล้วให้เชื่อมต่อโมดูล FTDI กับพีซีผ่านสาย USB และเปิดซอฟต์แวร์เทอร์มินัลสำหรับอุดรู

เลือก Serial จากนั้นเลือกพอร์ต COM ตามพีซีของคุณหรือ LAPTOP ของฉันคือ (COM3) อัตราการส่งข้อมูลคือ 9600

ขั้นตอนที่ 2: -ตอนนี้รีเซ็ตโมดูล Wi-Fi ESP8266 หรือเพียงแค่ปิดและเปิดเครื่องอีกครั้งเทอร์มินัลสำหรับอุดรูจะแสดงการตอบสนองของโมดูล Wi-Fi ESP8266 ดังที่แสดงด้านล่าง \

ขั้นตอนที่ 3: -ตอนนี้กดปุ่ม RESET บน LPC2148 หลังจากนั้น LPC2148 จะเริ่มส่งคำสั่ง AT ไปยัง ESP8266 เราสามารถดูการตอบสนองของสิ่งนั้นได้ในขั้วสำหรับอุดรู

ขั้นตอนที่ 4: - ดังที่คุณเห็นในภาพด้านบน ESP8266 ถูกตั้งค่าใน MODE 2 ซึ่งเป็นโหมด AP และที่อยู่ของ APIP คือ 192.168.4.1 โปรดสังเกตที่อยู่นี้เนื่องจากที่อยู่นี้จะถูกเข้ารหัสในโค้ด HTML ของหน้าเว็บเพื่อควบคุม LED ที่เชื่อมต่อกับ LPC2148

สำคัญ : เมื่อ ESP8266 อยู่ในโหมด AP คุณต้องเชื่อมต่อพีซีของคุณกับ ESP8266 AP ดูภาพด้านล่างโมดูล ESP8266 ของฉันแสดง AP ในชื่อ ESP_06217B (เปิดอยู่และไม่มีรหัสผ่าน)

ขั้นตอนที่ 5: -หลังจากเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ไปยัง ESP8266 AP เปิด Notepad และคัดลอกวางต่อไปนี้หน้าเว็บ HTML โปรแกรม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เปลี่ยนที่อยู่ APIP ตามโมดูล Wi-Fi ESP8266 ของคุณ

ยินดีต้อนรับสู่ Circuit Digest

ESP8266 การเชื่อมต่อกับ LPC2148: การสร้างเว็บเซิร์ฟเวอร์เพื่อควบคุม LED

LED เปิด LED ดับ

ในหน้า HTML นี้เราได้สร้างปุ่มไฮเปอร์ลิงก์สองปุ่มเพื่อเปิดและปิด LED จากหน้าเว็บ

สุดท้ายบันทึกเอกสาร notepad เป็นนามสกุล. html

หน้าเว็บจะแสดงดังด้านล่างในเว็บเบราว์เซอร์

ที่อยู่คือที่อยู่ IP ของ AP 192.168.4.1 และเราส่งค่า @ และ% เพื่อเปิดและปิด LED โดยใช้ตรรกะด้านล่างนี้ใน LPC2148

ในขณะที่ (1) { if (uart0_count! = 0) { COMMAND = UART0_BUFFER; ถ้า (COMMAND == LEDON) // ลอจิกเพื่อตั้งค่า LED ON หรือ OFF ขึ้นอยู่กับค่าที่ได้รับจาก ESP8266 { IOSET1 = (1 << 20); // ตั้งค่า OUTPUT HIGH delay_ms (100); } else if (COMMAND == LEDOFF) { IOCLR1 = (1 << 20); // ตั้งค่า OUTPUT LOW delay_ms (100); } } }

นี่คือวิธีควบคุมอุปกรณ์จากระยะไกลโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP8266 และ ARM7 LPC2148 รหัสที่สมบูรณ์และวิดีโอคำอธิบายได้รับด้านล่าง