初学者
10 分钟

使用 TCM 515Z 和 PIC32MZ1024EFH064 开发先进的自动化、监控和控制物联网项目

基于 2.4 GHz IEEE 802.15.4 无线标准的通信

EnOcean 2 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 25, 2024

点击板

EnOcean 2 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

对于正在开发创新的、环保的、无线的家庭自动化、工业控制和智能建筑项目的开发人员。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

EnOcean 2 Click基于EnOcean的双向收发器网关TCM 515Z。标志中的Z代表Zigbee,它使用全球可用的2.4GHz频率,并在EnOcean 2.4GHz设备和通过标准化ESP3接口(EnOcean串行协议V3)连接的外部主机之间提供透明的无线电链接。该模块在接收和发送模式下具有低电流消耗,在板载2.4GHz 50欧姆天线上的典型接收灵敏度为-95dBm。它通过将电磁、太阳和热电能转换为电能来生成电能,以作为无需电池的自供电设备。TCM 515Z模块支持IEEE 802.15.4标准的所有无线电信道,从第11个信道到第26个信道(最高频

率)。主机MCU可以设置信道。TCM 515Z在接收和发送模式下传输和接收无线电报文,而主机MCU负责正确解码接收到的报文并对要发送的报文进行正确编码。帧结构包括PHY标头、MAC标头、MAC有效载荷和AMC尾部。TCM 515Z模块可以在接收和传输模式下工作,并被设置为低功耗睡眠模式,以一定时间。根据使用场景,它可以在开放空间、大厅等地实现长达50m的范围。在走廊、石膏板或木墙上,它通常可以实现15m的范围。防火墙、电梯井道、楼梯间等区域起到了屏蔽作用。传输信号撞击墙壁的角度以及有效

墙厚度非常重要,在选择放置设备的位置时应考虑这些因素。EnOcean模块使用UART接口,默认通信协议为与常用的UART RX和TX引脚通信。此外,在电源开启时通过将0欧姆电阻连接到EN位置通过TURBO跳线将默认ESP3接口速度从每秒57600比特提高到每秒460800比特。此Click板只能使用3.3V逻辑电压电平运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板上必须进行适当的逻辑电压电平转换。然而,该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。

EnOcean 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
RB2
TX
UART RX
RB0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

EnOcean 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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EnOcean 2 Click驱动器的API。

关键函数:

  • enocean2_init_rx_buff - 初始化EnOcean串行协议(ESP3)模块的接收缓冲区

  • enocean2_rx - 将接收到的字符推送到环形缓冲区的函数

  • enocean2_packet_recieve - 实现接收数据包的状态机。应在循环中调用

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 EnOcean2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from EnOcean 2 Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver init and initializes chip and sets callback handler.
 * 
 * ## Application Task  
 * It checks if a switch is pressed, and logs an appropriate message to the uart terminal.
 * 
 * ## Additional Function
 * - enocean2_process ( ) - The general process of collecting data the module sends.
 * - callback_handler ( enocean2_packet_t *packet ) - Checks if a new response message is 
 *                      ready and executes a response message parsing. Once the response
 *                      parsing is done, shows the response message on the uart terminal.
 * - decode_command ( uint8_t cmd ) - Detect which of the 4 buttons is pressed.
 *
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "enocean2.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 200

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static enocean2_t enocean2;
static enocean2_ring_buffer_t enocean2_rb;
static enocean2_rx_data_t enocean2_rx_data;
static log_t logger;

uint8_t rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t data_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void clear_app_buf ( void )
{
    Delay_ms ( 200 );
    enocean2_generic_read( &enocean2, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
    memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
}

static void decode_command ( uint8_t cmd )
{
    if ( cmd == 0x12 )
    {
        log_printf( &logger,  "-- Button 1 detect --\r\n" );
        clear_app_buf(  );
    }
    else if ( cmd == 0x14 )
    {
        log_printf( &logger, "-- Button 2 detect --\r\n" );
        clear_app_buf(  );
    }
    else if ( cmd == 0x18 )
    {
        log_printf( &logger, "-- Button 3 detect --\r\n" );
        clear_app_buf(  );
    }
    else if ( cmd == 0x22 )
    {
        log_printf( &logger, "-- Button 4 detect --\r\n" );
        clear_app_buf(  );
    }
}

static void callback_handler ( enocean2_packet_t *packet )
{
    uint8_t sequence_number = 0;

    if ( packet->type == ENOCEAN2_TYPE_RADIO_802_15_4 )
    {
        if ( sequence_number != packet->data_buffer[ ENOCEAN2_SEQUENCE_NUMBER_OFFSET ] )
        {
            decode_command( packet->data_buffer[ ENOCEAN2_COMMAND_OFFSET ] );
        }
    }
}

static void enocean2_process ( void )
{
    int16_t rsp_size; 
    uint8_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    while( process_cnt != 0 )
    {
        rsp_size = enocean2_generic_read( &enocean2, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        if ( rsp_size > 0 )
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
            {
                enocean2_rx( &enocean2_rb, uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] ); 
                enocean2_packet_recieve( &enocean2, &enocean2_rb );
            }           

            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_ms ( 100 );
        }
    }
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    enocean2_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.

    enocean2_cfg_setup( &cfg );
    ENOCEAN2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    enocean2_init( &enocean2, &cfg );

    enocean2_rx_data.rx_buffer   = &rx_buffer[ 0 ];
    enocean2_rx_data.rx_size     = ENOCEAN2_RX_BUFFER_SIZE;
    enocean2_rx_data.data_buffer = &data_buffer[ 0 ];
    enocean2_rx_data.data_size   = ENOCEAN2_RX_BUFFER_SIZE;

    enocean2_init_rx_buff( &enocean2, &enocean2_rb, &enocean2_rx_data );
    enocean2_set_callback_handler( &enocean2, callback_handler );
}

void application_task ( void )
{
    enocean2_process( );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

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