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30 分钟

使用XB3-24Z8UM和ATmega1284P创建嵌入式蜂窝和网状网络应用

您与世界的连接

XBee 2 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 26, 2024

点击板

XBee 2 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega1284P

易于添加的安全无线连接

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Xbee 2 Click 基于 Digi International 的 XB3-24Z8UM,这是一款 Digi XBee® 3 Zigbee 3.0 收发模块,提供无线终端连接。该模块使用 IEEE 802.15.4 网络协议,适用于需要低延迟和可预测通信时间的高吞吐量应用,设计用于快速点对多点或点对点网络。得益于业界领先的技术,预认证的 XB3-24Z8UM 模块允许根据需要在多种频率和无线协议之间切换(Zigbee、802.15.4、DigiMesh® 和 BLE),提供覆盖所有垂直市场的完全互操作生态系统。此 Click board™ 配备可配置的主机接口,允许使用选定接口与 MCU 通信。XB3-24Z8UM 可以使用常用的 UART 接口(带有 UART RX、TX 和硬件流控制引脚 UART CTS 和 RTS)与 MCU 通

信,或使用 SPI 接口(XBee 模块仅作为 SPI 从设备工作)。在使用 SPI 接口的情况下,用户可以使用它来配置模块并自行编写库。XB3-24Z8UM 还具有内置的 Digi TrustFence® 安全性、身份和数据隐私功能,采用超过 175 个控制措施来防御新兴的网络威胁。Xbee 2 Click 还具有许多其他功能,如复位功能和视觉及数字指示器。连接到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚的低电平复位信号激活系统的硬件复位,而标记为 ASSOC 的黄色 LED 指示灯代表模块连接到网络的视觉指示。如果 LED 常亮,表示模块未连接到移动网络,而 LED 的标准闪烁表示正常工作模式。连接到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚的 A/D 引脚代表一种中断,通过将

板载 SMD 跳线定位在适当位置,其功能可以选择为 DTR 或 ATT。DTR 位置是“数据终端就绪”功能,告诉 XBee 模块主机 MCU 准备好进行通信。ATT 位置(SPI Attention)表示每当 Xbee 模块有数据给主机 MCU 时,用于 SPI 接口的指示器。此外,板上还有一个标记为 COMMI 的调试按钮,结合 ASSOC LED 提供各种简单功能,以帮助在网络中部署设备。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

XBee 2 Click top side image
XBee 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

16384

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

UART RTS
PA7
AN
Reset
PA6
RST
SPI Chip Select
PA5
CS
SPI Clock
PB7
SCK
SPI Data OUT
PB6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART CTS
PD4
PWM
Data Ready Indicator
PD2
INT
UART TX
PD1
TX
UART RX
PD0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

XBee 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyAVR v7 MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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 Xbee 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • xbee2_get_serial_number - 此函数发送获取序列号的命令。

  • xbee2_set_device_name - 此函数设置设备名称(节点标识符)。

  • xbee2_set_destination_address - 此函数设置目的地址的高字节和低字节。

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 XBEE 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an XBEE 2 click board by showing
 * the communication between the two click boards configured in transparent mode.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and configures the click board by performing a factory reset, 
 * and setting the device name, destination address, api mode to transparent, 
 * and a device role to join or form network depending on the application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected application mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired message every 3 seconds.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void xbee2_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t xbee2_process ( void )
 * - static err_t xbee2_display_rsp ( uint16_t timeout )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "xbee2.h"

// Device name (Node identifier).
#define DEVICE_NAME                 "XBEE 2 Click"

// Enter here the specific serial number high and low bytes of the remote device as a hex string or 
// leave it set to broadcast addresses for forwarding messages to all devices
#define DESTINATION_ADDRESS_HIGH    XBEE2_BROADCAST_DEST_ADDRESS_HIGH
#define DESTINATION_ADDRESS_LOW     XBEE2_BROADCAST_DEST_ADDRESS_LOW

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MikroE - XBEE 2 click board\r\n"

// Application process buffer size
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

static xbee2_t xbee2;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;

/**
 * @brief XBEE 2 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @note None.
 */
static void xbee2_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief XBEE 2 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.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t xbee2_process ( void );

/**
 * @brief XBEE 2 display response function.
 * @details This function reads data from device until it sends OK or ERROR message or until
 * it exceeds the timeout value.
 * @param[in] timeout : Timeout value in miliseconds.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t xbee2_display_rsp ( uint16_t timeout );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    xbee2_cfg_t xbee2_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.
    xbee2_cfg_setup( &xbee2_cfg );
    XBEE2_MAP_MIKROBUS( xbee2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == xbee2_init( &xbee2, &xbee2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    xbee2_hw_reset ( &xbee2 );
    xbee2_process( );
    xbee2_clear_app_buf( );
    
    log_printf( &logger, " - Enter command mode -\r\n" );
    xbee2_enter_command_mode ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Factory Reset -\r\n" );
    xbee2_factory_reset ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Get serial number -\r\n" );
    xbee2_get_serial_number ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Device Name -\r\n" );
    xbee2_set_device_name ( &xbee2, DEVICE_NAME );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Destination Address -\r\n" );
    xbee2_set_destination_address ( &xbee2, DESTINATION_ADDRESS_HIGH, DESTINATION_ADDRESS_LOW );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set API mode -\r\n" );
    xbee2_set_api_mode ( &xbee2, XBEE2_MODE_TRANSPARENT );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Device Role -\r\n" );
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    xbee2_set_device_role ( &xbee2, XBEE2_DEVICE_ROLE_JOIN_NETWORK );
#else
    xbee2_set_device_role ( &xbee2, XBEE2_DEVICE_ROLE_FORM_NETWORK );
#endif
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Apply changes -\r\n" );
    xbee2_apply_changes ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 ); 
    
    log_printf( &logger, " - Save changes -\r\n" );
    xbee2_save_changes ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Exit command mode -\r\n" );
    xbee2_exit_command_mode ( &xbee2 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee2_display_rsp ( 1000 ); 
    
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    xbee2_generic_write( &xbee2, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 3000 ); 
#else
    xbee2_process( );
    if ( app_buf_len > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        xbee2_clear_app_buf(  );
    }
#endif
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void xbee2_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t xbee2_process ( void ) 
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = xbee2_generic_read( &xbee2, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = 0;
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) 
        {
            xbee2_clear_app_buf(  );
            return XBEE2_ERROR;
        } 
        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_buf[ rx_cnt ] != 0 ) 
            {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buf[ rx_cnt ];
            }
            else
            {
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }
        }
        return XBEE2_OK;
    }
    return XBEE2_ERROR;
}

static err_t xbee2_display_rsp ( uint16_t timeout )
{
    uint16_t timeout_cnt = 0;
    xbee2_process ( );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, XBEE2_RSP_OK ) ) && 
            ( 0 == strstr( app_buf, XBEE2_RSP_ERROR ) ) && 
            ( timeout_cnt++ < timeout ) )
    {
        xbee2_process ( );
        Delay_ms ( 1 );
    }
    if ( app_buf_len > 0 )
    {
        for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
        }
        xbee2_clear_app_buf ( );
        log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
        return XBEE2_OK;
    }
    return XBEE2_ERROR;
}

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

额外支持

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