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20 分钟

使用WIRL-PRO2 Thyone-I (2611011021000)和PIC18F57Q43在工业自动化和物联网中实现可靠的无线通信

在2.4GHz免许可频段进行数据传输,支持点对点或网状网络拓扑

Thyone-I Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 7月 01, 2024

点击板

Thyone-I Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

为各种工业或物联网设备创建无线连接,以便将数据传输到网关或云平台进行监控和控制

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thyone-I Click 基于 Würth Elektronik 的 WIRL-PRO2 Thyone-I (2611011021000) 模块。该无线子模块为各种设备(包括控制系统、遥控器和传感节点)提供无线通信。Thyone-I 在全球可用的 2.4GHz 免许可证频段内运行,确保在点对点和网状配置中安全可靠的数据传输。预装 Würth Elektronik 的 WE-ProWare 无线电协议栈,提供高灵活性和可靠性。该模块通过串行 UART 接口与主系统连接,简化了无线电的配置和控制。此外,它具有用于电缆替代应用的透明模式,充当串行到无线电适配器。Thyone-I 模块具有多种功能,从低功耗、长距离能力到线路供电的高吞吐量性能,使其具有能源效率。用户可以根据需求选择板载 PCB 天线用于紧凑设计或外部天线用于长距离应用,得益于板载的 ANT u.Fl 连接器。该模块支持 2Mbit/s 数据传输速率的无线电配置文件,导致大约 400kbit/s 的有效端到端吞吐量。它还提供嵌入式

安全功能,包括安全引导加载程序和硬件加速的端到端加密。其他功能包括简单泛洪网状网络创建的中继功能。Thyone-I 模块预闪存、测试并可即插即用,符合各种监管要求,适用于全球使用。在 2.4GHz 频段运行时,可配置为使用从 2403MHz 到 2479MHz 的 39 个频道之一。模块的发射功率范围为 -40dBm 至 +8dBm,影响无线电范围和电流消耗。通电时,Thyone-I 可以通过 MODE 开关进入命令模式或透明模式(板上明确标记为 T 代表透明模式,C 代表命令模式)。命令模式是 Thyone-I 的标准操作模式,可以使用命令接口在此模式下配置和控制模块。在透明模式下,模块充当透明的 UART 无线电桥,UART 接口接收到的任何数据都将通过无线电发送。如前所述,Thyone-I 模块与主 MCU 之间的通信通过 UART 接口建立,包括标准的 UART RX 和 TX 引脚以及硬件流控制引脚(CTS/RTS)。默认通信速度

为 115200bps,确保高效的数据交换。板上还包括一个复位(RST)引脚,用于硬复位模块;一个唤醒引脚,用于从睡眠模式唤醒模块;以及一个 Boot(BT)引脚,在复位期间置于低逻辑电平时触发引导加载程序模式以进行固件更新。它还具有三个 LED 指示灯:黄色 BUSY LED 表示透明模式下的数据传输活动,蓝色和绿色 LED(LD1 用于 TX,LD2 用于 RX)表示 RF 传输状态。此外,它还有 GPIO 和调试引脚。GPIO 引脚(B1 至 B6)可配置和控制各种数字 I/O 功能,而调试引脚则使用串行线调试(SWD)接口进行调试。此 Click 板™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它还配有包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Thyone-I Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

WiFi 2.4GHz/5.4GHz 有源 FPC 天线 (W3918B0100) 是 Pulse Electronics 的一款有源平板贴片天线,理想适用于 WiFi 6E、蓝牙、ZigBee、ISM 频段无线电、物联网、M2M 等。该平板贴片天线具有 2.4-2.5GHz 和 4.9-5.925GHz 的双频能力,中心频率分别为 2.4GHz 和 5.4GHz,具有典型的 3dBi 增益和全向辐射模式。天线尺寸为 35.2x8.5x0.15mm,紧凑且高效,50Ω 的标称阻抗设计确保其能够与现有系统无缝配合。天线采用 FPC 材料,保证了其耐用性和可靠性,2W 的额定功率确保其持续稳定的性能。U.FL 连接器类型和 10mm 的电缆长度使其能够轻松集成到您的系统中。凭借其卓越的性能,WiFi 2.4GHz/5.4GHz 有源 FPC 天线是您无线通信和网络需求的理想选择。

Thyone-I Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Bootloader
PA0
AN
Module Reset / ID SEL
PA7
RST
UART RTS / ID COMM
PD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Module Wake-Up
PB0
PWM
UART CTS
PA6
INT
UART TX
PC3
TX
UART RX
PC2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Thyone-I Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity 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 Thyone-I Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • thyonei_get_req - 此命令可用于在 Thyone-I Click 的闪存中设置单独的设置参数。

  • thyonei_multicast_data_req - 此命令提供多播数据传输给配置了相同 MAC 组地址的 Thyone-I Click 模块组。

  • thyonei_unicast_data_req - 此命令提供单播数据传输到配置了 MAC 目标地址的 Thyone-I Click。

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 Thyone-I Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Thyone-I click board by sending and receiving data and displaying them on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration and setting the MAC addresses and mode.
 *
 * ## Application Task
 * Transmitter mode - Sending data to the devices within range ( thyonei_broadcast_data_req ), with same MAC group ( thyonei_multicast_data_req )
 * and with the selected MAC destination address ( thyonei_unicast_data_req ).
 * Receiver mode - Reads and processes all incoming data and displays them on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static err_t thyonei_get_resp ( thyonei_t *ctx, uint8_t response )
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thyonei.h"

// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE             500
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

/**
 * @brief Thyone-I MAC addresses.
 * @details Specified setting for MAC addresses of Thyone-I Click driver.
 */
#define TRANSMITTER_MAC_ADDRESS     0x6C000001ul
#define RECEIVER_MAC_ADDRESS        0x6C000002ul
#define MAC_GROUP_ADDRESS           0xAA

#define SOURCE_ADDRESS              TRANSMITTER_MAC_ADDRESS /* Change the value of this macro to change 
                                                               between transmitter and receiver mode */
#if ( TRANSMITTER_MAC_ADDRESS == SOURCE_ADDRESS )
    #define DESTINATION_ADDRESS     RECEIVER_MAC_ADDRESS
#else
    #define DESTINATION_ADDRESS     TRANSMITTER_MAC_ADDRESS
#endif

/**
 * @brief Thyone-I Message.
 * @details Specified message to be sent to receivers of Thyone-I Click driver.
 */
#define MESSAGE                     "Thyone-I Click Ecample "

static thyonei_t thyonei;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief Thyone-I get response function.
 * @details This function is used to get response or received data from the device. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #thyonei_t object definition for detailed explanation.]
 * @param[in] response : Sent command expected response.
 * @return @li @c  >=0 - Success,
 *         @li @c   <0 - Error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t thyonei_get_resp ( thyonei_t *ctx, uint8_t response );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;          /**< Logger config object. */
    thyonei_cfg_t thyonei_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.
    thyonei_cfg_setup( &thyonei_cfg );
    THYONEI_MAP_MIKROBUS( thyonei_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == thyonei_init( &thyonei, &thyonei_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    thyonei_default_cfg ( &thyonei );

    thyonei_generic_read( &thyonei, app_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );

    uint8_t tmp_data [ 4 ] = { 0 };
    uint8_t len = 0;

    thyonei_get_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_SERIAL_NUMBER, &len, tmp_data );
    log_printf( &logger, " Thyone-I serial number: 0x" );
    for( uint8_t cnt = 0; cnt < len; cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%.2X", ( uint16_t ) tmp_data[ cnt ] );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n" );
    log_printf( &logger, "= = = = = = = = = = = = = = =\r\n" );

    log_printf( &logger, " Thyone-I factory reset request: \r\n" );
    thyonei_send_command( &thyonei, THYONEI_CMD_FACTORY_RESET_REQ, 0, NULL );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_FACTORY_RESET_REQ );

    log_printf( &logger, " Thyone-I Set Mode to normal mode: \r\n" );
    tmp_data[ 0 ] = 0;
    thyonei_set_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_MODULE_MODE, 1, tmp_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_SET_REQ );

    log_printf( &logger, " Thyone-I Set RF-Profile to 0: \r\n" );
    tmp_data[ 0 ] = 0;
    thyonei_set_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_RF_PROFILE, 1, tmp_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_SET_REQ );

    log_printf( &logger, " Thyone-I Set MAC Group ID to 0xAA: \r\n" );
    tmp_data[ 0 ] = MAC_GROUP_ADDRESS;
    thyonei_set_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_MAC_GROUP_ID, 1, tmp_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_SET_REQ );

    log_printf( &logger, " Thyone-I Set Source MAC address: \r\n" );
    tmp_data[ 0 ] = ( uint8_t ) SOURCE_ADDRESS;
    tmp_data[ 1 ] = ( uint8_t ) ( SOURCE_ADDRESS >> 8 );
    tmp_data[ 2 ] = ( uint8_t ) ( SOURCE_ADDRESS >> 16 );
    tmp_data[ 3 ] = ( uint8_t ) ( SOURCE_ADDRESS >> 24 );
    thyonei_set_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_MAC_SOURCE_ADDRESS, 4, tmp_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_SET_REQ );

    log_printf( &logger, " Thyone-I Set Destination MAC address: \r\n" );
    tmp_data[ 0 ] = ( uint8_t ) DESTINATION_ADDRESS;
    tmp_data[ 1 ] = ( uint8_t ) ( DESTINATION_ADDRESS >> 8 );
    tmp_data[ 2 ] = ( uint8_t ) ( DESTINATION_ADDRESS >> 16 );
    tmp_data[ 3 ] = ( uint8_t ) ( DESTINATION_ADDRESS >> 24 );
    thyonei_set_req( &thyonei, THYONEI_INDEX_MAC_DEST_ADDRESS, 4, tmp_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_SET_REQ );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#if ( TRANSMITTER_MAC_ADDRESS == SOURCE_ADDRESS )
    uint8_t message_data[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

    #define BROADCAST_MESSAGE       "Broadcast"
    strcpy( message_data, MESSAGE );
    strcat( message_data, BROADCAST_MESSAGE );
    log_printf( &logger, " Thyone-I sending broadcast message: \r\n" );
    thyonei_broadcast_data_req( &thyonei, strlen( message_data ), message_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_DATA_CNF );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    #define MULTICAST_MESSAGE       "Multicast"
    strcpy( message_data, MESSAGE );
    strcat( message_data, MULTICAST_MESSAGE );
    log_printf( &logger, " Thyone-I sending multicast message: \r\n" );
    thyonei_multicast_data_req( &thyonei, strlen( message_data ), message_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_DATA_CNF );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    #define UNICAST_MESSAGE         "Unicast"
    strcpy( message_data, MESSAGE );
    strcat( message_data, UNICAST_MESSAGE );
    log_printf( &logger, " Thyone-I sending unicast message: \r\n" );
    thyonei_unicast_data_req( &thyonei, strlen( message_data ), message_data );
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_DATA_CNF );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
#else
    thyonei_get_resp ( &thyonei, THYONEI_CMD_DATA_IND );
#endif
}

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;
}

static err_t thyonei_get_resp ( thyonei_t *ctx, uint8_t response )
{
    err_t error_flag = THYONEI_OK;
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    
    Delay_ms ( 1000 );
    rx_size = thyonei_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 )
    {    
        if ( ( response | THYONEI_RESPONSE_CODE ) == rx_buf[ 1 ] )
        {
            if ( 0 == rx_buf[ 4 ] )
            {
                log_printf( &logger, " Response OK \r\n" );
                error_flag = THYONEI_OK;
            }
            else 
            {
                log_printf( &logger, " Response ERROR: 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) rx_buf[ 4 ] );
                error_flag = THYONEI_ERROR;
            }
        }
        else if ( ( THYONEI_CMD_DATA_IND == rx_buf[ 1 ] ) && ( THYONEI_CMD_DATA_IND == response ) )
        {
            uint8_t data_len = rx_buf[ 2 ]; 
            log_printf( &logger, " Data received: \r\n" );
            for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < ( data_len - 5 ); n_cnt++ )
            {
                log_printf( &logger, "%c", rx_buf[ 9 + n_cnt ] );
            }
            log_printf( &logger, "\r\n" );
        }
        else 
        {
            log_printf( &logger, "Error \r\n" );
            error_flag = THYONEI_ERROR;
        }
        log_printf( &logger, "= = = = = = = = = = = = = = =\r\n" );
        return error_flag;
    }
    
}
// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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