ESP32开发

1、简介

1.1 种类

WIFI模块在PC上做为客户端、服务器，在STM32上做服务器的通讯。在物联网应用开发有重要作用，种类居多，如下图

红色方框的esp8266-01s型号的无限wifi模块就是本章学习的主要对象。

1.2 特点

小巧的尺寸：ESP-01S模块具有紧凑的设计，适用于空间有限的应用。
WiFi功能：它支持802.11b/g/n标准，允许设备连接到无线网络。
高度集成：ESP-01S集成了WiFi功能和处理器，减少了外部组件的需求。
AT指令支持：通过串口通信，可以使用AT指令进行配置和控制。
低功耗：ESP-01S模块具有低功耗特性，适用于长时间运行的应用。
容易使用：ESP-01S模块易于配置和应用，有许多开发资源和示例代码可用。

1.3 管脚功能

Pin脚编号	Pin脚名称	备注
1	GND	接地
2	IO2	GPIO2/UART1 TXD
3	IO0	GPI00:下载模式:外部拉低:运行模式:悬空或者外部拉高
4	RXD	UARTO RXD/GPIO3
5	TXD	UARTO TXD/GPI01
6	EN	芯片使能端，高电平有效
7	RST	复位
8	VCC	3.3V供电(VDD);外部供电电源输出电流建议在500mA 以上

1.4 接线方式

1.5 工作模式

ESP8266-01s模块共支持3种工作模式：STA、AP、STA+AP

1、STA模式

在此模式下，模块可连接其他设备提供的无线网络，例如通过 WIFI 连接至路由器，从而可以访问互联网，进而实现手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。

简单来说，此模式下，该模块相当于一个用户，需要链接外部的WIFI（或自己的热点），通过链接的WIFI进行与其他设备的通信；

2、AP

AP 模式为默认的模式，在此模式下，模块将作为热点供其他设备连接，从而让手机或电脑直接与模块进行通讯，实现局域网的无线控制。

简单来说，此模式下，该模块相当于提供一个热点，创建一个小范围的局域网，凡是连接上的设备就能与其进行通信；

3、STA+AP

该模式为 STA 模式与 AP 模式共存的一种模式，模块既能连接至其他设备提供的无线网络，又能作为热点，供其他设备连接，以实现广域网与局域网的无缝切换，方便操作使用。

2、基础AT指令介绍

2.1 AT指令类型

⚠ 注意：

• 不是每条 AT 指令都具备上述 4 种类型的命令。

• [ ] 括号内为缺省值，不必填写或者可能不显示。

• 使⽤双引号表示字符串数据 ”string” ，例如： AT+CWSAP="ESP756290","21030826",1,4

• 默认波特率为 115200 。

• AT 指令必须⼤写，并且以回⻋换⾏符结尾（ CR LF ）。

2.2 基础指令及其描述

使用示例：

AT指令启动调试

AT+RST重启调试

AT+RESTORE恢复出厂设置调试

2.3 使用AT指令需要注意的事

输入AT指令时，所有字母需要为大写形式，否则会报错（返回error），但有个例外：加号前面的可以是小写，但加号后面的必须为大写，这可能是esp8266模块中程序自己做了处理，即AT无论是大小写都能识别出来。

在等待发送AT指令时，需要回车加换行，即\r\n,否则在串口部分他会以不换行的格式不断发送你输入的AT指令，但这在esp8266模块看来，它未识别到\r\n，所以不会对输入的AT指令进行处理，只有当识别到\r\n时，才会进行处理，所以需要勾选上串口助手的发送新行选项。

3、AT指令分类和提示信息

3.1 选择是否保存到Flash的区别

AT指令主要分类在简介中有写到，但有些指令有无Flash区别很大，在这里做一下解析。

如上图所示，设置当前wifi模式可以选择是否存到Flash，则有不同的AT指令，针对上图做出调试：

1.先进行测试

2.再进行查询

3.最后进行修改并查询

可见此时wifi模式成功修改成Station模式，但此时调用复位AT指令，再次进行查询，其模式还会是修改过后的模式么，如下：

可见修改后的模式并没有存储到Flash中，复位后会发生改变，若想要保存到Flash中，调用上面第二个图片中的AT指令即可，这里就不作演示。

3.2 提示信息

3.3 其他会保存到Flash的AT指令

4、基础WI-FI功能指令

5、TCP&IP功能AT指令概述

红框的是经常需要用到的，详细概述如下：

6、AT指令应用示例_单连接 TCP Client

6.1 配置 WiFi 模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

（注：此AT指令通过试验会保存到Flash）

响应 :

OK

6.2 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router SSID是路由器名称 password是路由器密码

响应 :

OK

6.3 查询 ESP8266 设备的 IP 地址

AT+CIFSR

响应 :

+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"

+CIFSR:APMAC,"ee:fa:bc:96:20:8c"

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.120"

+CIFSR:STAMAC,"ec:fa:bc:96:20:8c"

OK

可见成功查询到esp8266模块连接wifi的IP

6.4 建立TCP服务器

PC 与 ESP8266 设备连接同⼀路由器，在 PC 端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个TCP服务器。

打开网络调试助手，修改端口号为TCPServer，当本地IP出现时，修改端口号为8080，点击侦听即可。

此时显示侦听中，可见等待设备连接到该TCP服务器。同时创建的服务器IP为192.168.1.103，端口为8080.

6.5 ESP8266设备作为TCP client连接到上述服务器

AT+CIPSTART="TCP"," 192.168.1.103 ",8080 //protocol, server IP and port

响应 :

OK

实现本地发送数据至远端。

6.6 ESP8266 设备向服务器发送数据

AT+CIPSEND=4 // set date length which will be sent, such as 4 bytes

>test // enter the data, no CR

响应 :

Recv 4 bytes

SEND OK

可见实现了远端像本地发送数据。

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

可见超过AT指令设置的字节时，本地只能接收到在设置字节范围内的数据，其余数据发送失败。

6.7 ESP8266设备接收数据提示信息

提示信息如下：

+IPD,n:xxxxxxxxxx // received n bytes, data=xxxxxxxxxxx

上图IPD比输入数据长度多2是因为网络调试助手中勾选了换行，所以每次发送时串口助手会换行，同时\r\n算两个字符长度，下图不添加换行后，IPD与输入字符长度一样。

7、AT指令应用示例_UDP传输

UDP传输分为固定远端和远端可变，同时他们的前三步与上部分单连接TCP Client相同，所以这里将步骤列出来，不做详细操作演示。

7.1 固定远端的 UDP 通信

7.1.1 配置 WiFi 模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

（注：此AT指令通过试验会保存到Flash）

响应 :

OK

7.1.2 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router SSID是路由器名称 password是路由器密码

响应 :

OK

7.1.3 查询 ESP8266 设备的 IP 地址

AT+CIFSR

响应 :

+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"

+CIFSR:APMAC,"ee:fa:bc:96:20:8c"

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.120"

+CIFSR:STAMAC,"ec:fa:bc:96:20:8c"

OK

7.1.4 建立UDP服务器

PC 与 ESP8266 设备连接同⼀路由器，在 PC 端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个UDP服务器。

打开网络调试助手，修改端口号为UDP，当本地IP出现时，修改端口号为8080，同时远程IP写入ESP8266模块的IP，修改端口号9090，点击侦听即可。

7.1.5 使能多连接

AT+CIPMUX=1

响应 :

OK

7.1.6 创建UDP传输

例如，分配连接号为 4 ，指令如下：

AT+CIPSTART=4,"UDP","192.168.1.103",8080,9090,0

响应 :

4,CONNNECT

OK

说明：

示例指令中的参数说明如下：

• "192.168.1.103", 8080 为 UDP 传输的远端 IP 和端⼝，即前⽂步骤 4 中 PC 建⽴的 UDP 端⼝；（这里的远端IP是相对于esp8266的远端，即网络调试助手中的本地IP）

•9090 为 ESP8266 本地的 UDP 端⼝，⽤户可⾃⾏设置，如不设置则为随机值；

• 0 表示当前 UDP 传输建⽴后， UDP 远端不会被其他设备更改；即使有其他设备通过 UDP 协议发数据到

ESP8266 UDP 端⼝ 1112 ， ESP8266 的第 4 号 UDP 传输的远端也不会被替换，使⽤指令

“AT+CIPSEND=4, X” 发送数据，仍然是当前固定的 PC 端收到。

可见创建完UDP传输后，网络调试助手成功连接上远端esp8266模块。

7.1.7 发送数据

AT+CIPSEND=4,7 // Send 7 bytes to transmission NO.4

>UDPtest

// enter the data, no CR

响应 :

Recv 7 bytes

SEND OK

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

7.1.8 断开UDP传输

AT+CIPCLOSE=4（4为一开始分配的连接号）

响应 :

4,CLOSED

OK

可见断开连接后，远端发送数据到esp8266时，并不能接收数据。

7.2 远端可变的 UDP 通信

7.2.1 配置 WiFi 模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

（注：此AT指令通过试验会保存到Flash）

响应 :

OK

7.2.2 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router SSID是路由器名称 password是路由器密码

响应 :

OK

7.2.3 查询 ESP8266 设备的 IP 地址

AT+CIFSR

响应 :

+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"

+CIFSR:APMAC,"ee:fa:bc:96:20:8c"

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.120"

+CIFSR:STAMAC,"ec:fa:bc:96:20:8c"

OK

7.2.4 建立UDP服务器

PC 与 ESP8266 设备连接同⼀路由器，在 PC 端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个UDP服务器。

打开网络调试助手，修改端口号为UDP，当本地IP出现时，修改端口号为8080，同时远程IP写入ESP8266模块的IP，修改端口号9090，点击侦听即可。

7.2.5 使能单连接

AT+CIPMUX=0

响应 :

OK

7.2.5 创建UDP传输

当使⽤ AT+CIPSTART 指令创建 UDP 通信，将最后⼀个参数设置为 2 时， UDP 通信的远端可改变。

AT+CIPSTART="UDP","192.168.1.103",8080,9090,2

响应 :

4,CONNNECT

OK

示例指令中的参数说明如下：

• "192.168.1.103"", 8080 为 UDP 传输的远端 IP 和端⼝，即前⽂ PC 建⽴的 UDP 端⼝；

• 9090 为 ESP8266 本地的 UDP 端⼝，⽤户可⾃⾏设置，如不设置则为随机值；

• 2 表示当前 UDP 传输建⽴后， UDP 传输远端仍然会更改； UDP 传输远端会⾃动更改为最近⼀个与 ESP8266 UDP 通信的远端。

注意：这里设置的是单连接模式，所以在使用此通信方式时，需调用AT+CIPMUX?指令查询是否为0（单连接模式），同时单连接不需要加网络连接ID，与前面的固定远端UDP传输有所不同。

7.2.6 发送数据

AT+CIPSEND=7 // Send 7 bytes

>UDPtest

// enter the data, no CR

响应 :

Recv 7 bytes

SEND OK

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

这里为单连接模式，所以AT指令后面直接加上数据长度即可。

7.2.7 发送数据到其他指定远端

例如，发数据到192.168.1.103, 端⼝ 8081 。

AT+CIPSEND=7,"192.168.1.103",8081 // Send 7 bytes

>UDPtest

// enter the data, no CR

响应 :

Recv 7 bytes

SEND OK

最左边的新开的其他远端UDP，通过修改端口号为8081，实现串口助手中发送指定长度的数据到端口号8081的远端。

7.2.8 断开UDP传输

AT+CIPCLOSE

响应 :

CLOSED

OK

上面设置的是单连接模式，所以这里直接执行下图红框内AT指令即可。

8、AT指令应用示例_透传

8.1 TCP Client单连接透传

8.1.1 配置WIFI模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

响应 :

OK

8.1.2 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router

响应 :

OK

8.1.3 查询 ESP8266 设备的 IP 地址

AT+CIFSR

响应 :

+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"

+CIFSR:APMAC,"ee:fa:bc:96:20:8c"

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.120"

+CIFSR:STAMAC,"ec:fa:bc:96:20:8c"

OK

8.1.4 建立TCP服务器

PC 与 ESP8266 设备连接同⼀路由器，在 PC 端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个TCP服务器。 打开网络调试助手，修改端口号为TCPServer，当本地IP出现时，修改端口号为8080，点击侦听即可。

8.1.5 ESP8266 设备作为 TCP client 连接到上述服务器

AT+CIPSTART="TCP","192.168.3.116",8080 //protocol, server IP and port

响应 :

OK

8.1.6 使能透传模式

AT+CIPMODE=1

响应 :

OK

8.1.7 ESP8266设备向服务器发送数据

AT+CIPSEND

> //From now on, data received from UART will be transmitted to server automatically.

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

- 进⼊透传模式发送数据，每包最⼤ 2048 字节，或者每包数据以 20 ms 间隔区分。

8.1.8 退出发送数据

在透传发送数据过程中，若识别到单独的⼀包数据 “+++” ，则退出透传发送。

- 如果使⽤键盘打字输⼊ “+++” ，可能耗时太⻓，不被认为是连续的三个 “+” ，建议使

⽤串⼝⼯具⼀次性发送 “+++” ，并请注意不要携带空格或换⾏符等不可⻅字符。

- 之后，请⾄少间隔 1 秒，再发下⼀条 AT 指令。

⚠ 注意：

“+++“ 退出透传发送数据，回到正常 AT 指令模式。此时， TCP 连接仍然是保持的，可以再发 AT+CIPSEND

指令，重新开始透传。

注意：在输入"+++"数据时，需要取消换行，否则串口助手识别到多出来的\r\n，无论输入什么都会继续发送数据，如下：

解决方法是取消换行，单独发送"+++"，过后要发送新指令，重新勾选上换行即可，如下：

8.1.9 退出透传模式

AT+CIPMODE=0

响应 :

OK

可见退出透传模式后，无法再向服务器发送数据，AT指令发送失败，可见该AT指令只在透传模式下生效。

8.1.10 断开TCP连接

AT+CIPCLOSE

响应 :

CLOSED

OK

8.2 UDP透传

8.2.1 配置 WiFi 模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

（注：此AT指令通过试验会保存到Flash）

响应 :

OK

8.2.2 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router SSID是路由器名称 password是路由器密码

响应 :

OK

8.2.3 查询 ESP8266 设备的 IP 地址

AT+CIFSR

响应 :

+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"

+CIFSR:APMAC,"ee:fa:bc:96:20:8c"

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.120"

+CIFSR:STAMAC,"ec:fa:bc:96:20:8c"

OK

8.2.4 建立UDP服务器

PC 与 ESP8266 设备连接同⼀路由器，在 PC 端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个UDP服务器。

打开网络调试助手，修改端口号为UDP，当本地IP出现时，修改端口号为8080，同时远程IP写入ESP8266模块的IP，修改端口号9090，点击侦听即可。

8.2.5 ESP8266与PC对应端⼝建⽴固定对端的UDP传输

AT+CIPSTART="UDP","192.168.1.103",8080,9090,2

响应 :

OK

8.2.6 使能透传模式

AT+CIPMODE=1

响应 :

OK

8.1.7 ESP8266设备向服务器发送数据

AT+CIPSEND

> //From now on, data received from UART will be transmitted to server automatically.

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

- 进⼊透传模式发送数据，每包最⼤ 2048 字节，或者每包数据以 20 ms 间隔区分。

8.1.8 退出发送数据

在透传发送数据过程中，若识别到单独的⼀包数据 “+++” ，则退出透传发送。

- 如果使⽤键盘打字输⼊ “+++” ，可能耗时太⻓，不被认为是连续的三个 “+” ，建议使

⽤串⼝⼯具⼀次性发送 “+++” ，并请注意不要携带空格或换⾏符等不可⻅字符。

- 之后，请⾄少间隔 1 秒，再发下⼀条 AT 指令。

⚠ 注意：

“+++“ 退出透传发送数据，回到正常 AT 指令模式。此时， UDP 连接仍然是保持的，可以再发 AT+CIPSEND

指令，重新开始透传。

注意：在输入"+++"数据时，需要取消换行，否则串口助手识别到多出来的\r\n，无论输入什么都会继续发送数据，如下：

解决方法是取消换行，单独发送"+++"，过后要发送新指令，重新勾选上换行即可，如下：

8.1.9 退出透传模式

AT+CIPMODE=0

响应 :

OK

可见退出透传模式后，无法再向服务器发送数据，AT指令发送失败，可见该AT指令只在透传模式下生效。

8.1.10 断开UDP连接

AT+CIPCLOSE

响应 :

CLOSED

OK

9、多连接TCP Server

ESP8266 AT 仅⽀持建⽴⼀个 TCP 服务器，且必须使能多连接，即允许连接多个TCP client，虽然这里是TCP Server，但是是多个TCP client，所以网络调试助手端口号选择T CP client。

9.1 配置WiFi模式

AT+CWMODE=3 // softAP+station mode

响应 :

OK

9.2 使能多连接

AT+CIPMUX=1

响应 :

OK

9.3 建⽴ TCP server

AT+CIPSERVER=1 // default port = 333

响应 :

OK

9090端口号是esp8266模块通过我们设定的端口号。

9.4 连接路由器

AT+CWJAP="SSID","password" // SSID and password of router SSID是路由器名称 password是路由器密码

响应 :

OK

9.5 在PC端使⽤⽹络调试⼯具，建⽴⼀个TCP client，连接ESP8266的TCP server(上面设置9090)

⚠ 注意：

ESP8266 作为 TCP server 有超时机制，如果连接建⽴后，⼀段时间内⽆数据来往， ESP8266 TCP server 会将 TCP client 踢掉。因此，请在 PC TCP client 连上 ESP8266 TCP server 后建⽴⼀个 2s 的循环数据发送，⽤于保持连接。

若超过2s为发送数据，则会自动断开。

9.6 发送数据

// ID number of connection is defaulted to be 0.

AT+CIPSEND=0, 4 // send 4 bytes to connection NO.0

>test // enter the data, no CR

响应 :

Recv 4 bytes

SEND OK

⚠ 注意：

• 发送数据时，如果输⼊的字节数超过了设置⻓度（ n ）：

- 系统将提示 busy ，并发送数据的前 n 个字节，发送完成后响应 SEND OK 。

- 超出⻓度的部分数据被认为是⽆效数据，不被接受。

- 进⼊透传模式发送数据，每包最⼤ 2048 字节，或者每包数据以 20 ms 间隔区分。