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20 分钟

使用UG95和TM4C129ENCPDT突破地理界限

从欧洲的中心到澳大利亚的风景

3G-EA Click (for EU and Australia) with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

3G-EA Click (for EU and Australia)

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129ENCPDT

通过我们的双频蜂窝通信解决方案,感受全球通信的力量,该解决方案适用于欧洲和澳大利亚的UMTS频段。从欧洲到澳大利亚,无论您的旅程带您去哪里,我们都会让您保持连接。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

3G-EA Click基于来自Quectel的UG95-E,这是一款超小型的UMTS/HSPA模块,具有高速无线连接功能。该模块是Click板的主要组件,由多个内部模块或部分组成,例如天线切换部分、射频收发器部分、存储器、电源管理,最重要的是 - 移动基带处理器。该部分包含了管理其他部分所需的逻辑,并提供与主机MCU的接口。Click板背面的Micro SIM卡插槽用于安装MicroSIM卡。如果没有有效的SIM卡,此设备将无法使用,SIM卡允许连接到蜂窝网络。支持1.8V和3V SIM卡类型。Quectel UG95提供了用于数字音频的PCM接口。来自Analog Devices的16位单声道音频语音CODEC IC MAX9860为3G-EA Click提供语音通信。MAX9860 IC使用

PCM和I2C接口与Quectel UG95模块通信。该IC为连接耳机提供了清晰可听的模拟接口,具有一个音频输出通道和一个麦克风输 入通道。耳机可以通过板载的3.5mm音频插孔连接。3G-EA Click还配备了一个Micro-USB连接器。它允许通过个人电脑(PC)为模块供电和配置。Quectel提供了一个可与3G-EA Click板一起使用的软件套件。3G-EA Click使用标准的2线UART接口与主机MCU通信,使用常用的UART RX和TX。UART接口支持300、1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800和921600bps的波特率, 默认设置为自动波特率检测,在4800和115200之间。 UART接口可用于数据传输、

TAT通信或固件升级。3G-EA Click通过UART RTS和CTS引脚提供完整的硬件流控制。由于UG95内部由1.8V供电,所以3G-EA Click使用来自德州仪器的6位双向电平转换和电压转换器TXB0106。此外,3G-EA Click具有一个RI指示器和一个PWK作为电源键,在上电序列期间使用。 STA是一个状态引脚,用于指示设备的状态,另外还有STAT LED。另一个LED是TXD,用于指示网络状态。这个Click板可以通过I/O SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线。此外,这个Click板配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

3G-EA Click (for EU and Australia) hardware overview image

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。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

Rubber Antenna GSM/GPRS Right Angle是我们广泛产品线中所有 GSM Click 板的理想伴侣。这款专业天线设计旨在优化您的无线连接,并具有出色的特点。它具有广泛的频率范围,涵盖了824-894/1710-1990MHz或890-960/1710-1890MHz,可以处理各种频段,确保无缝可靠的连接。该天线阻抗为50欧姆,增益为2dB,增强了信号接收和传输。其70/180MHz的带宽为各种应用提供了灵活性。垂直极化进一步提高了性能。这款天线最大输入功率容量为50W,即使在苛刻条件下也能保证稳健的通信。尺寸紧凑,长度为50mm,并配有 SMA 阴性连接器,是您无线通信需求的多功能紧凑解决方案。

3G-EA Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Status Indicator
PD0
AN
Module Power-Up
PK3
RST
UART RTS
PH0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART RI
PL4
PWM
UART CTS
PQ4
INT
UART TX
PK1
TX
UART RX
PK0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

3G-EA Click (for EU and Australia) Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

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

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access 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 image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 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

这个库包含了3G-EA Click驱动程序的API。

关键函数:

  • c3gea_set_sim_apn - 设置SIM卡的APN。

  • c3gea_send_sms_text - 向手机号码发送文本消息。

  • c3gea_send_sms_pdu - 以PDU模式向手机号码发送文本消息。

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 3G-EA Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from 3G-EA click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and powers up the module, then sets default configuration 
 * for connecting the device to network.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits for device to connect to network and then sends a desired SMS to the selected phone number
 * approximately every 30 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - static void c3gea_clear_app_buf ( void )
 * - static void c3gea_error_check( err_t error_flag )
 * - static void c3gea_log_app_buf ( void )
 * - static void c3gea_check_connection( void )
 * - static err_t c3gea_rsp_check ( void )
 * - static err_t c3gea_process ( void )
 * 
 * @note 
 * In order for the example to work, user needs to set the phone number to which he wants 
 * to send an SMS, and also will need to set an APN and SMSC (required for PDU mode only) of entered SIM card.
 * Enter valid data for the following macros: SIM_APN, SIM_SMSC and PHONE_NUMBER_TO_MESSAGE.
 * E.g. 
    SIM_APN "vipmobile"
    SIM_SMSC "+381610401"
    PHONE_NUMBER_TO_MESSAGE "+38169999999"
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c3gea.h"
#include "string.h"

#define APP_OK                               0
#define APP_ERROR_DRIVER                    -1
#define APP_ERROR_OVERFLOW                  -2
#define APP_ERROR_TIMEOUT                   -3

#define RSP_OK                              "OK"
#define RSP_ERROR                           "ERROR"

#define SIM_APN                             ""  // Set valid SIM APN
#define SIM_SMSC                            ""  // Set valid SMS Service Center Address - only in PDU mode
#define PHONE_NUMBER_TO_MESSAGE             ""  // Set Phone number to message
#define MESSAGE_CONTENT                     "3G-EA click board - demo example."   // Message content 

#define PROCESS_BUFFER_SIZE                 256

#define WAIT_FOR_CONNECTION                 0
#define CONNECTED_TO_NETWORK                1

static c3gea_t c3gea;
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;

static uint8_t app_connection_status        = WAIT_FOR_CONNECTION;

static err_t app_error_flag;

/**
 * @brief 3G-EA clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset it's length and counter.
 * @note None.
 */
static void c3gea_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief 3G-EA 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 c3gea_process ( void );

/**
 * @brief 3G-EA check for errors.
 * @details This function checks for different types of errors and logs them on UART.
 * @note None.
 */
static void c3gea_error_check( err_t error_flag );

/**
 * @brief 3G-EA logs application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer.
 * @note None.
 */
static void c3gea_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief 3G-EA response check.
 * @details This function checks for response and returns the status of response.
 * 
 * @return application status.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t c3gea_rsp_check ( void );

/**
 * @brief 3G-EA check connection.
 * @details This function checks connection to the network and 
 *          logs that status to UART.
 * 
 * @note None.
 */
static void c3gea_check_connection( void );

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS


void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c3gea_cfg_t c3gea_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.

    c3gea_cfg_setup( &c3gea_cfg );
    C3GEA_MAP_MIKROBUS( c3gea_cfg, MIKROBUS_1 );
    c3gea_init( &c3gea, &c3gea_cfg );

    c3gea_module_power( &c3gea, C3GEA_MODULE_POWER_ON );
    
    // dummy read
    c3gea_process( );
    c3gea_clear_app_buf( );
    
    // AT
    c3gea_send_cmd( &c3gea, C3GEA_CMD_AT );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check( );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // ATI - product information
    c3gea_send_cmd( &c3gea, C3GEA_CMD_ATI );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // CGMR - firmware version
    c3gea_send_cmd( &c3gea, C3GEA_CMD_CGMR );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // CMEE - Report Mobile Equipment Error
    c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_CMEE, "2" );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // COPS - deregister from network
    c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_COPS, "2" );
    Delay_ms( 4000 );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // CGDCONT - set sim apn
    c3gea_set_sim_apn( &c3gea, SIM_APN );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // CFUN - full funtionality
    c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_CFUN, "1" );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // COPS - automatic mode
    c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_COPS, "0" );
    Delay_ms( 4000 );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    // CREG - network registration status
    c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_CREG, "1" );
    app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
    c3gea_error_check( app_error_flag );
    Delay_ms( 500 );
    
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
    app_connection_status = WAIT_FOR_CONNECTION;
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 5000 );
}

void application_task ( void ) {
     if ( app_connection_status == WAIT_FOR_CONNECTION ) {
        // CREG - network registration status
        c3gea_send_cmd_check( &c3gea, C3GEA_CMD_CREG );
        app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
        c3gea_error_check( app_error_flag );
        Delay_ms( 500 );
        
        // CSQ - signal quality
        c3gea_send_cmd( &c3gea, C3GEA_CMD_CSQ );
        app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
        c3gea_error_check( app_error_flag );
        Delay_ms( 3000 );
    } else {
        log_info( &logger, "CONNECTED TO NETWORK" );
        
        // SMS message format - PDU mode
        c3gea_send_cmd_with_parameter( &c3gea, C3GEA_CMD_CMGF, "0" );
        app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
        c3gea_error_check( app_error_flag );
        Delay_ms( 3000 );
        
        for( ; ; ) {   
            log_printf( &logger, "> Sending message to phone number...\r\n" );
            c3gea_send_sms_pdu ( &c3gea, SIM_SMSC, PHONE_NUMBER_TO_MESSAGE, MESSAGE_CONTENT );
            app_error_flag = c3gea_rsp_check(  );
            c3gea_error_check( app_error_flag );
            Delay_ms( 10000 );
            Delay_ms( 10000 );
            Delay_ms( 10000 );
        }
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

static void c3gea_clear_app_buf ( void ) {
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t c3gea_process ( void ) {
    err_t return_flag = APP_ERROR_DRIVER;
    int32_t rx_size;
    char rx_buff[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    
    rx_size = c3gea_generic_read( &c3gea, rx_buff, PROCESS_BUFFER_SIZE );

    if ( rx_size > 0 ) { 
        int32_t buf_cnt = 0;
        return_flag = APP_OK;

        if ( app_buf_len + rx_size >= PROCESS_BUFFER_SIZE ) {
            c3gea_clear_app_buf(  );
            return_flag = APP_ERROR_OVERFLOW;
        } 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_buff[ rx_cnt ] != 0 ) {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
            } else {
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }
        }
    } 

    return return_flag;
}

static err_t c3gea_rsp_check ( void ) {
    uint16_t timeout_cnt = 0;
    uint32_t timeout = 100000;
    
    err_t error_flag = c3gea_process(  );
    
    if ( ( error_flag != 0 ) && ( error_flag != -1 ) ) {
        return error_flag;
    }
    
    while ( ( strstr( app_buf, RSP_OK ) == 0 ) && ( strstr( app_buf, RSP_ERROR ) == 0 ) ) {
        error_flag = c3gea_process(  );
        if ( ( error_flag != 0 ) && ( error_flag != -1 ) ) {
            return error_flag;
        }
        
        timeout_cnt++;
        if ( timeout_cnt > timeout ) {
            while ( ( strstr( app_buf, RSP_OK ) == 0 ) && ( strstr( app_buf, RSP_ERROR ) == 0 ) ) {
                c3gea_send_cmd( &c3gea, C3GEA_CMD_AT );
                c3gea_process(  );
                Delay_ms( 100 );
            }
            c3gea_clear_app_buf(  );
            return APP_ERROR_TIMEOUT;
        }
        
        Delay_ms( 1 );
    }
    
    c3gea_check_connection();
    
    c3gea_log_app_buf();
    
    return APP_OK;
}

static void c3gea_error_check( err_t error_flag ) {
    if ( ( error_flag != 0 ) && ( error_flag != -1 ) ) {
        switch ( error_flag ) {
            case -2:
                log_error( &logger, " Overflow!" );
                break;
            case -3:
                log_error( &logger, " Timeout!" );
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

static void c3gea_log_app_buf ( void ) {
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ ) {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n-----------------------------------\r\n" );
    
    c3gea_clear_app_buf(  );
}

static void c3gea_check_connection( void ) {
    #define CONNECTED "+CREG: 1,1"
    
    if ( strstr( app_buf, CONNECTED ) != 0 ) {
        app_connection_status = CONNECTED_TO_NETWORK;
    }
}

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

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