【NUCLEO-L496ZG评测】STM32CubeMX+实现ESP8266连接到云端API获取天气

moyanming2013

【NUCLEO-L496ZG评测】STM32CubeMX 实现ESP8266连接到云端API获取天气信息.pdf (3.04 MB, 下载次数: 693)

2017-5-8 21:35 上传

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非常感谢STM32社区（https://www.stmcu.org.cn/）和STM32官网（http://www.stmcu.com.cn/）！

本文需要首先完成《【NUCLEO-L496ZG评测】ST-LINK驱动+STM32CubeMX+MDK-ARM开发环境搭建及调试简单程序》中的内容。

1.    STM32CubeMX配置

新建一个工程：

在“MCUSelector”标签中选择“STM32L496ZGTx”：

“SYS”选择“Trace Asynchronous Sw”调试器：

说明：如果不选择调试器，有时候STM32CubeMX生成的代码会把调试端口关闭，这里为了确保工程的完整性需要把调试器选进来，另外选进来调试器也不会占用额外的程序代码。如果关闭了调试端口的功能，下次烧录程序时就需要使用IAP的方式而不能使用SWD的方式烧录了。

本开发板中，主MCU外接了一个外部的低速晶振（LSE），频率为32.768。如下图示：

基本上来说，针对每个开发板上的MCU，都需要至少连接一个低速的外部晶振，该晶振具备低时钟、低功耗，但是它也只能提供部分的系统时钟来源。要想完成诸如USB设备和主机的使能，往往需要外部接一个高速晶振来使得USB可以得到一个48MHz的时钟。在有些场景下，额外的高速晶振提高了成本和PCB面积占用，更重要的是使能的高速晶振还是耗电大户，但又不得不开启它。L496内部有一个特殊的时钟源MSI，该时钟不需要高速晶振就可以灵活配置以满足各类时钟需要，包含系统时钟和USB时钟等。但可想而知MSI的精度比不上外部高速晶振。但如果系统添加了外部低速晶振，ST为了提高MSI时钟的精度，在设计时，MSI时钟会参考LSE时钟，MCU硬件会自动根据LSE矫正MSI的精度，使得MSI可以满足更高精度的USB时钟源，此时就可以无需外接HSE晶振了。当然，把MSI作为系统时钟源也会提高整个系统的时钟精度。

“RCC”中选择“Low Speed Clock(LSE)->Crystal/Ceramic Resonator”：

后面在配置时会看到MSI自动矫正自动使能了，不选择LSE则矫正不会使能。

先添加PG8和PG7为“LPUART1”，然后在“LPUART1”中的“mode”选择“Asynchronous”。

说明：LPUART1串口是与ST-LINK的串口通信，ST-LINK自身又通过USB CDC类实现了一个虚拟串口VCP连接到电脑，从而电脑可以看到LPUART1的串口信息。

如果新建工程时通过“Board Selector”选项选择的话，STM32CubeMX会自动添加一些配置以符合选择的Board的硬件布局，但截至目前（STM32CubeMX v4.20.1）该硬件布局给出的是错误的，包括与ST-LINK连接的串口号等。所以建议从MCU Selector开始一个STM32CubeMX工程，并手动配置各个部分，这也是针对自己PCB硬件时应该用的方法。

ESP8266-01S模块是一个低成本、易使用、功能强大的WIFI通信模块，它通过串口通信，模块价格约10元人民币。如下图是ESP8266的管脚IO图：

通过上图可以看出ESP8266通过串口通信，为了确保通信的完整性，需要使用3V3、RST、RX、TX、GND等5个管脚。本工程选择的通信串口是串口5：uart5，其实选择其它串口也是一样的，即使由串口5修改为其它串口也非常简单。RST是复位管脚，低电平时复位，我们默认把它配置为高定平。3V3和GND分别接入电源和地即可。配置如下述。

在UART5中的mode选择“Asynchronous”，此时PD2和PC12管脚被定义，如下图：

通过查看开发板的原理图可知PD2和PC12位于Zio接口的CN8上，为了方便接线，我们直接使用CN8附近的管脚接口来连接ESP8266，用PC11来连接ESP8266的RST管脚并默认置高，3V3和GND也用CN8上的管脚。如下图所示：

注意：PD2是RX端口，连接ESP8266的   TX管脚，PC12是TX端口，连接ESP8266的RX管脚，这样才能完成正确的通信链路。

左击“PC11”管脚，选择“GPIO_Output”，再右击“PC11”管脚，选择“Enter User Label”，填入“ESP8266_RST_OUT”后按回车键即可完成对PC11的管脚定义和自定义标签，该管脚将被默认置高，如下图示：

说明：程序中使用管脚标签来引用该IO口，所以自定义一个有意义的标签有利于程序的编写和维护，做到见名知意。

建议的标签名称组合为：“外设名称_功能_OUT/IN”。

点击“Clock Configuration”标签，选择“Yes”，让STM32CubeMX自动调整下时钟，如果不符合还可以自己手动调：

注意：一般填写HCLK为最大值，然后让STM32CubeMX自动计算其它配置。

确保时钟配置如下所示：

选择“Configuration”选项卡，在RCC中使能MSI时钟精度自动矫正，如果不添加LSE，此处是不能使能的：

选择“LPUART1”，调整波特率为115200和8Bits字长：

选择“UART5”，在“NVIC Settings”中使能“UART5 global interrupt”中断，因为ESP8266要使用中断通信方式，所以此处需要把中断打开。如下图示：

选择“GPIO”在“GPIO”中选择“PC11”，然后配置State为High，此处的High既为置高来使ESP8266正常工作；按照下图配置完成PC11的值：

其它都保持默认即可。

点击齿轮按钮（或Project->Settings菜单），调整工程选项，如下图示：

说明：如果使用其它的IDE，则只需要修改Toolchain/IDE为目标IDE即可。

在“CodeGenerator”中选择“Generate peripheral initialization as apair of ‘.c/.h’ files per”，可以使得外设分别有自己的头文件和源文件，点击“OK”按钮：

STM32CubeMX会自动开始生成工程（如果没有开始生成则再次点击齿轮按钮即可），生成完成后，如果完成了MDK-ARM的安装或其它IDE的安装，点击“Open Project”即可自动开启MDK-ARM工程：

2.    添加基于ST-LINK的虚拟串口调试

把开发板的ST-LINK的micro USB（CN1）接入电脑，此时电脑识别并添加一个虚拟串口。一般ST-LINK/V2-1会通过调试MCU：STM32F103CBT6实现2个USB设备：虚拟串口VCP和U盘，在使用ST-LINK的功能前需要安装最新的驱动，有时候还需要对ST-LINK的MCU升级固件。参考《【NUCLEO-L496ZG评测】ST-LINK驱动+STM32CubeMX+MDK-ARM开发环境搭建及调试简单程序》获取ST-LINK的驱动和固件升级方法。

通过开发板原理图可知，ST-LINK是通过一个串口连接到了主MCU的串口：LPUART1，所以我们才会把LPUART1配置出来以便于通过该串口输出调试信息，输出的信息通过了ST-LINK的串口最后经过VCP被电脑的串口调试程序获取。ST-LINK与主MCU的串口通信连接图如下：

打开常用的串口调试程序，比如putty，填写串口号和波特率，点击“open”打开调试串口，此时putty等待显示信息。如下图示：

说明：图中电脑识别出的COM3既是ST-LINK的虚拟串口，对该串口操作会反映到主MCU的LPUART1。

在putty配置项中的“Windows->Appearance->Change”中选择中文字体，在“Windows->Translation->Remote character set:”中选择“Use font encoding”可以以选择的中文字体显示信息。

3.    调试wifi get weather工程

需要自己添加部分代码，才能够完成wifi get weather的功能。wifi get weather的程序框图如下：

要完成通过云端API获取信息，需要注册并获取云端API KEY，本文使用openweathermap.org的API获取北京的天气信息，如下图示：

分别修改代码中的路由器名称、路由密码和API KEY即可完成基本的自定义过程，工程中通过ESP8266提供的HTTP GET/POST功能接受/发送消息。编译完成后开始调试程序，在memory窗口中添加“HtmlData”变量，可以查看HTTP GET返回的具体信息，调试如下图所示：

通过在openweathermap.org页面中直接查询beijing的天气信息如下图：

可以看出我们获取到了正确的天气信息。

程序运行时的板子连接和运行如下图示：

4.    总结

本文详细介绍了如何使用STM32CubeMX新建一个wifi get weather工程，同时，给出了如何提高MSI的精度，高精度的MSI作为了主时钟的时钟源。

还实现了通过云端API获取天气预报的功能，ESP8266通过串口与开发板连接，提供了非常友好的、易于移植的源代码，我们可以非常方便的添加各类基于云端API的应用示例。

5.    参考资料

[1].  【NUCLEO-L496ZG评测】STM32CubeMX+无晶振高精度USB2.0 FS OTG详细步骤

https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-611658-1-1.html

[2].  【NUCLEO-L496ZG评测】ST-LINK驱动+STM32CubeMX+MDK-ARM开发环境搭建

https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-611614-1-1.html

[3].  openweathermap.org

[4].  NUCLEO-L496ZGand NUCLEO-L496ZG-P Schematics

https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-217918

[5].  [NUCLEO-L496ZG]STM32 Nucleo-144 boards

https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-217917

示例程序仅供参考！

L496wifi.zip (5.53 MB, 下载次数: 3314)

2017-5-8 21:39 上传

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strang

顶起，不错，学习了

阿基米东

厉害了！

kikyo52

版主厉害，学习学习！

anywill

学习了！

congsp

非常感谢

永不停息

学习了

永不停息

学习了

sincomaster

很好的评测,谢谢分享

dhhgvm

谢谢分享