Приемопередатчик ESP8266 Wi-Fi позволяет подключить микроконтроллер к сети. Он широко используется в проектах IoT, поскольку он дешев, крошечен и прост в использовании. Ранее мы использовали его для создания веб-сервера с использованием веб-сервера Raspberry и веб-сервера Arduino.

В этом руководстве мы соединим модуль Wi-Fi ESP8266 с микроконтроллером ARM7-LPC2148 и создадим веб-сервер для управления светодиодом, подключенным к LPC2148. Рабочий процесс будет выглядеть так:

1. Отправьте AT-команды с LPC2148 на ESP8266 для настройки ESP8266 в режиме AP
2. Подключите ноутбук или компьютер к Wi-Fi с точкой доступа ESP8266
3. Создайте веб-страницу HTML на ПК с IP-адресом точки доступа веб-сервера ESP8266
4. Создайте программу для LPC2148 для управления светодиодом в соответствии со значением, полученным от ESP8266.

Если вы совершенно не знакомы с модулем Wi-Fi ESP8266, перейдите по ссылкам ниже, чтобы ознакомиться с модулем Wi-Fi ESP8266.

• Начало работы с трансивером Wi-Fi ESP8266 (часть 1)
• Начало работы с ESP8266 (часть 2): использование AT-команд
• Начало работы с ESP8266 (часть 3): программирование ESP8266 с помощью Arduino IDE и перепрошивка его памяти

Необходимые компоненты

Оборудование:

• ARM7-LPC2148
• Модуль Wi-Fi ESP8266
• FTDI (USB-UART TTL)
• СВЕТОДИОД
• ИС регулятора напряжения 3.3V
• Макетная плата

Программного обеспечения:

• KEIL uVision
• Инструмент Flash Magic
• Шпатлевка

Модуль Wi-Fi ESP8266

ESP8266 - это недорогой, широко используемый модуль Wi-Fi для встроенных проектов, для которого требуется низкое энергопотребление 3,3 В. Он использует только два провода TX и RX для последовательной связи и передачи данных между ESP8266 и любым микроконтроллером, имеющим порт UART.

Схема контактов для модуля Wi-Fi ESP8266

1. GND, Земля (0 В)
2. TX, бит передачи данных X
3. GPIO 2, Универсальный ввод / вывод № 2
4. CH_PD, отключение питания микросхемы
5. GPIO 0, универсальный вход / выход № 0
6. RST, сброс
7. RX, бит данных приема X
8. VCC, напряжение (+3,3 В)

Настройка печатной платы ESP8266

ESP8266 требует постоянного напряжения 3,3 В и не подходит для макетных плат. Итак, в нашем предыдущем руководстве по ESP8266 мы сделали печатную плату для ESP8266 с регулятором напряжения 3,3 В, кнопкой RESET и установкой перемычки для переключения режимов (AT-команда или режим вспышки). Его также можно установить на макетной плате без использования перфорированной платы.

Здесь мы спаяли все компоненты на макетной плате, чтобы сделать нашу собственную плату Wi-Fi ESP8266.

Изучите взаимодействие ESP8266 с различными микроконтроллерами, перейдя по ссылкам ниже:

• Начало работы с ESP8266 (часть 3): программирование ESP8266 с помощью Arduino IDE и перепрошивка его памяти
• Подключение ESP8266 к STM32F103C8: создание веб-сервера
• Отправка электронной почты с помощью панели запуска MSP430 и ESP8266
• Взаимодействие ESP8266 с микроконтроллером PIC16F877A
• Мониторинг мусорных контейнеров на базе IOT с использованием Arduino и ESP8266

Все проекты на базе ESP8266 можно найти здесь.

Подключение LPC2148 к ESP8266 для последовательной связи

Чтобы связать ESP8266 с LPC2148, мы должны установить последовательную связь UART между этими двумя устройствами для отправки AT-команд от LPC2148 к ESP8266 для настройки модуля ESP8266 Wi-Fi. Чтобы узнать больше об AT-командах ESP8266, перейдите по ссылке.

Таким образом, чтобы использовать связь UART в LPC2148, нам необходимо инициализировать порт UART в LPC2148. LPC2148 имеет два встроенных порта UART (UART0 и UART1).

Контакты UART в LPC2148

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

Инициализация UART0 в LPC2148

Поскольку мы знаем, что контакты LPC2148 являются контактами общего назначения, нам нужно использовать регистр PINSEL0 для использования UART0. Перед инициализацией UART0 сообщает об этих регистрах UART, используемых в LPC2148 для использования функции UART.

Регистры UART в LPC2148

В таблице ниже показаны некоторые важные регистры, используемые в программировании. В наших будущих руководствах мы кратко рассмотрим другие регистры, используемые для UART в LPC2148.

x-0 для UART0 и x-1 для UART1:

РЕГИСТР	РЕГИСТРАЦИЯ ИМЯ	ИСПОЛЬЗОВАТЬ
UxRBR	Регистр буфера приема	Содержит недавно полученное значение
UxTHR	Регистр хранения передачи	Содержит данные для передачи
UxLCR	Регистр управления линией	Содержит формат кадра UART (количество битов данных, стоповый бит)
UxDLL	Защелка делителя LSB	LSB значения генератора скорости передачи UART
UxDLM	Защелка делителя MSB	MSB значения генератора скорости передачи UART
UxIER	Регистр разрешения прерывания	Он используется для включения источников прерывания UART0 или UART1.
UxIIR	Регистр идентификации прерывания	Он содержит код состояния, имеющий приоритет и источник ожидающих прерываний.

Принципиальная схема и подключения

Соединения между LPC2148, ESP8266 и FTDI показаны ниже.

LPC2148	ESP8266	FTDI
TX (P0.0)	RX	NC
RX (P0.1)	TX	RX

ESP8266 питается от регулятора напряжения 3,3 В, а FTDI и LPC2148 питаются от USB.

Почему FTDI здесь?

В этом руководстве мы подключили контакт RX FTDI (USB к UART TTL) к контакту ESP8266 TX, который дополнительно подключен к контакту RX LPC2148, чтобы мы могли видеть ответ модуля ESP8266 с помощью любого терминального программного обеспечения, такого как замазка, Arduino IDE.. Но для этого установите скорость передачи в соответствии со скоростью передачи модуля Wi-Fi ESP8266. (Моя скорость передачи данных 9600 бод).

Шаги, связанные с программированием UART0 в LPC2148 для взаимодействия с ESP8266

Ниже приведены шаги программирования для подключения ESP8266 к LPC2148, которые сделают его совместимым с IoT.

Шаг 1: - Сначала нам нужно инициализировать контакты UART0 TX и RX в регистре PINSEL0.

(P0.0 как TX и P0.1 как RX) PINSEL0 = PINSEL0 - 0x00000005;

Шаг 2: - Затем в U0LCR (регистр управления линией) установите DLAB (бит доступа к защелке делителя) на 1, поскольку он разрешает их, а затем установите количество стоповых битов на 1 и длину кадра данных на 8 бит.

U0LCR = 0x83;

Шаг 3: - Теперь следует отметить важный шаг - установить значения U0DLL и U0DLM в зависимости от значения PCLK и желаемой скорости передачи. Обычно для ESP8266 мы используем скорость передачи 9600 бод. Итак, давайте посмотрим, как установить скорость передачи 9600 бод для UART0.

Формула для расчета скорости передачи:

Где, PLCK: частота периферийных часов (МГц)

U0DLM, U0DLL: регистры делителя генератора скорости передачи данных

MULVAL, DIVADDVAL: эти регистры являются значениями генератора дробей.

Для скорости передачи 9600 бод с PCLK = 15 МГц

MULVAL = 1 и DIVADDVAL = 0

256 * U0DLM + U0DLL = 97,65

Итак, U0DLM = 0, и мы получаем U0DLL = 97 (дробь недопустима)

Итак, мы используем следующий код:

U0DLM = 0x00; U0DLL = 0x61; (Шестнадцатеричное значение 97)

Шаг 4: - Наконец, мы должны установить для DLA (Divisor Latch Access) значение 0 в LCR.

Итак, у нас есть

U0LCR & = 0x0F;

Шаг 5: - Для передачи символа загрузите байт, который должен быть отправлен в U0THR, и подождите, пока байт не будет передан, на что указывает значение THRE, которое становится HIGH.

void UART0_TxChar (char ch) { U0THR = ch; пока ((U0LSR & 0x40) == 0); }

Шаг 6: - Для передачи строки используется функция ниже. Чтобы посылать строковые данные одну за другой, мы использовали символьную функцию из шага выше.

void UART0_SendString (char * str) { uint8_t i = 0; в то время как (str! = '\ 0') { UART0_TxChar (str); i ++; } }

Шаг 7: - Для получения строки здесь используется функция подпрограммы обслуживания прерывания, потому что модуль Wi-Fi ESP8266 будет передавать данные обратно на вывод RX LPC2148 всякий раз, когда мы отправляем AT-команду или когда ESP8266 отправляет данные на LPC2148, как мы отправляем данные на веб-сервер ESP8266.

Пример: когда мы отправляем AT-команду на ESP8266 с LPC2148 («AT \ r \ n»), мы получаем ответ «ОК» от модуля Wi-Fi.

Поэтому здесь мы используем прерывание, чтобы проверить значение, полученное от модуля Wi-Fi ESP8266, поскольку процедура обслуживания прерывания ISR имеет наивысший приоритет.

Поэтому всякий раз, когда ESP8266 отправляет данные на вывод RX LPC2148, устанавливается прерывание и выполняется функция ISR.

Шаг 8: - Чтобы включить прерывания для UART0, используйте следующий код

VICintEnable векторение регистр разрешения прерывания используется для разрешения прерывания для UART0.

VICIntEnable - = (1 << 6);

VICVecCnt10 векторение прерывания регистра управления, что слот выделяет на UART0.

VICVectCntl0 = (1 << 5) - 6;

Затем VICVectaddr0 - это регистр адреса векторного прерывания, который имеет адрес ISR подпрограммы обслуживания прерывания.

VICVectAddr0 = (без знака) UART0_ISR;

Затем мы должны назначить прерывание для регистра буфера приема RBR. Итак, в регистре разрешения прерывания (U0IER) мы устанавливаем RBR. Так что эта процедура обслуживания прерывания (ISR) вызывается, когда мы получаем данные.

U0IER = IER_RBR;

Наконец, у нас есть функция ISR, которая должна выполнять определенную задачу, когда мы получаем данные от модуля Wi-Fi ESP8266. Здесь мы просто читаем полученное значение от ESP8266, которое присутствует в U0RBR, и сохраняем это значение в UART0_BUFFER. Наконец, в конце ISR VICVectAddr должен быть установлен с нулевым или фиктивным значением.

void UART0_ISR () __irq { unsigned char IIRValue; IIRValue = U0IIR; IIRValue >> = 1; IIRValue & = 0x02; если (IIRValue == IIR_RDA) { UART_BUFFER = U0RBR; uart0_count ++; если (uart0_count == BUFFER_SIZE) { uart0_count = 0; } } VICVectAddr = 0x0; }

Шаг 9: - Поскольку модуль Wi-Fi ESP8266 должен быть установлен в режим AP, нам нужно отправить уважаемые AT-команды от LPC2148 с помощью функции UART0_SendString () .

Эти команды AT, которые отправляются на ESP8266 из LPC2148 упомянуты ниже. После отправки каждой AT-команды ESP8266 отвечает «ОК».

1. Отправляет AT на ESP8266

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

2. Отправляет AT + CWMODE = 2 (установка ESP8266 в режиме AP).

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

3. Отправляет AT + CIFSR (для получения IP AP)

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

4. Отправляет AT + CIPMUX = 1 (для различных подключений)

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

5. Отправляет AT + CIPSERVER = 1,80 (для ВКЛЮЧЕНИЯ СЕРВЕРА ESP8266 с ОТКРЫТЫМ ПОРТОМ)

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

Программирование и прошивка шестнадцатеричного файла в LPC2148

Для программирования ARM7-LPC2148 нам понадобится инструмент keil uVision и Flash Magic. Здесь используется USB-кабель для программирования ARM7 Stick через порт micro USB. Мы пишем код с помощью Keil и создаем шестнадцатеричный файл, а затем шестнадцатеричный файл записывается на карту ARM7 с помощью Flash Magic. Чтобы узнать больше об установке keil uVision и Flash Magic и их использовании, перейдите по ссылке «Начало работы с микроконтроллером ARM7 LPC2148 и запрограммируйте его с помощью Keil uVision».

Полная программа представлена ​​в конце урока.

Примечание. При загрузке файла HEX в LPC2148 вы не должны включать модуль Wi-Fi ESP8266 и модуль FTDI, подключенный к LPC2148.

Управление светодиодом с помощью ESP8266 IoT Webserver с LPC2148

Шаг 1: - После загрузки файла HEX в LPC2148 подключите модуль FTDI к ПК через USB-кабель и откройте программное обеспечение терминала замазки.

Выберите Serial, а затем выберите COM-порт в соответствии с вашим ПК или моим ноутбуком (COM3). Скорость передачи 9600 бод.

Шаг 2: - Теперь сбросьте модуль Wi-Fi ESP8266 или просто ВЫКЛЮЧИТЕ и ВКЛЮЧИТЕ его снова, терминал замазки покажет ответ модуля Wi-Fi ESP8266, как показано ниже. \

Шаг 3: - Теперь нажмите кнопку RESET на LPC2148. После этого LPC2148 начинает отправлять AT-команды на ESP8266. Мы можем увидеть ответ в терминале шпатлевки.

Шаг 4: - Как вы можете видеть на изображении выше, ESP8266 установлен в РЕЖИМ 2, то есть в режиме AP, а адрес APIP - 192.168.4.1. Обратите внимание на этот адрес, потому что этот адрес будет жестко закодирован в HTML-коде веб-страницы для управления светодиодом, подключенным к LPC2148.

Важно : когда ESP8266 находится в режиме AP, вы должны подключить свой компьютер к ESP8266 AP. См. Изображение ниже, что мой модуль ESP8266 показывает AP с именем ESP_06217B (он открыт и не имеет пароля).

Шаг 5: - После подключения ПК к точке доступа ESP8266 откройте блокнот и скопируйте и вставьте следующую веб-страницу программы HTML. Обязательно измените адрес APIP в соответствии с вашим модулем Wi-Fi ESP8266

Добро пожаловать в Circuit Digest

ESP8266 Взаимодействие с LPC2148: создание веб-сервера для управления светодиодом

Светодиод горит светодиод не горит

На этой HTML-странице мы создали две кнопки с гиперссылками для включения и выключения светодиода на веб-странице.

Наконец, сохраните документ блокнота как расширение .html.

Веб-страница будет отображаться в веб-браузере, как показано ниже.

Здесь адресом является IP-адрес точки доступа 192.168.4.1, и мы отправляем значения @ и% для включения и выключения светодиода, используя следующую логику в LPC2148.

while (1) { if (uart0_count! = 0) { КОМАНДА = UART0_BUFFER; if (COMMAND == LEDON) // Логика для включения или выключения светодиода в зависимости от полученного значения от ESP8266 { IOSET1 = (1 << 20); // Устанавливает ВЫСОКИЙ ВЫХОД delay_ms (100); } иначе, если (КОМАНДА == LEDOFF) { IOCLR1 = (1 << 20); // Устанавливает НИЗКИЙ ВЫХОД delay_ms (100); } } }

Таким образом можно дистанционно управлять устройством с помощью микроконтроллера LPC2148 ESP8266 и ARM7. Полный код и видео с пояснениями приведены ниже.