51单片机 ESP8266模块 APP控制继电器，物联网DIY入门新手指南

题目

大家好，超子能力有限，技术不高，有什么错误的地方，欢迎批评指正。超子之前写过一篇STM32单片机配合ESP8266的WiFi模块接入阿里云生活物联网平台的DIY实验，有小伙伴问我51单片机能不能实现，答案是能。那么今天超子就给大家介绍下51单片机的实现方法。

程序设计中，我们使用的软件是Keil集成开发环境，C语言编写。如果大家想要程序源码的话，可以私信我，超子不是专业的程序员，水平不高，大家不嫌弃就行。

一说到51单片机的型号那就太多了，因为我们要使用MQTT协议对接阿里云生活物联网平台，所以对RAM空间要求比较多，一些常见的型号比如89C51，89C52，因为RAM空间太少不能用，所以我们本次DIY程序设计使用的单片机型号是STC12LE5A60S2。

ESP8266模块是通过串口AT指令控制的那种，网上有很多，价格也比较便宜，非常适合我们做DIY。

虽然我们前面使用STM32单片机做了第一个DIY设计，但是考虑到有些小伙伴，没有看过，所以超子还是说的详细一点，把每一个步骤再重新走一遍。

图1

首先进入我们自己的阿里云生活物联网平台，然后创建项目，我们就创建一个51单片机DIY项目吧，以后所有51单片机相关的DIY设计，我们都加入到这个项目内。

图2

项目建立完毕后，可以在项目列表中，看到51单片机DIY项目，旁边的第一个DIY设计项目，是上次STM32单片机DIY设计时建立的。然后我们点击51单片机DIY项目，进入项目管理界面。

图3

接下来，我们需要创建新产品。

图4

产品名称就叫51单片机插座，大家也可以起自己喜欢的名字。然后所属品类选择电工照明下的插座。节点类型选择设备，不接入网关，因为ESP8266可以连接WiFi路由器，直接具备接云的能力，所以是直连设备，不需要网关。连网方式一定要注意，虽然ESP8266是WiFi模块，但是不能选择WiFi连网，因为我们使用的是通用的，AT指令控制的ESP8266，没有在阿里云生活物联网平台认证，不兼容阿里云生活物联网平台APP的配网协议，如果我们选择WiFi方式的话，配网过不去，程序设计就无法进行了。所以我们取个巧，使用蜂窝连接方式，跳过阿里云生活物联网平台APP的配网，我们可以用ESP8266模块自己的APP配网或是直接把WiFi的SSID以及密码写在程序里。然后数据格式选择JSON，不适用ID2认证，最后点击完成就行了。

图5

产品建立完成后，我们要先进行第1步的功能定义的设置，我们选择的是电工照明分类下的插座，所以阿里云生活物联网平台自动帮我们添加了电源开关的功能属性。所以这一步我们不需要做什么额外的设置，直接点击下一步：设备调试。

图6

我们新建设备的时候，为了跳过配网协议，所以故意选择了蜂窝的连接方式，所以我们随便选一个通过认证的模组就行，选哪个型号都不会影响我们的DIY设计。

图7

选好模组后，我们点击新增测试设备，每个产品下可以添加最多50个免费的测试设备，我们做DIY程序设计，50个足够我们用了。

图8

新增测试设备时，我们要输入设备名称，就叫D001吧，超子喜欢用这种编号命名设备，大家可以根据喜好自己设置设备名称，然后点击确定就行。

图9

然后会弹出激活凭证，也就是三元组信息，这个是登录阿里云生活物联网平台的认证信息，稍后我们修改51单片机C语言程序时要用到这些重要信息。然后我们点击下一步：人机交互。

图10

和使用STM32单片机做DIY设计时一样，我们使用阿里云生活物联网平台的公版APP，也就是云智能APP。我们打开上图中红圈所示的开关。

图11

然后我们点击未设置，选择一个界面。

图12

自己喜欢哪个，选一个就行，然后点击确认。

图13

然后页面下方，我们要配置APP功能，同STM32单片机DIY时一样，我们主要设置多语言管理，填写品牌名称，设备名称，产品编号等等，大家根据喜好自己填一个就。最下方我们看到了天猫精灵，插座是天猫精灵支持的品类，所以可以直接绑定天猫精灵的账号，用天猫精灵控制开关，非常方便。然后我们点击下一步：批量投产。

图14

我们勾选上充分了解的对勾，然后点击开发完成，到此我们整个项目的配置就算完成了，就下来我们要修改51单片机的程序了。

图15

首先看esp8266.c源文件，wifi_mode变量用于设置使用哪种方式进行配网，大家根据注释自行选择就行，如果选择0的话，SSID和密码要在esp8266.h头文件中设置。

图16

然后我们需要修改mqtt.h头文件中的6个字符串，最麻烦的就是第3个，也就是MQTT协议中CONNECT报文中的包含的密码信息。我们一个一个来，讲一下怎么修改。

我们先看第6个需要修改的字符串，服务器的域名，格式如下所示：

*.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com

我们把*号替换成我们自己设备的ProductKey，这个ProductKey就是我们新建设备时弹出的3元组信息，图9所示，以我新建的设备作为例子，我们修改一下，最终结果如下：

a1jWDQfzbVB.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com

然后看第4和第5个字符串， 都是Topic主题，第4个set是用来接收控制开关命令推送的Topic，我们需要订阅它，第5个post是用来往服务器上传数据的，这次的实验post不是关键点。那么这两个Topic再那找呢？看下图。

图17

测试设备点击红圈圈中的查看。

图18

然后在Topic列表下，可以看到post和set，根据自己设备的实际内容，修改程序中第4和第5个字符串即可。

接下来看第1个字符串，也就是MQTT协议中CONNECT报文中包含的客户端ID信息，格式如下：

*|securemode=3,signmethod=hmacsha1|

其中*号是设备名称，以我的设备为例，修改一下，结果如下：

D001|securemode=3,signmethod=hmacsha1|

然后再看第2个字符串，也就是MQTT协议中CONNECT报文中包含的用户名信息，格式如下：

*&#

其中*号是设备名称 ，#号是ProductKey，都是图9中的三元组信息，就以我的设备为例，修改一下，结果如下：

D001&a1jWDQfzbVB

最后再看最麻烦的第3个字符串，也就是MQTT协议中CONNECT报文中包含的密码信息，需要经过一步加密，我们先要构建待加密的明文字符串，格式如下：

clientId*deviceName*productKey#

其中*号是设备名称 ，#号是ProductKey，以我的设备为例，修改一下，结果如下：

clientIdD001deviceNameD001productKey a1jWDQfzbVB

加密用的秘钥是图9中，三元组信息里的DeviceSecret，我们网上找一个加密算法的网站。

图19

我们复制待加密的字符串和密钥的时候，一定要多检查，不要多空格，不要多回车，错一点加密后的结果都不会正确的，所以大家一定要小心。加密后的结果就是第3个字符串的内容，到此6个需要修改的字符串我们都修改完毕了，重新编译程序，下载到开发板就行了。然后我们再回到阿里云生活物联网平台。

图20

我们进入第3步，人机交互设置页面，我们点击红圈所示的内容，然后弹出页面，需要我们填写设备名称，以我的为例，填上D001，然后就可以生成我们需要的，添加设备的二维码，因为文章中不能出现二维码，所以超子就不展示了。到此我们本次51单片机的DIY程序设计，基本就完成了。

想要程序的小伙伴，可以举手哦~~~

【51单片机】模块化编程的一般步骤和基础说明

51 单片机的模块化编程是将程序按照功能划分为不同的模块，每个模块具有相对独立的功能，分别放在不同的 .c 文件和 .h 文件中。

以下是进行 51 单片机模块化编程的一般步骤和基础说明：

1. 模块划分：确定程序中的各个功能模块，例如延时函数、数码管显示函数、LCD 显示函数等。每个模块应具有明确的功能和相对独立的代码。

2. 创建 .c 文件**：为每个模块创建一个对应的 .c 文件，用于实现该模块的具体功能。在 .c 文件中编写函数的定义和相关代码。

3. 创建 .h 文件（头文件）**：为每个 .c 文件创建一个同名的 .h 文件。头文件用于声明模块中可供外部调用的函数、变量等。头文件的内容通常使用预处理指令 #ifndef 、 #define 和 #endif 来防止重复包含，例如：

#ifndef __MODULE_H__

#define __MODULE_H__

// 函数声明、变量声明等

#endif

4. 在 .c 文件中实现功能**：在对应的 .c 文件中具体实现模块的功能，编写函数的代码逻辑。

5. 在头文件中声明函数和变量**：在 .h 文件中声明在 .c 文件中定义的函数、全局变量等，以便其他文件可以使用这些函数和变量。例如：

void function1(void);

int variable1;

6. 在主程序或其他需要使用该模块的文件中包含头文件**：使用 #include "module.h" 语句将所需模块的头文件包含到主程序或其他 .c 文件中，这样就可以调用头文件中声明的函数和使用相关变量。

7. 调用模块功能**：在主程序或其他模块中，根据需要调用相应模块的函数来实现具体功能。

通过模块化编程，可以提高代码的可读性、可维护性和可移植性。各个模块可以独立开发、测试和修改，而不会影响其他部分的代码。同时，也方便多人协作开发，以及在不同项目中复用已有的模块。

例如，假设有一个数码管显示模块，包含数码管显示函数和相关的段码表。以下是示例代码：

数码管显示的 .c 文件（ nixie.c ）：

#include

#include "delay.h" // 包含延时函数的头文件，因为要使用其中的延时功能

// 数码管段码表

unsigned char NixieTable() = {

0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F,

0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,

0x7F, 0x6F

};

// 数码管显示子函数

void Nixie(unsigned char Location, Number) {

switch (Location) // 位码输出

{

case 1:

P2_4 = 1;

P2_3 = 1;

P2_2 = 1;

break;

case 2:

P2_4 = 1;

P2_3 = 1;

P2_2 = 0;

break;

// 省略其他 case 情况

}

P0 = NixieTable(Number); // 段码输出

delay(1); // 显示一段时间

P0 = 0x00; // 段码清 0，消影

}

 数码管显示的 .h 文件（ nixie.h ）：

#ifndef __NIXIE_H__

#define __NIXIE_H__

void Nixie(unsigned char Location, Number);

#endif

 在主程序（ main.c ）中使用该数码管显示模块时，只需包含 nixie.h 头文件，然后就可以调用 Nixie 函数来显示数字：

#include

#include "nixie.h" // 包含数码管显示模块的头文件

void main() {

while (1) {

Nixie(1, 6); // 在数码管的第 1 位置显示 6

}

}

 这样，通过模块化编程，将数码管显示的功能封装在一个模块中，使得主程序更加简洁清晰，易于理解和维护。如果需要修改数码管显示的相关代码，只需在 nixie.c 和 nixie.h 中进行修改，而不会影响到主程序的其他部分。同时，在其他项目中如果也需要使用数码管显示功能，只需将这两个文件添

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