51单片机通过WIFI模块ESP8266控制四路继电器

一、系统方案

手机APP通过ESP8266 WIFI模块与51单片机通信控制四路继电器。下位机由单片机、ESP8266模块和继电器模块组成，上位机由Android手机APP承担。我们在APP上发送继电器的开关控制指令，ESP8266将收到的数据发送给单片机，从而实现对继电器进行开关控制。

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EN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。

单片机的P2^0，P2^1，P2^2，P2^3输出高低电瓶控制四路继电器，继电器模块是从网上购买的已经焊接好的模块，其他地方为手工万用板焊接。

三、单片机软件设计

单片机代码主要是串口初始化、ESP8266的初始化和串口中断。

1.串口和ESP8266初始化：

/**

*发送单个字符

*/

void sendChar(uchar a)

{

SBUF = a;

while(TI==0);

TI=0;

}

/**

*发送字符串

*/

void sendString(uchar *s)

{

while(*s!='')

{

sendChar(*s);

s++;

}

}

/**

*初始化ESP8266模块

*/

void initEsp()

{

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

delayms(200);

sendString('AT+CWMODE=2rn'); //AP模式

delayms(200);

sendString('AT+CIPMUX=1rn'); //允许多连接

delayms(200);

sendString('AT+CIPSERVER=1rn'); //建立TCP Server

delayms(200);

ES = 1; //开串口中断

}

sendString('AT+CWMODE=2rn') ----- 单片机发送AT指令到ESP8266模块，AT+CWMODE=2是将ESP8266设置为AP模式，rn是换行，因为AT指令加换行才能生效。

sendString('AT+CIPMUX=1rn') ---- 允许多连接

sendString('AT+CIPSERVER=1rn') ---- 建立TCP Server

2.串口中断函数，负责处理App发送给单片机的指令：

/**

* 串口中断函数，负责处理App发送给单片机的指令

*/

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': //打开继电器

JDQ4=0;

break;

case '2': //关闭继电器

JDQ4=1;

break;

case '3':

JDQ3=0;

break;

case '4':

JDQ3=1;

break;

case '5':

JDQ2=0;

break;

case '6':

JDQ2=1;

break;

case '7':

JDQ1=0;

break;

case '8':

JDQ1=1;

break;

}

}

  }

}

esp8266在收到数据并转发给单片机时的数据格式：+IPD,,<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。

四、Android APP软件设计

Android APP是借助Android Studio来开发的，界面比较清新。esp8266默认的IP地址是192.168.4.1，端口号是333。四个开关控制四路继电器，其中长按开关的名字可以编辑开关名称，APP界面截图如下所示：

 负责连接ESP8266的按钮点击回调方法：

/**

 * 连接按钮点击事件回调方法

 * @param v

 */

@Override

public void onClick(View v) {

    if(v.getId()==R.id.btn_connect){

        if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) {

            new Thread(){

                @Override

                public void run() {

                    try {

                        mSocket = new Socket('192.168.4.1', 333);

                        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();

                            }

                        });

                    }

                }

            }.start();

        }

        if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) {

            try {

                mSocket.close();

                mBtnConnect.setText('连接');

                mSocket = null;

            } catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

                mSocket = null;

            }

        }

    }

}

滑动开关点击回调方法，发送指令到单片机控制继电器的开关：

/**

 * 滑动按钮监听事件，发送指令到单片机控制继电器开关

 * @param buttonView

 * @param isChecked

 */

@Override

public void onCheckedChanged(CompoundButton buttonView, boolean isChecked) {

    switch (buttonView.getId()) {

        case R.id.switch1:

            if (isChecked) {

                //turn on

                Log.d(TAG, 'onCheckedChanged: send1');

                sendData('1');

            } else {

                //turn off

                Log.d(TAG, 'onCheckedChanged: send2');

                sendData('2');

            }

            break;

        case R.id.switch2:

            if (isChecked) {

                //turn on

                Log.d(TAG, 'onCheckedChanged: send3');

                sendData('3');

            } else {

                //turn off

                Log.d(TAG, 'onCheckedChanged: send4');

                sendData('4');

            }

            break;

        ....

....

....

    }

}

本文完！