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使用ESP8684-MINI-1和STM32G431RB见证连接的未来

无线解决方案的颠覆者,旨在重新定义您的连接方式

ESP8684 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

ESP8684 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们的无线组合解决方案将WiFi和BLE的优势融合在一起,为更智能、更高效的世界创造了一曲连接的交响乐。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ESP8684 Click基于Espressif Systems的ESP8684-MINI-1,这是一款高度集成的WiFi和蓝牙5模块。它基于ESP8684H2嵌入式32位RISC-V单核处理器,工作频率高达120MHz。处理器还具有内置的576KB ROM和272KB SRAM内存,支持电路编程(ICP)。它还具有WiFi和蓝牙之间的内部共存机制,以共享相同的印刷PCB天线。不足之处在于不能同时使用WiFi和蓝牙。ESP8684 Click符合IEEE802.11b/g/n标准,支持2.4GHz频段的20MHz带宽。在1T1R模式下,可实现高达72.2Mbps的数据传输速率。此外,该模块支持WiFi多媒体(WMM)、分片和重组、传输机会(TXOP)、自动信标监视硬件(硬件TSF)等功

能。至于蓝牙,模块可实现125kbps、500kbps、1Mbps和2Mbps的速度。安全功能包括安全启动、闪存加密、1024位OTP,可用于256位,加密硬件加速等。这个Click board™配有一个USB Type-C连接器和电路,可让您在ESP8684模块和PC之间建立直接通信。这种通信可用于测试目的或升级软件。为了向ESP8684模块上传软件,有一个自动复位电路和来自Silicon Labs的USB到UART桥接器CP2102N。两个LED,RX和TX,用于通过这个桥接器直观确认数据交换。此外,两个按钮,RESET和BOOT,允许您进入ESP8684的引导模式。最后,一个标头包含3个GPIO和一个GND用于用户配置,并可用于模拟接口。ESP8684 Click使用标准

的2线UART接口与主机MCU通信,具有常用的UART RTS和CTS控制流引脚。除了我们提供的软件和库之外,您还可以使用一组AT命令来编程ESP8684模块。除了UART桥接器和两个板载按钮外,您还可以通过mikroBUS™插座的RST和BT引脚进入ESP8684的引导模式。由于板载的NCP1117 LDO,可以将USB电压转换为操作所需的3.3V,因此此板可以独立于mikroBUS™插座运行。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压电平。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,此Click board™配备有一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ESP8684 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Boot Signal
PA15
AN
Reset
PC12
RST
UART RTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
PC14
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ESP8684 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 ESP8684 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • esp8684_send_cmd - ESP8684发送带参数的命令函数。

  • esp8684_send_query_cmd - ESP8684发送查询命令函数。

  • esp8684_connect_to_network - ESP8684连接到网络函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief ESP8684 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example connects to the desired WiFi network and then
 * connects to the TCP/UDP server, writes then reads data to and from it.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and wifi communication, then connects to the desired WiFi network
 * and sends data to the TCP/UDP server.
 *
 * ## Application Task
 * Writes and reads data from TCP/UDP server, processes all incoming data 
 * and displays them on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - void esp8684_clear_app_buf ( void )
 * - void esp8684_log_app_buf ( void )
 * - err_t esp8684_process ( void )
 * - err_t esp8684_rsp_check ( uint8_t *response )
 * - void esp8684_error_check( err_t error_flag )
 * - void esp8684_send_message ( uint8_t *link_id, uint8_t *message )
 * - void esp8684_con_device_to_network ( void )
 * - void esp8684_send_data ( void )
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "esp8684.h"
#include "string.h"
#include "conversions.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

#define ESP8684_SSID                        "MikroE Public"
#define ESP8684_PASSWORD                    "mikroe.guest"

#define ESP8684_DATA                        "MikroE ESP8684 Click"

// TCP/UDP example parameters
#define REMOTE_IP                           "77.46.162.162" // TCP/UDP echo server IP address
#define REMOTE_PORT                         "51111"         // TCP/UDP echo server port
#define TCP_LINK_ID                         "0"             // TCP link ID
#define UDP_LINK_ID                         "1"             // UDP link ID

esp8684_t esp8684;
log_t logger;

uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t app_buf_len = 0;

err_t app_error_flag;

/**
 * @brief ESP8684 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief ESP8684 log application buffer.
 * @details This function logs application buffer and reset its length.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief ESP8684 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
err_t esp8684_process ( void );

/**
 * @brief ESP8684 response check function.
 * @details This function checks the response of the sent command.
 * @param[in] response : Expected response. 
 * @return @li @c  0 - Responded as expected.
 *         @li @c -1 - The response isn't the same..
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
err_t esp8684_rsp_check ( uint8_t *response );

/**
 * @brief ESP8684 error check function.
 * @details This function checks if error has occurred.
 * @param[in] error_flag : Data to be checked. 
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_error_check( err_t error_flag );

/**
 * @brief ESP8684 send message function.
 * @details This function is used to send messages to the host.
 * @param[in] link_id : Host link id. 
 * @param[in] message : Message to be sent. 
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_send_message ( uint8_t *link_id, uint8_t *message );

/**
 * @brief ESP8684 connect device to the network.
 * @details This function is used to connect device to network.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_con_device_to_network ( void );

/**
 * @brief ESP8684 send message to the host.
 * @details This function is used to send messages to the host.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
void esp8684_send_data ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    esp8684_cfg_t esp8684_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    esp8684_cfg_setup( &esp8684_cfg );
    ESP8684_MAP_MIKROBUS( esp8684_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == esp8684_init( &esp8684, &esp8684_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    esp8684_default_cfg( &esp8684 );
    Delay_ms( 3000 );
    
    esp8684_process( );
    esp8684_clear_app_buf( );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_AT, NULL );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_RST, NULL );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_READY );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    esp8684_process( );
    esp8684_clear_app_buf();
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_GMR, NULL );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // Communication initialization
    esp8684_con_device_to_network ( );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, "Sending and reading data from the TCP/UDP server \r\n" );
    esp8684_send_data( );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

void esp8684_clear_app_buf ( void )
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

void esp8684_log_app_buf ( void )
{
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
    esp8684_clear_app_buf(  );
}

err_t esp8684_process ( void )
{
    err_t return_flag = ESP8684_ERROR;
    int32_t rx_size;
    uint8_t rx_buff[ ESP8684_RX_DRV_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    
    rx_size = esp8684_generic_read( &esp8684, rx_buff, ESP8684_RX_DRV_BUFFER_SIZE );

    if ( rx_size > 0 )
    { 
        int32_t buf_cnt = 0;
        return_flag = ESP8684_OK;

        if ( app_buf_len + rx_size >= ESP8684_RX_DRV_BUFFER_SIZE )
        {
            esp8684_clear_app_buf( );
            return_flag = ESP8684_OVERFLOW;
        }
        else
        {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }

        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
        {
            if ( rx_buff[ rx_cnt ] != 0 ) 
            {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
            }
            else
            {
                buf_cnt--;
                app_buf_len--;
            }
        }
    } 

    return return_flag;
}

err_t esp8684_rsp_check ( uint8_t *response )
{
    uint16_t timeout_cnt = 0;
    uint16_t timeout = 50000;
    err_t error_flag = esp8684_process( );
    if ( ( error_flag != ESP8684_OK ) && ( error_flag != ESP8684_ERROR ) )
    {
        return error_flag;
    }
    
    while ( ( strstr( app_buf, response ) == 0 ) && ( strstr( app_buf, ESP8684_RSP_ERROR ) == 0 ) )
    {
        error_flag = esp8684_process( );
        if ( ( error_flag != ESP8684_OK ) && ( error_flag != ESP8684_ERROR ) )
        {
            return error_flag;
        }
        
        timeout_cnt++;
        
        if ( timeout_cnt > timeout )
        {
            esp8684_clear_app_buf( );
            return ESP8684_TIMEOUT;
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    esp8684_log_app_buf();
    
    return ESP8684_OK;
}

void esp8684_error_check( err_t error_flag )
{
    if ( ( ESP8684_OK != error_flag ) && ( error_flag != ESP8684_ERROR ) )
    {
        switch ( error_flag )
        {
            case ( ESP8684_OVERFLOW ):
                log_error( &logger, " Overflow!" );
                break;
            case ( ESP8684_TIMEOUT ):
                log_error( &logger, " Timeout!" );
                break;
            default:
                break;
        }
    }
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------------------\r\n" );
}

void esp8684_send_message ( uint8_t *link_id, uint8_t *message )
{
    uint8_t cmd_buf[ 100 ] = { 0 };
    uint8_t message_len_buf[ 5 ] = { 0 };
    uint16_t message_len = strlen( message );
    
    uint16_to_str( message_len, message_len_buf );
    l_trim( message_len_buf );
    r_trim( message_len_buf );
    strcpy( cmd_buf, link_id );
    strcat( cmd_buf, "," );
    strcat( cmd_buf, message_len_buf );
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPSEND, cmd_buf );
    
    if ( ESP8684_OK == esp8684_rsp_check( ESP8684_READY_FOR_SEND ) )
    {
        esp8684_generic_write( &esp8684, message, strlen(message) ); 
        esp8684_generic_write( &esp8684, "\032", 1 ); 
    }
}

void esp8684_con_device_to_network ( void )
{
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CWMODE, "1" );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_connect_to_network( &esp8684, ESP8684_SSID, ESP8684_PASSWORD );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPMUX, "1" );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPRECVMODE, "0" );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_query_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPSTATE );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
}

void esp8684_send_data ( void )
{
    esp8684_connect_for_trans( &esp8684, "TCP", TCP_LINK_ID, REMOTE_IP, REMOTE_PORT );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_connect_for_trans( &esp8684, "UDP", UDP_LINK_ID, REMOTE_IP, REMOTE_PORT );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_message( TCP_LINK_ID, ESP8684_DATA );
    Delay_ms( 500 );
    
    log_printf( &logger, "Read data TCP: \r\n" );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_RECEIVE );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 1000 );
    
    esp8684_send_message( UDP_LINK_ID, ESP8684_DATA );
    Delay_ms( 500 );
    
    log_printf( &logger, "Read data UDP: \r\n" );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_RECEIVE );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPCLOSE, TCP_LINK_ID );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    esp8684_send_cmd( &esp8684, ESP8684_CMD_CIPCLOSE, UDP_LINK_ID );
    app_error_flag = esp8684_rsp_check( ESP8684_RSP_OK );
    esp8684_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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