初学者
10 分钟

使用XB24CZ7PIS-004和TM4C123GH6PZ将ZigBee无线通信添加到你的项目中

为ZigBee网状网络中的终端设备提供无线连接

XBEE Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

XBEE Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C123GH6PZ

高性能的XBee® RF模块可实现广泛的室内和室外范围,为能源和控制系统提供稳健且全球接受的网络解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

XBee Click基于XB24CZ7PIS-004,这是来自Digi International的低功耗Digi XBee® RF模块,为ZigBee网状网络中的端点设备提供无线连接。XB24CZ7PIS-004的收发器芯片组件基于Ember Silicon Labs EM357 SoC,RF数据速率为250kbps(串行最高1Mbps),可通过简单的AT或API命令进行高级配置。它还支持低功耗睡眠节点,并且在覆盖范围、数据冗余和数据可靠性的结合下,室外RF视线范围可达1.2km(城市范围可达60m)。XB24CZ7PIS-004模块具有全球接受性。工作频率为2.4GHz,可在美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和日本使用。ZigBee模块还支持根据应用程序需求配置的各种安全级别。该Click板带有可配置的主机接口,允许使用所选择的接口与MCU进行通

信。XB24CZ7PIS-004可以使用UART接口与MCU进行通信,常用的UART RX、TX和硬件流控制引脚UART CTS和RTS(清除发送和准备发送),或者使用SPI接口(XBee模块仅作为SPI从设备工作)。该模块可以 通过串行命令(AT或API)本地配置,也可以通过远程API命令远程配置任何网络设备的配置设置。对于SPI接口,用户可以使用它来配置模块并自己编写库。XBee Click还具有许多其他功能。在mikroBUS™插座的RST引脚上布线的主动低复位信号会激活系统的硬件复位,而在INT引脚上布线的A/D引脚表示一种中断类型,其功能可以通过将板载SMD跳线位置选择到相应的DTR或ATT位置来选择。DTR位置是"数据终端就绪"功能,用于告知XBee模块主机MCU已准备好

通信,而ATT位置(SPI Attention)表示SPI接口的指示器,指示XBee模块何时有数 据传输到主机MCU。除固件更新外,它还支持配置和LED行为;一个标记为COMMI的配置按钮与一个ASSOC LED组合在一起,提供各种简单功能,以帮助在网络中部署设备,例如设备唤醒、广播传输等。另一方面,黄色的ASSOC LED指示设备的网络状态和诊断信息。如果LED持续亮起,则意味着模块未连接到网络,而LED的标准闪烁表示正常工作模式。此Click板仅能在3.3V逻辑电压级别下操作。使用逻辑电平不同的MCU之前,必须对板执行适当的逻辑电压级别转换。但是,Click板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。

XBEE Click 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)

256

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

100

RAM (字节)

32768

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

UART RTS
PD2
AN
Reset
PH0
RST
SPI Chip Select
PF7
CS
SPI Clock
PK0
SCK
SPI Data OUT
PK2
MISO
SPI Data IN
PK3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART CTS
PF5
PWM
Data Ready Indicator
PH4
INT
UART TX
PC7
TX
UART RX
PC6
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

XBEE Click 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
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

此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:

  • Application Output - 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。

软件支持

库描述

这个库包含了XBEE Click驱动程序的API。

关键功能:

  • xbee_get_serial_number - 发送获取序列号命令的函数。

  • xbee_set_device_name - 设置设备名称(节点标识符)的函数。

  • xbee_set_destination_address - 设置目标地址的高位和低位字节的函数。

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 main.c
 * @brief XBEE Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an XBEE 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, and api mode to transparent.
 *
 * ## 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 xbee_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t xbee_process ( void )
 * - static err_t xbee_display_rsp ( uint16_t timeout )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "xbee.h"

// Device name (Node identifier).
#define DEVICE_NAME                 "XBEE 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    XBEE_BROADCAST_DEST_ADDRESS_HIGH
#define DESTINATION_ADDRESS_LOW     XBEE_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 click board\r\n"

// Application process buffer size
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

static xbee_t xbee;
static log_t logger;

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

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

/**
 * @brief XBEE 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 xbee_process ( void );

/**
 * @brief XBEE 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 xbee_display_rsp ( uint16_t timeout );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    xbee_cfg_t xbee_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.
    xbee_cfg_setup( &xbee_cfg );
    XBEE_MAP_MIKROBUS( xbee_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == xbee_init( &xbee, &xbee_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    xbee_hw_reset ( &xbee );
    xbee_process( );
    xbee_clear_app_buf( );
    
    log_printf( &logger, " - Enter command mode -\r\n" );
    xbee_enter_command_mode ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Factory Reset -\r\n" );
    xbee_factory_reset ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Get serial number -\r\n" );
    xbee_get_serial_number ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Device Name -\r\n" );
    xbee_set_device_name ( &xbee, DEVICE_NAME );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Destination Address -\r\n" );
    xbee_set_destination_address ( &xbee, DESTINATION_ADDRESS_HIGH, DESTINATION_ADDRESS_LOW );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set API mode -\r\n" );
    xbee_set_api_mode ( &xbee, XBEE_MODE_TRANSPARENT );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Apply changes -\r\n" );
    xbee_apply_changes ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 ); 
    
    log_printf( &logger, " - Save changes -\r\n" );
    xbee_save_changes ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Exit command mode -\r\n" );
    xbee_exit_command_mode ( &xbee );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee_display_rsp ( 1000 ); 
    
    app_buf_len = 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
    xbee_generic_write( &xbee, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 3000 ); 
#else
    xbee_process( );
    if ( app_buf_len > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        xbee_clear_app_buf(  );
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

static err_t xbee_process ( void ) 
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = xbee_generic_read( &xbee, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = 0;
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) 
        {
            xbee_clear_app_buf(  );
            return XBEE_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 XBEE_OK;
    }
    return XBEE_ERROR;
}

static err_t xbee_display_rsp ( uint16_t timeout )
{
    uint16_t timeout_cnt = 0;
    xbee_process ( );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, XBEE_RSP_OK ) ) && 
            ( 0 == strstr( app_buf, XBEE_RSP_ERROR ) ) && 
            ( timeout_cnt++ < timeout ) )
    {
        xbee_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 ] );
        }
        xbee_clear_app_buf ( );
        log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
        return XBEE_OK;
    }
    return XBEE_ERROR;
}

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

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