中级
30 分钟

使用TSS721A和PIC32MZ2048EFH100远程监控和收集各种类型的消费计量表数据

提升您的远程抄表能力

M-Bus Slave Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 25, 2024

点击板

M-Bus Slave Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

这款高级解决方案,采用 TSS721A 收发器,专为无缝集成到符合 EN1434-3 标准的 Meter-Bus 应用而设计,确保最高水平的性能和兼容性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

M-Bus Slave Click 基于 TSS721A,这是一款专为 Meter-Bus 标准 (EN1434-3) 应用开发的单芯片收发器,来自德州仪器。与总线的连接是极性独立的,并且在系统中充当从节点。M-Bus Slave Click 具有全光耦隔离,以提高整个电路的可靠性。电路由总线上的主设备供电。TSS721A 在 M-Bus 从设备中的优势在于减少了所需组件的数量,从而降低了从设备的成本。除了根据 M-Bus 规范进行数据的传输和接收外,该 IC 还提供了与其连接的微处理器的工作电压之间的翻译,以便能够与之通信。通信可以在 300 到

 9600 波特的波特率下进行。附加功能包括反极性保护、为微处理器提供恒定的 3.3V 电源以及迅速指示总线电压故障。M-Bus 是一种用于远程读取燃气、水、热量、电力等的总线系统。它还支持各种传感器和执行器。这是一种成本优化的能量消耗数据传输总线,因为它仅用于两线通信。M-Bus 可以用于工业中,也可以方便地用于私人家庭。根据标准,M-Bus 主设备可以读取多达 250 个从设备。它们可以是计量表、水表、电表或燃气表。您还可以在报警系统、灵活的照明安装、供暖控制等应用中使用 M-Bus。它可

以监控不同的消耗计量器,也可以监控任何泄漏。M-Bus 的一个最大优势是所有数据读取都是远程完成的。这是一个非常简单的协议——它只使用两根线,并且使用连接到电线的用户的电源,读取错误最小。此外,读取速度非常快。由于接收到的数据以机器可读形式呈现,因此进一步处理非常容易。没有特殊的电缆——您可以使用电话电缆。通过这一根电缆,您可以将所有计量器连接在一起,每个计量器都可以单独寻址。这样,您可以使用一个连接电缆来控制每个消耗计量器。

M-Bus Slave Click top side image
M-Bus Slave Click bottom side image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,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 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 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。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。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、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件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。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

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
RE3
TX
UART RX
RG9
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

M-Bus Slave Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

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

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 Access - upright/background 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

该库包含 M-Bus Slave Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mbusslave_generic_write - 通用写入功能。

  • mbusslave_generic_read - 通用读取功能。

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 MBusSlave Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from M-Bus Slave clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - mbusslave_process ( ) - The general process of collecting the received data.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

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

#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

#define TEXT_TO_SEND "MikroE - M-Bus Slave click board\r\n"

#define DEMO_APP_RECEIVER
// #define DEMO_APP_TRANSMITTER

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

static mbusslave_t mbusslave;
static log_t logger;

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

static void mbusslave_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    
    rsp_size = mbusslave_generic_read( &mbusslave, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

    if ( rsp_size > 0 )
    {  
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < rsp_size; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ cnt ] );
            if ( uart_rx_buffer[ cnt ] == '\n' )
            {
                log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
            }
        }
    }
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mbusslave_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 ----" );
    Delay_ms( 100 );

    //  Click initialization.

    mbusslave_cfg_setup( &cfg );
    MBUSSLAVE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mbusslave_init( &mbusslave, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    mbusslave_process( );
#endif    
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    mbusslave_generic_write( &mbusslave, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
    log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif  
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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