初学者
10 分钟

使用LE70-868和ATmega328在各种工业环境中收集和传输数据

专为868MHz频段设计的短距离RF(射频)通信

tRF Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 26, 2024

点击板

tRF Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

为各种应用增加短程射频通信能力,特别是那些专注于ISM频段内的监控和控制的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

tRF Click基于Telit的LE70-868,这是一款短距离无线模块。由于其稳健性和简单性,它非常适合用无线技术替代电缆通信,比如RS485链路(Profibus、Modbus)和半双工RS232链路。具有诸如Listen Before Talk(LBT)、AES 128加密、优秀的RX灵敏度(-117 dBm)、15至27 dBm的输出功率、错误报告等功能,它是建立安全可靠的长距离网络覆盖的理想选择,即使在嘈杂的环境中也是如此。该模块由数字和射频部分组成。射频部分负责频率合成、数据包处理、功率放大和低噪声接收。该模块的最大功率为500mW,符合ERC建议70-03附件1的要求。数字部分负责所有I/O管理和通信接口。集成了Telit软件堆栈的嵌入式MCU也是该部分的一部分。当通过UART接收到命令字符串(+++)时,模块可以切换到命令模式。在配置为工作在命令模式时,可以设置寄存器的值。在此模式下,射频通信将停止。LE70-868 RF模块文档显示了寄存器列表,允许简化设备配置。该模块可以在三种不同的模式下运行。在透明模式下,其默认模式,数据在不进行寻址或封装的情况下发送。发送到模块的UART RX引脚的数据将透明地通过空气传输,支持最高115.2 kbps的UART通信速度。在相同无线电频率上工作的所有模块都可以接收数据。

Addressed Secured模式使用帧寻址、CRC检查和确认。它允许实现多点网络,在该网络中,每个模块都可以与其他网络模块通信。该模式还允许通过网络发送遥测命令,并支持广播(发送到地址0时)。在发送之前,数据被缓冲,因此帧应保持足够小以适应缓冲区。智能中继模式允许协调器和终端节点之间的数据通信,并扩展了Addressed Secured模式的功能。它允许建立各种类型的网络分布——星型拓扑、线型拓扑和这两种的组合。它可用于扩展网络的范围。一些 额外的功能包括LBT(Listen Before Talk),该功能在发送数据之前执行无线电频率扫描,确保无线电波段空闲,避免数据碰撞。它适用于透明模式和寻址模式。AES 128位数据加密有助于实现所需的网络安全性,而Wake on Radio功能允许低功耗,使模块可以保持在睡眠模式,周期性地唤醒。当接收到有效帧时,模块完全唤醒并处理消息。正如前面所述,tRF Click使用UART接口与主机MCU通信,支持速度从1.2 kbps到115.2 kbps。此外,模块配备了几个可配置的I/O引脚。默认情况下,它们被模块用于报告状态或作为控制输入。IO9引脚被路由到标记为STS的mikroBUS™ PWM引脚上。在串行端口传输期间,此引脚变为高电平。在空闲状态下,它保持低逻辑电

平。IO8引脚被路由到标记为ACK的mikroBUS™ INT引脚上。在Addressed Secured模式下,当在帧传输 和重复后未收到ACK通知时,此信号变为逻辑高电平。WKP/STB引脚用于唤醒模块或将其置于待机模式。当待机模式寄存器S240的位0设置为1时,此引脚保持高电平,模块将进入待机模式。模块将在此引脚的下降沿唤醒。它被路由到标记为STB的mikroBUS™ AN引脚上。#RESET引脚通过电阻内部上拉。此引脚上的低电平将重置模块的嵌入式MCU。它被路由到mikroBUS™的RST引脚。IO1和IO2引脚用于通过LED报告网络状态。IO1引脚被路由到红色LED上,标记为TX,用于报告模块的任何无线电传输。IO2引脚被路由到黄色LED上,标记为RX,在应用层处理之前报告任何无线电接收,当寄存器S261和S262分别设置为0时激活。还包括SMA天线连接器,允许连接868MHz天线以获得模块的最佳范围。此Click board™只能使用3.3V逻辑电压级别操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它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。

tRF Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

868MHz直角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。在868-915MHz的频率范围内工作,确保了最佳的信号接收和传输。具有50欧姆的阻抗,与各种设备和系统兼容。该天线具有2dB的增益,增强了信号强度并扩展了通信范围。其垂直极化进一步提高了信号的清晰度。设计可处理高达50W的输入功率,适用于各种应用。长度仅48mm,这款天线既低调又实用。其SMA公头连接器确保了与设备的安全可靠连接。无论您是在处理物联网设备、远程传感器还是其他无线技术,868MHz直角天线都提供了您所需的性能和灵活性,实现无缝通信。

tRF Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Standby/Wakeup
PC0
AN
Reset
PD2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART TX Status
PD6
PWM
Acknowledgement
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

tRF Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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
Arduino UNO 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 tRF Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • trf_generic_single_read - 通用的单次读取函数。

  • trf_generic_single_write - 通用的单次写入函数。

  • trf_generic_multi_write - 通用的多次写入函数。

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 
 * \brief Trf Click example
 * 
 * # Description
 * This is a example which demonstrates the use of Trf Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configuring Clicks and log objects.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks if new data byte have received in rx buffer (ready for reading),
 * and if ready than reads one byte from rx buffer. In second case aplication task writes
 * message data via UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "trf.h"

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

#define DEMO_APP_RECEIVER
//#define DEMO_APP_TRANSMITER

static trf_t trf;
static log_t logger;

static char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    trf_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.

    trf_cfg_setup( &cfg );
    TRF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    trf_init( &trf, &cfg );
    
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    char tmp;
    uint8_t cnt;
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER

    // RECEIVER - UART polling

    tmp =  trf_generic_single_read( &trf );
    log_printf( &logger, " %c ", tmp );
    
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER

    // TRANSMITER - TX each 2 sec
       
    for ( cnt = 0; cnt < 8; cnt ++ )
    {
        trf_generic_single_write( &trf, demo_message[ cnt ] );
        Delay_ms ( 100 );
    }
       
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
#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;
}


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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。