要求：用 STM32F103C8T6 作为主控，通过USART2（串口 2） 与 ESP8266-01 模块通信；STM32 模拟生成温湿度数据（温度 20-30℃、湿度 40%-60% 随机波动），通过 ESP8266 连接指定 WiFi，将温湿度以 “Temp:XX℃,Hum:XX%” 格式发送到手机 TCP 助手（手机与 ESP8266 连同一 WiFi）；Proteus 中搭建硬件仿真电路，STM32CubeIDE 中完成代码编写，实现仿真时手机端能实时接收数据。

一、Proteus 设备配置（核心硬件选型与接线）

1. 核心器件列表

器件名称	Proteus 搜索关键词	作用
STM32F103C8T6	STM32F103C8	主控芯片，生成温湿度、控制 ESP8266
ESP8266-01 WiFi 模块	ESP8266	串口转 WiFi，实现 TCP 通信
12MHz 晶振	CRYSTAL 12MHZ	STM32 外部时钟
22pF 电容（2 个）	CAP 22PF	晶振匹配电容
10kΩ 电阻（2 个）	RES 10K	ESP8266 使能、复位
3.3V 电源 / 接地	POWER/GROUND	给所有器件供电（ESP8266 需 3.3V，不可接 5V）

图：电路连接

图：元件列表

2. 关键接线（核心串口与使能脚）

• STM32 ↔ ESP8266（串口 2 通信，注意 ESP8266 的 TX/RX 与 STM32 交叉接）：
  • STM32 的 PA2（USART2_TX） → ESP8266 的 RX
  • STM32 的 PA3（USART2_RX） → ESP8266 的 TX
  • STM32 的 PB0 → ESP8266 的 CH_PD（使能脚，高电平使能，低电平休眠）
  • STM32 的 PB1 → ESP8266 的 RST（复位脚，低电平复位，高电平正常工作）
• STM32 基础电路：12MHz 晶振接 PB8、PB9，两端各串 22pF 电容接地；VCC 接 3.3V，GND 接地。
• ESP8266 基础电路：CH_PD 通过 10kΩ 电阻接 3.3V（默认使能），RST 通过 10kΩ 电阻接 3.3V（默认不复位）。

二、STM32CubeIDE 配置（引脚与外设参数）

1. 芯片选择：新建项目时搜索 “STM32F103C8T6”，选择对应型号。
2. 时钟配置：
   • 外部高速时钟（HSE）选择 “Crystal/Ceramic Resonator”（晶振），输入频率 12MHz；
   • 时钟树配置：HCLK（系统时钟）设为 72MHz（STM32F103 最大稳定频率）。
3. 串口 2（USART2）配置（与 ESP8266 通信核心）：
   • 模式：Asynchronous（异步通信）；
   • 波特率：115200bps（ESP8266 默认波特率，可改但需统一）；
   • 数据位：8Bits；停止位：1Bit；校验位：None；流控：None；
   • 引脚自动分配：PA2（TX）、PA3（RX）（若被占用手动修改，需与 Proteus 接线一致）。
4. GPIO 配置（ESP8266 使能与复位）：
   • PB0（CH_PD）：输出模式（GPIO_Output），默认电平设为高（High）（使能 ESP8266）；
   • PB1（RST）：输出模式（GPIO_Output），默认电平设为高（High）（ESP8266 正常工作）。
5. SYS 配置：Debug 选择 “Serial Wire”（方便后续调试，可选）。
6. 生成代码：配置完成后点击 “GENERATE CODE”，生成 MDK-ARM 工程（或 CubeIDE 原生工程）。

三、STM32CubeIDE 核心代码（仅贴关键模块，完整工程含自动生成代码）

1. 头文件声明（main.h 中添加）

c

运行

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

// ESP8266 WiFi参数（需改为你的WiFi名称和密码）
#define WIFI_NAME "你的WiFi名称"   // 例如"TP-LINK_8888"
#define WIFI_PWD  "你的WiFi密码"   // 例如"12345678"
// 手机TCP助手参数（手机IP在WiFi设置中查看，端口自定义如8080）
#define PHONE_IP  "192.168.1.105" 
#define TCP_PORT  "8080"

// 函数声明
void ESP8266_Init(void);                  // ESP8266初始化（连WiFi、创建TCP客户端）
void ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *ack, uint16_t timeout); // 发送AT指令并等待响应
void STM32_SendTempHum(void);             // 生成并发送温湿度数据
uint8_t USART2_ReceiveData(uint16_t timeout); // 串口2接收数据（超时退出）

2. 串口重定向（方便 printf 发送数据，在 main.c 中添加）

c

运行

// 重定向printf到USART2（ESP8266通信串口）
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 100); // 发送1个字节，超时100ms
  return ch;
}

3. ESP8266 控制函数（main.c 中添加）

c

运行

// 串口2接收数据（超时返回0，否则返回接收的字符）
uint8_t USART2_ReceiveData(uint16_t timeout)
{
  uint8_t data = 0;
  uint32_t tick = HAL_GetTick(); // 获取当前系统时间
  while (HAL_UART_Receive(&huart2, &data, 1, 1) != HAL_OK)
  {
    if (HAL_GetTick() - tick > timeout) // 超时判断
      return 0;
  }
  return data;
}

// ESP8266发送AT指令，等待ack响应（超时未收到返回0，收到返回1）
void ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *ack, uint16_t timeout)
{
  uint8_t buf[128] = {0};
  uint16_t i = 0;
  printf("%s\r\n", cmd); // 发送AT指令（加\r\n是ESP8266指令要求）
  
  while (1)
  {
    buf[i] = USART2_ReceiveData(timeout);
    if (buf[i] == 0) break; // 超时退出
    
    i++;
    if (i >= 127) i = 0;
    // 判断是否收到目标响应ack
    if (strstr((char *)buf, ack) != NULL)
    {
      printf("ACK: %s\r\n", buf); // 打印响应（调试用）
      return;
    }
  }
  printf("No ACK for cmd: %s\r\n", cmd); // 超时提示
}

// ESP8266初始化：复位→设置模式→连WiFi→创建TCP客户端（连手机IP）
void ESP8266_Init(void)
{
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); // PB1拉低，复位ESP8266
  HAL_Delay(500);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);  // 释放复位，等待启动
  HAL_Delay(1000);

  // 1. 测试AT指令（ESP8266是否响应）
  ESP8266_SendCmd("AT", "OK", 1000);
  // 2. 设置WiFi模式：1=Station（从机，连路由器），3=AP+Station（可选）
  ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1", "OK", 1000);
  // 3. 连接WiFi（格式：AT+CWJAP="WiFi名","密码"）
  char wifi_cmd[64];
  sprintf(wifi_cmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"", WIFI_NAME, WIFI_PWD);
  ESP8266_SendCmd(wifi_cmd, "OK", 5000); // 连WiFi耗时久，超时设5秒
  // 4. 关闭多连接（仅单TCP连接）
  ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=0", "OK", 1000);
  // 5. 连接手机TCP服务器（格式：AT+CIPSTART="TCP","IP",端口）
  char tcp_cmd[64];
  sprintf(tcp_cmd, "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s", PHONE_IP, TCP_PORT);
  ESP8266_SendCmd(tcp_cmd, "CONNECT", 3000); // 响应含"CONNECT"表示连接成功
  // 6. 开启透传模式（发送数据无需加AT指令，直接发）
  ESP8266_SendCmd("AT+CIPMODE=1", "OK", 1000);
  ESP8266_SendCmd("AT+CIPSEND", ">", 1000); // 发送该指令后，ESP8266进入透传（等待">"后发数据）
}

4. 温湿度生成与发送（main.c 中添加）

c

运行

// 生成随机温湿度（模拟传感器数据），并通过ESP8266发送
void STM32_SendTempHum(void)
{
  static uint32_t last_time = 0;
  if (HAL_GetTick() - last_time < 2000) return; // 每2秒发送1次，避免数据刷屏
  
  // 1. 生成随机数据（温度20-30℃，湿度40-60%）
  uint8_t temp = rand() % 11 + 20; // rand()%11=0-10，+20→20-30
  uint8_t hum = rand() % 21 + 40;  // rand()%21=0-20，+40→40-60
  
  // 2. 拼接发送格式（透传模式直接发字符串，无需AT指令）
  char data_buf[32];
  sprintf(data_buf, "Temp:%d℃,Hum:%d%%\r\n", temp, hum);
  
  // 3. 发送数据到ESP8266（透传模式，数据直接转发到TCP助手）
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)data_buf, strlen(data_buf), 500);
  printf("Sent: %s", data_buf); // 调试用，打印发送的内容
  
  last_time = HAL_GetTick(); // 更新上次发送时间
}

5. main 函数（核心逻辑调用）

c

运行

int main(void)
{
  // 1. CubeIDE自动生成的初始化代码（时钟、GPIO、串口等）
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();

  // 2. 初始化ESP8266（连WiFi、建TCP连接）
  ESP8266_Init();

  // 3. 主循环：持续生成并发送温湿度
  while (1)
  {
    STM32_SendTempHum(); // 发送温湿度数据
    HAL_Delay(100);      // 小延时，稳定程序
  }
}

四、仿真与测试步骤

1. Proteus 仿真：搭建上述电路，点击 “开始仿真”，STM32 会自动初始化 ESP8266（仿真中 ESP8266 指示灯会闪烁表示工作）。
2. 手机 TCP 助手配置：
   • 手机连接与WIFI_NAME一致的 WiFi；
   • 打开 TCP 助手 APP（如 “网络调试助手”），选择 “TCP 服务器” 模式，端口填TCP_PORT（如 8080），点击 “启动”。
3. 验证结果：手机 TCP 助手会每隔 2 秒收到一条 “Temp:XX℃,Hum:XX%” 的消息，说明 STM32 与 ESP8266 通信正常，WiFi 数据传输成功。