单片机裸机环境下编写AT指令程序

zhang062061

1.写在前面

    AT指令在各种WIFI模块、2G/4G模块以及一些无线通讯模块中应用广泛。但是用过的朋友都知道，这种方式对于单片机编程来说，并不友好……本篇文章将以ESP8266 WIFI模块为例介绍在单片机裸机环境下编写AT指令程序的一种方式。

2.程序设计

    首先串口底层的收发程序不在这里详细介绍。接收程序一般采用中断方式，采用超时判断的方式判断帧结束。

先简单介绍一个概念：状态机，状态转移图。对于程序来说，就是将程序分为几个状态，不同状态执行不同程序，判断条件进行状态转移。具体到C语言程序中，就是switch-case语句。

       以ESP8266 WIFI模块的AT指令程序为例，将它的状态分为以下几种：

    1.准备发送AT指令

    2.发送AT指令

    3.等待接收回复数据

    4.接收成功

    5.接收超时

将几种状态定义成一个枚举类型数据：

1. typedef enum
   
2. {
   
3.     ATCMD_START                    = 0x00U,
   
4.     ATCMD_SEND                    = 0x01U,
   
5.     ATCMD_WAIT_REV            = 0x02U,
   
6.     ATCMD_REVOK                          = 0x03U,
   
7.     ATCMD_TIMEOUT                 = 0x04U
   
8. } ATCMD_StatusTypeDef;

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接下来用switch-case语句编写各个状态的程序，如下所示。

1. //------------------发送AT指令-----------------
   
2. //参数1：huart 串口号
   
3. //参数2：cmd AT指令内容
   
4. //参数3：timeout 单次发送的超时时间
   
5. //参数4：res 要判断的返回结果
   
6. //参数5：count 尝试次数
   
7. //返回值：ATCMD_REVOK 发送且收到回复  ATCMD_TIMEOUT 超时
   
8. ATCMD_StatusTypeDef AT_CMD_ESP12(UART_HandleTypeDef *huart,uint8_t* cmd,uint16_t timeout,const char* res,uint8_t count)
   
9. {
   
10.     static ATCMD_StatusTypeDef atcmd_status=ATCMD_START;
    
11.     static uint8_t cnt=1;
    
12.     uint16_t temp;
    
13.     switch(atcmd_status)
    
14.     {
    
15.     case ATCMD_START:
    
16.         cnt = count;
    
17.         atcmd_status=ATCMD_SEND;
    
18.         break;
    
19.     case ATCMD_SEND:
    
20.         Clr_RxBuf();//清除串口接收缓存
    
21.         HAL_UART_Transmit_IT(huart,cmd,strlen((const char*)cmd));
    
22.         atcmd_status=ATCMD_WAIT_REV;
    
23.         Esp12cmd_tick=0;
    
24.         break;
    
25.     case ATCMD_WAIT_REV:
    
26.         if(Esp12cmd_tick < timeout)
    
27.         {
    
28.             if(Hand((char*)res,&temp,0))//
    
29.             {
    
30.                 atcmd_status=ATCMD_REVOK;
    
31.             }
    
32.         }
    
33.         else
    
34.         {
    
35.             if(cnt>0)//再次发送
    
36.                 atcmd_status=ATCMD_SEND;
    
37.             else
    
38.                 atcmd_status=ATCMD_TIMEOUT;
    
39.             cnt--;
    
40.         }
    
41.         break;
    
42.     case ATCMD_REVOK:
    
43.     case ATCMD_TIMEOUT:
    
44.         atcmd_status=ATCMD_START;
    
45.     default:
    
46.         break;
    
47.     }
    
48.     return atcmd_status;
    
49. }

复制代码

程序逻辑很简单，其中中Esp12cmd_tick变量为毫秒计数器，在SysTick_Handler中断中进行+1操作。

Hand()为判断串口接收数据中是否包含指定字符串的函数，如下：

1. //判断串口接收缓存中是否包含substr
   
2. //参数1 *substr 被判断的字符串
   
3. //参数2 *index substr在串口缓存中的位置
   
4. //参数3 start_index串口缓存起始判断位置
   
5. //返回值  包含返回1  不包含返回0
   
6. uint8_t Hand(char* substr,uint16_t *index,uint16_t start_index)
   
7. {
   
8.     uint16_t i,flag=0;
   
9.     char *p;
   
10.   if(Uart5.RxFlag != 1)return 0;//一帧数据未接收完成，直接返回
    
11.   Uart5.RxFlag = 0;
    
12.     for(i=start_index; i<RX_LEN; i++)
    
13.     {
    
14.         if(Uart5.RxBuf[i]==*substr)
    
15.         {
    
16.             flag=1;
    
17.             p=substr;
    
18.             while(*p)
    
19.             {
    
20.                 if(Uart5.RxBuf[i]==*p)
    
21.                 {
    
22.                     *p++;
    
23.                     i++;
    
24.                 }
    
25.                 else
    
26.                 {
    
27.                     flag=0;
    
28.                     break;
    
29.                 }
    
30.             }
    
31.             if(flag==1)
    
32.             {
    
33.                 *index = i;
    
34.                 break;
    
35.             }
    
36.         }
    
37.     }
    
38.     return flag;
    
39. }

复制代码

调用方式

一般设置时都需要多条AT指令，也采用状态机的方式进行设置。以设置WIFI模块为AP模式为例，程序如下：

1. //-------------------设置为AP模式------------
   
2. //设置的SSID  密码 和本机IP
   
3. //成功返回0  返回1表示错误  返回2正在设置
   
4. uint8_t SetAPMode(UART_HandleTypeDef *huart)
   
5. {
   
6.   static uint8_t status=0;//
   
7.   static ATCMD_StatusTypeDef res;
   
8.   
   
9.   switch(status)
   
10.   {
    
11.     case 0:
    
12.       res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)"AT+CWMODE_DEF=2\r\n",1000,"OK",3);//设置为AP模式
    
13.       if(res==ATCMD_REVOK)
    
14.         status=1;
    
15.       else if(res==ATCMD_TIMEOUT)
    
16.       {
    
17.         status=0;
    
18.         return 1;
    
19.       }
    
20.       break;
    
21.     case 1:
    
22.       res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)"AT+CWSAP_DEF="ESP8266","1234567890",5,3\r\n",1000,"OK",3);//设置AP
    
23.       if(res==ATCMD_REVOK)
    
24.         status=2;
    
25.       else if(res==ATCMD_TIMEOUT)
    
26.       {
    
27.         status=0;
    
28.         return 1;
    
29.       }
    
30.       break;
    
31.     case 2:
    
32.       res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)"AT+CIPAP_DEF="192.168.5.1","192.168.5.1","255.255.255.0"\r\n",1000,"OK",3);//设置IP
    
33.       if(res==ATCMD_REVOK)
    
34.         status=3;
    
35.       else if(res==ATCMD_TIMEOUT)
    
36.       {
    
37.         status=0;
    
38.         return 1;
    
39.       }
    
40.       break;
    
41.     case 3://设置UDP
    
42.       res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)"AT+CIPSTART="UDP","192.168.5.255",8899,8266,0\r\n",1000,"OK",3);
    
43.       if(res==ATCMD_REVOK)
    
44.         status=4;
    
45.       else if(res==ATCMD_TIMEOUT)
    
46.       {
    
47.         status=0;
    
48.         return 1;
    
49.       }
    
50.       break;
    
51.     case 4://设置完成
    
52.       status=0;
    
53.       return 0;  
    
54.     default:
    
55.       break;
    
56.   }
    
57.   return 2;  
    
58. }

复制代码

上述设置程序中，AT指令接收错误后的操作是返回执行第一条指令，当然也可以进行一些其它操作，比如多次接收错误后模块重新复位等。上述设置程序也可以是WIFI模块主程序的一个状态，WIFI主程序如下。

1. void ESP12_Task(UART_HandleTypeDef *huart)
   
2. {
   
3.     switch(WIFI_Status)
   
4.     {
   
5.     case 0://设置为AP模式
   
6.                                 if(SetAPMode(huart) == 0)//设置成功，转到等待接收状态
   
7.                                 {
   
8.                                         WIFI_Status=1;
   
9.                                         }
   
10.         break;
    
11.     case 1://等待接收数据
    
12.                                 if(Uart5.RxFlag == 1)
    
13.                                 {
    
14.                                         Uart5.RxFlag = 0;
    
15.                                         ESP12_Rev(huart);
    
16.                                         WIFI_Status = 2;
    
17.                                 }
    
18.         break;
    
19.                 case 2:
    
20.                         if(Send_Data(huart,Uart5.TxBuf,Uart5.TxNum)<2)
    
21.                         {
    
22.                                 Uart5.TxFlag = 0;
    
23.                                 WIFI_Status = 1;
    
24.                         }
    
25.                         break;
    
26.     default:
    
27.         break;
    
28.     }
    
29. }
    

复制代码

该函数在程序主循环中周期循环调用即可。可以完成AT指令的发送，等待的操作，也不影响其它程序的执行。

3.总结

本篇文章其实主要介绍了状态机的概念，层层调用。理解起来并不困难，实际编程中非常实用。可以广泛应用于其它程序的编写

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