Arduino与Proteus仿真-WiFi网络仿真环境搭建

Arduino与Proteus网络(WiFi)仿真环境搭建

文章目录

本文将详细介绍如何在Proteus搭建Arduino的WiFi仿真环境。

1、软件准备

1）Arduino IDE或 VSCode + PlatformIO

2）Proteus电路仿真软件

3）Arduino的Proteus仿真模型库，ArduinoLibraryforProteusV2.0.zip

4）串口调试工具软件

2、硬件准备

1）WiFi模块：ESP01-S模块或其他带标准AT固件的WiFi模块，本文使用ESP01-S模块。

2）串口（TTL）转USB模块。该模块用于连接ESP01-S的串口引脚并通过USB接口连接到电脑。

3、仿真电路原理图

在这里插入图片描述

在仿真原理图中，我们通过一个COMPIM组件与PC主机的串口连接起来。请注意，该组件与Arduino的USART接线：

在这里插入图片描述

COMPIM组件的RXD与TXD分别与RX1和TX1连接，即连接到Arduino的Serial1端口。另外，我们使用一个虚拟串口仿真组件作为调试输出。COMPIM的配置如下（双击COMPIM组件）：

在这里插入图片描述

配置中的Physical port为电脑中的物理串口，为ESP01-S连接到电脑中显示的串口。当ESP01-S连接到电脑后，在电脑的设备管理器中可以查看：

在这里插入图片描述

配置中的Physical Baud Rate为物理串口通信的波特率，ESP01-S默认为115200。（请查看使用的WiFi模块相关说明）

配置中的Physical Data Bits为物理串口通信的数据位

配置中的Physical Parity为物理串口的奇偶校验位

配置的中Virtual Baud Rate为虚拟串口通信的波特率，即为Arduino的串口波特率，一般与物理串口的配置一样。

其他虚拟串口的配置请配置与物理串口一致。

4、仿真代码实现

示例代码使用到如下开源库：

该库与Arduino的WiFi库和Ethernet 类似，因此使用起来非常方便。下面将实现如何连接WiFi：

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#include <Arduino.h>

#define DEBUG_ESP8266_AT_WEBSERVER_PORT Serial

// 日志输出
#define _ESP_AT_LOGLEVEL_       1
#define ESP_AT_USE_AVR          1
#define BOARD_TYPE      "AVR Mega2560"
#define EspSerial Serial1
#define BOARD_NAME    BOARD_TYPE
#define MULTIPLY_FACTOR       1

#include "ESP8266_AT_WebServer.h"

char ssid[] = "*************";         
char pass[] = "*************";        
int status = WL_IDLE_STATUS;     // WiFi状态
int reqCount = 0; 

void printCurrentNet();
void printWifiData();

void setup()
{
  // 初始化串口
  Serial.begin(115200);
  // 初始化ESP01-S模块串口
  Serial1.begin(115200);
  //  初始化ESP01-S模块
  WiFi.init(&Serial1);

  // 检查ESP01模块是否已经连接
  if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) {
    Serial.println("WiFi shield not present");
    while (true);
  }

  // 连接网络
  while ( status != WL_CONNECTED) {
    Serial.print("Attempting to connect to WPA SSID: ");
    Serial.println(ssid);
    // 连接到WiFi热点
    status = WiFi.begin(ssid, pass);
  }

  Serial.println("You're connected to the network");
}

void loop()
{
  Serial.println();
  printCurrentNet();
  printWifiData();
  
  delay(10000);
}

void printWifiData()
{
  // 打印IP地址
  IPAddress ip = WiFi.localIP();
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(ip);

  // 打印MAC地址
  byte mac[6];
  WiFi.macAddress(mac);
  char buf[20];
  sprintf(buf, "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", mac[5], mac[4], mac[3], mac[2], mac[1], mac[0]);
  Serial.print("MAC address: ");
  Serial.println(buf);
}

void printCurrentNet()
{
  // 打印当前网络信息
  Serial.print("SSID: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  byte bssid[6];
  WiFi.BSSID(bssid);
  char buf[20];
  sprintf(buf, "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", bssid[5], bssid[4], bssid[3], 
          bssid[2], bssid[1],bssid[0]);
  Serial.print("BSSID: ");
  Serial.println(buf);

  // WiFi信号强度
  long rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print("Signal strength (RSSI): ");
  Serial.println(rssi);
}

代码如何工作？

1）导入依赖库头文件

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#include <Arduino.h>
#include <Arduino.h>

#define DEBUG\_ESP8266\_AT\_WEBSERVER\_PORT Serial

// 日志输出
#define \_ESP\_AT\_LOGLEVEL\_ 1
#define ESP\_AT\_USE\_AVR 1
#define BOARD\_TYPE "AVR Mega2560"
#define EspSerial Serial1
#define BOARD\_NAME BOARD\_TYPE
#define MULTIPLY\_FACTOR 1

#include "ESP8266\_AT\_WebServer.h"

2）声明连接WiFi热点的相关变量

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char ssid[] = "\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*";         
char pass[] = "\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*";        
int status = WL_IDLE_STATUS;     // WiFi状态
int reqCount = 0;

3）在setup函数中

初始化调试串口和WiFi串口

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// 初始化串口
 Serial.begin(115200);
 // 初始化ESP01-S模块串口
 Serial1.begin(115200);

初始化WiFi模块

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WiFi.init(&Serial1);

检查WiFi模块是否连接

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if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) {
    Serial.println("WiFi shield not present");
    while (true);
  }

连接WiFi热点

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while ( status != WL_CONNECTED) {
    Serial.print("Attempting to connect to WPA SSID: ");
    Serial.println(ssid);
    // 连接到WiFi热点
    status = WiFi.begin(ssid, pass);
  }

4）打印WiFi连接信息

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void printWifiData()
{
  // 打印IP地址
  IPAddress ip = WiFi.localIP();
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(ip);

  // 打印MAC地址
  byte mac[6];
  WiFi.macAddress(mac);
  char buf[20];
  sprintf(buf, "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", mac[5], mac[4], mac[3], mac[2], mac[1], mac[0]);
  Serial.print("MAC address: ");
  Serial.println(buf);
}

5）打印当前WiFi网络信息

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void printCurrentNet()
{
  // 打印当前网络信息
  Serial.print("SSID: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  byte bssid[6];
  WiFi.BSSID(bssid);
  char buf[20];
  sprintf(buf, "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", bssid[5], bssid[4], bssid[3], 
          bssid[2], bssid[1],bssid[0]);
  Serial.print("BSSID: ");
  Serial.println(buf);

  // WiFi信号强度
  long rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print("Signal strength (RSSI): ");
  Serial.println(rssi);
}

6）在loop函数中，调用printWifiData和printCurrentNet实现输出

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void loop()
{
  Serial.println();
  printCurrentNet();
  printWifiData();
  
  delay(10000);
}

5、仿真结果

在这里插入图片描述

从仿真结果可以知道，Arduino仿真器已经和WiFi模块正常通信。

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/132962911