使用LE70-868和TM4C129XNCZAD在各种工业环境中收集和传输数据
专为868MHz频段设计的短距离RF（射频）通信
已发布 6月 26, 2024
点击板
tRF Click
开发板
Fusion for Tiva v8
编译器
NECTO Studio
微控制器单元
TM4C129XNCZAD
为各种应用增加短程射频通信能力，特别是那些专注于ISM频段内的监控和控制的应用。
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硬件概览
它是如何工作的？
tRF Click基于Telit的LE70-868，这是一款短距离无线模块。由于其稳健性和简单性，它非常适合用无线技术替代电缆通信，比如RS485链路（Profibus、Modbus）和半双工RS232链路。具有诸如Listen Before Talk（LBT）、AES 128加密、优秀的RX灵敏度（-117 dBm）、15至27 dBm的输出功率、错误报告等功能，它是建立安全可靠的长距离网络覆盖的理想选择，即使在嘈杂的环境中也是如此。该模块由数字和射频部分组成。射频部分负责频率合成、数据包处理、功率放大和低噪声接收。该模块的最大功率为500mW，符合ERC建议70-03附件1的要求。数字部分负责所有I/O管理和通信接口。集成了Telit软件堆栈的嵌入式MCU也是该部分的一部分。当通过UART接收到命令字符串（+++）时，模块可以切换到命令模式。在配置为工作在命令模式时，可以设置寄存器的值。在此模式下，射频通信将停止。LE70-868 RF模块文档显示了寄存器列表，允许简化设备配置。该模块可以在三种不同的模式下运行。在透明模式下，其默认模式，数据在不进行寻址或封装的情况下发送。发送到模块的UART RX引脚的数据将透明地通过空气传输，支持最高115.2 kbps的UART通信速度。在相同无线电频率上工作的所有模块都可以接收数据。
Addressed Secured模式使用帧寻址、CRC检查和确认。它允许实现多点网络，在该网络中，每个模块都可以与其他网络模块通信。该模式还允许通过网络发送遥测命令，并支持广播（发送到地址0时）。在发送之前，数据被缓冲，因此帧应保持足够小以适应缓冲区。智能中继模式允许协调器和终端节点之间的数据通信，并扩展了Addressed Secured模式的功能。它允许建立各种类型的网络分布——星型拓扑、线型拓扑和这两种的组合。它可用于扩展网络的范围。一些 额外的功能包括LBT（Listen Before Talk），该功能在发送数据之前执行无线电频率扫描，确保无线电波段空闲，避免数据碰撞。它适用于透明模式和寻址模式。AES 128位数据加密有助于实现所需的网络安全性，而Wake on Radio功能允许低功耗，使模块可以保持在睡眠模式，周期性地唤醒。当接收到有效帧时，模块完全唤醒并处理消息。正如前面所述，tRF Click使用UART接口与主机MCU通信，支持速度从1.2 kbps到115.2 kbps。此外，模块配备了几个可配置的I/O引脚。默认情况下，它们被模块用于报告状态或作为控制输入。IO9引脚被路由到标记为STS的mikroBUS™ PWM引脚上。在串行端口传输期间，此引脚变为高电平。在空闲状态下，它保持低逻辑电
平。IO8引脚被路由到标记为ACK的mikroBUS™ INT引脚上。在Addressed Secured模式下，当在帧传输 和重复后未收到ACK通知时，此信号变为逻辑高电平。WKP/STB引脚用于唤醒模块或将其置于待机模式。当待机模式寄存器S240的位0设置为1时，此引脚保持高电平，模块将进入待机模式。模块将在此引脚的下降沿唤醒。它被路由到标记为STB的mikroBUS™ AN引脚上。#RESET引脚通过电阻内部上拉。此引脚上的低电平将重置模块的嵌入式MCU。它被路由到mikroBUS™的RST引脚。IO1和IO2引脚用于通过LED报告网络状态。IO1引脚被路由到红色LED上，标记为TX，用于报告模块的任何无线电传输。IO2引脚被路由到黄色LED上，标记为RX，在应用层处理之前报告任何无线电接收，当寄存器S261和S262分别设置为0时激活。还包括SMA天线连接器，允许连接868MHz天线以获得模块的最佳范围。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前，板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外，它配备了一个包含函数和示例代码的库，可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器，如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs，来自Texas Instruments，无论它们的引脚数量如何，并且具有一系列独特功能，例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。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。得益于创新的制造技术，Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验，允许在任何情况下、任何地方、任何
时候都能访问。Fusion for TIVA v8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。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项，包括对JTAG、SWD和SWO Trace（单线输出）的支持，并与Mikroe软件环境无缝集成。此外，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，包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C（USB-C）连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN（如果MCU卡支持的话）和以
太网也包括在内。此外，它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准，为MCU卡提供了标准化插座（SiBRAIN标准），以及两种显示选项，用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
类型
8th Generation
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
1024
硅供应商
Texas Instruments
引脚数
212
RAM (字节)
262144
你完善了我！
配件
868MHz直角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。在868-915MHz的频率范围内工作，确保了最佳的信号接收和传输。具有50欧姆的阻抗，与各种设备和系统兼容。该天线具有2dB的增益，增强了信号强度并扩展了通信范围。其垂直极化进一步提高了信号的清晰度。设计可处理高达50W的输入功率，适用于各种应用。长度仅48mm，这款天线既低调又实用。其SMA公头连接器确保了与设备的安全可靠连接。无论您是在处理物联网设备、远程传感器还是其他无线技术，868MHz直角天线都提供了您所需的性能和灵活性，实现无缝通信。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看！”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始
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
这个库包含了 tRF Click 驱动程序的 API。
关键函数:
trf_generic_single_read- 通用的单次读取函数。trf_generic_single_write- 通用的单次写入函数。trf_generic_multi_write- 通用的多次写入函数。
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
* \brief Trf Click example
*
* # Description
* This is a example which demonstrates the use of Trf Click board.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Configuring clicks and log objects.
*
* ## Application Task
* Checks if new data byte have received in rx buffer (ready for reading),
* and if ready than reads one byte from rx buffer. In second case aplication task writes
* message data via UART.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "trf.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
#define DEMO_APP_RECEIVER
//#define DEMO_APP_TRANSMITER
static trf_t trf;
static log_t logger;
static char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
trf_cfg_t cfg;
/**
* 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.
trf_cfg_setup( &cfg );
TRF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
trf_init( &trf, &cfg );
Delay_ms( 100 );
}
void application_task ( void )
{
char tmp;
uint8_t cnt;
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
// RECEIVER - UART polling
tmp = trf_generic_single_read( &trf );
log_printf( &logger, " %c ", tmp );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER
// TRANSMITER - TX each 2 sec
for ( cnt = 0; cnt < 8; cnt ++ )
{
trf_generic_single_write( &trf, demo_message[ cnt ] );
Delay_ms( 100 );
}
Delay_ms( 2000 );
#endif
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
