单片机裸机环境下编写AT指令程序

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：

typedef enum{ ATCMD_START = 0x00U, ATCMD_SEND = 0x01U, ATCMD_WAIT_REV = 0x02U, ATCMD_REVOK = 0x03U, ATCMD_TIMEOUT = 0x04U} ATCMD_StatusTypeDef;//AT指令状态机 0准备发送确定尝试发送次数 1发送状态 2等待接收 3接收成功 4接收超时

接下来用switch-case语句编写各个状态的程序，如下所示。

//------------------发送AT指令-----------------//参数1：huart 串口号//参数2：cmd AT指令内容//参数3：timeout 单次发送的超时时间//参数4：res 要判断的返回结果//参数5：count 尝试次数//返回值：ATCMD_REVOK 发送且收到回复 ATCMD_TIMEOUT 超时ATCMD_StatusTypeDef AT_CMD_ESP12(UART_HandleTypeDef *huart,uint8_t* cmd,uint16_t timeout,const char* res,uint8_t count){ static ATCMD_StatusTypeDef atcmd_status=ATCMD_START; static uint8_t cnt=1; uint16_t temp; switch(atcmd_status) { case ATCMD_START:        cnt = count;//初始化发送次数 atcmd_status=ATCMD_SEND; break; case ATCMD_SEND: Clr_RxBuf();//清除串口接收缓存        HAL_UART_Transmit_IT(huart,cmd,strlen((const char*)cmd));//发送数据 atcmd_status=ATCMD_WAIT_REV; Esp12cmd_tick=0; break; case ATCMD_WAIT_REV: if(Esp12cmd_tick < timeout) { if(Hand((char*)res,&temp,0))// { atcmd_status=ATCMD_REVOK; } } else { if(cnt>0)//再次发送 atcmd_status=ATCMD_SEND; else atcmd_status=ATCMD_TIMEOUT; cnt--; } break; case ATCMD_REVOK: case ATCMD_TIMEOUT: atcmd_status=ATCMD_START; default: break; } return atcmd_status;}

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：

//判断串口接收缓存中是否包含substr//参数1 *substr 被判断的字符串//参数2 *index substr在串口缓存中的位置//参数3 start_index串口缓存起始判断位置//返回值 包含返回1 不包含返回0uint8_t Hand(char* substr,uint16_t *index,uint16_t start_index){ uint16_t i,flag=0; char *p; if(Uart5.RxFlag != 1)return 0;//一帧数据未接收完成，直接返回 Uart5.RxFlag = 0; for(i=start_index; i<RX_LEN; i ) { if(Uart5.RxBuf[i]==*substr) { flag=1; p=substr; while(*p) { if(Uart5.RxBuf[i]==*p) { *p ; i ; } else { flag=0; break; } } if(flag==1) { *index = i; break; } } } return flag;}

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：

//-------------------设置为AP模式------------//设置的SSID  密码 和本机IP//成功返回0  返回1表示错误  返回2正在设置uint8_t SetAPMode(UART_HandleTypeDef *huart){  static uint8_t status=0;//  static ATCMD_StatusTypeDef res;    switch(status)  {    case 0:      res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)'AT CWMODE_DEF=2\r\n',1000,'OK',3);//设置为AP模式      if(res==ATCMD_REVOK)        status=1;      else if(res==ATCMD_TIMEOUT)      {        status=0;        return 1;      }      break;    case 1:      res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)'AT CWSAP_DEF=\'ESP8266\',\'1234567890\',5,3\r\n',1000,'OK',3);//设置AP       if(res==ATCMD_REVOK)        status=2;      else if(res==ATCMD_TIMEOUT)      {        status=0;        return 1;      }      break;    case 2:      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       if(res==ATCMD_REVOK)        status=3;      else if(res==ATCMD_TIMEOUT)      {        status=0;        return 1;      }      break;    case 3://设置UDP      res = AT_CMD_ESP12(huart,(uint8_t*)'AT CIPSTART=\'UDP\',\'192.168.5.255\',8899,8266,0\r\n',1000,'OK',3);      if(res==ATCMD_REVOK)        status=4;      else if(res==ATCMD_TIMEOUT)      {        status=0;        return 1;      }      break;    case 4://设置完成      status=0;      return 0;      default:      break;  }  return 2;  }

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。

void ESP12_Task(UART_HandleTypeDef *huart){ switch(WIFI_Status) { case 0://设置为AP模式 if(SetAPMode(huart) == 0)//设置成功，转到等待接收状态 { WIFI_Status=1;      }      break; case 1://等待接收数据 if(Uart5.RxFlag == 1) { Uart5.RxFlag = 0; ESP12_Rev(huart); WIFI_Status = 2; } break; case 2: if(Send_Data(huart,Uart5.TxBuf,Uart5.TxNum)<2)//发送数据 { Uart5.TxFlag = 0; WIFI_Status = 1; } break; default:      break; }}

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