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30 分钟

使用XB8X-DMUS-001和ATmega328轻松建立无线连接

准备,设置,连接!

XBee 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

XBee 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

为各种 M2M 和物联网设备提供安全可靠的无线连接。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

XBee 3 Click 基于 XB8X-DMUS-001,这是一款 Digi XBee® CE/RED 认证的射频模块,适用于 Digi International 的关键任务无线应用。XB8X-DMUS-001 可以运行专有的 DigiMesh® 或点对多点网络协议,利用低功耗 Silicon Labs MCU 和带有集成 SAW 滤波器的 ADF7023 收发器,提供行业领先的干扰阻断功能。它还支持低功耗休眠节点,并且在覆盖范围、数据冗余和数据可靠性方面,射频视距范围可达 14 公里(农村范围视距)。XB8X-DMUS-001 模块预认证可在欧洲国家使用。工作频率在 863MHz 到 870MHz(868MHz)之间,允许在包括批准的欧洲国家在内的多个地区使用。它还利用周围频率进行 LBT+AFA(Listen-Before-Talk 和 Adaptive-Frequency-Agility),在任

何传输开始之前通过监听无线电环境并在检测到干扰时自动切换到新频道,从而显著减少干扰。此 Click board™ 配备可配置的主机接口,允许使用选定接口与 MCU 通信。XB8X-DMUS-001 可以使用常用的 UART 接口(带有 UART RX、TX 和硬件流控制引脚 UART CTS 和 RTS)与 MCU 通信,或使用 SPI 接口(XBee 模块仅作为 SPI 从设备工作)。在使用 SPI 接口的情况下,用户可以使用它来配置模块并自行编写库。XBee 3 Click 还具有许多其他功能,如复位功能和视觉及数字指示器。连接到 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚的低电平复位信号激活系统的硬件复位,而标记为 ASSOC 的黄色 LED 指示灯代表模块连接到网络的视觉指示。如果 LED 常亮,表示模块未连接到移动网络,而 

LED 的标准闪烁表示正常工作模式。mikroBUS™ 插座的 A/D 引脚代表一种中断,通过将板载 SMD 跳线定位在适当位置,其功能可以选择为 DTR 或 ATT。DTR 位置是“数据终端就绪”功能,告诉 XBee 模块主机 MCU 准备好进行通信,而 ATT 位置(SPI Attention)表示每当 XBee 模块有数据给主机 MCU 时,用于 SPI 接口的指示器。此外,板上还有一个标记为 COMMI 的调试按钮,结合 ASSOC LED 提供各种简单功能,以帮助在网络中部署设备。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。因此,在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

XBee 3 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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

UART RTS
PC0
AN
Reset
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART CTS
PD6
PWM
Data Ready Indicator
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

XBee 3 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
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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
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

该库包含 XBee 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • xbee3_get_serial_number - 此函数发送获取序列号命令。

  • xbee3_set_device_name - 此函数设置设备名称(节点标识符)。

  • xbee3_set_destination_address - 此函数设置目的地址的高字节和低字节。

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 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an XBEE 3 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 xbee3_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t xbee3_process ( void )
 * - static err_t xbee3_display_rsp ( uint16_t timeout )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "xbee3.h"

// Device name (Node identifier).
#define DEVICE_NAME                 "XBEE 3 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    XBEE3_BROADCAST_DEST_ADDRESS_HIGH
#define DESTINATION_ADDRESS_LOW     XBEE3_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 3 click board\r\n"

// Application process buffer size
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

static xbee3_t xbee3;
static log_t logger;

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

/**
 * @brief XBEE 3 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @note None.
 */
static void xbee3_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief XBEE 3 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 xbee3_process ( void );

/**
 * @brief XBEE 3 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 xbee3_display_rsp ( uint16_t timeout );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    xbee3_cfg_t xbee3_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.
    xbee3_cfg_setup( &xbee3_cfg );
    XBEE3_MAP_MIKROBUS( xbee3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == xbee3_init( &xbee3, &xbee3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    xbee3_hw_reset ( &xbee3 );
    xbee3_process( );
    xbee3_clear_app_buf( );
    
    log_printf( &logger, " - Enter command mode -\r\n" );
    xbee3_enter_command_mode ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Factory Reset -\r\n" );
    xbee3_factory_reset ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Get serial number -\r\n" );
    xbee3_get_serial_number ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Device Name -\r\n" );
    xbee3_set_device_name ( &xbee3, DEVICE_NAME );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set Destination Address -\r\n" );
    xbee3_set_destination_address ( &xbee3, DESTINATION_ADDRESS_HIGH, DESTINATION_ADDRESS_LOW );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Set API mode -\r\n" );
    xbee3_set_api_mode ( &xbee3, XBEE3_MODE_TRANSPARENT );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Apply changes -\r\n" );
    xbee3_apply_changes ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 ); 
    
    log_printf( &logger, " - Save changes -\r\n" );
    xbee3_save_changes ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " - Exit command mode -\r\n" );
    xbee3_exit_command_mode ( &xbee3 );
    Delay_ms ( 100 );
    xbee3_display_rsp ( 1000 ); 
    
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 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
    xbee3_generic_write( &xbee3, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms( 3000 ); 
#else
    xbee3_process( );
    if ( app_buf_len > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        xbee3_clear_app_buf(  );
    }
#endif
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

static void xbee3_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t xbee3_process ( void ) 
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = xbee3_generic_read( &xbee3, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = 0;
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) 
        {
            xbee3_clear_app_buf(  );
            return XBEE3_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 XBEE3_OK;
    }
    return XBEE3_ERROR;
}

static err_t xbee3_display_rsp ( uint16_t timeout )
{
    uint16_t timeout_cnt = 0;
    xbee3_process ( );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, XBEE3_RSP_OK ) ) && 
            ( 0 == strstr( app_buf, XBEE3_RSP_ERROR ) ) && 
            ( timeout_cnt++ < timeout ) )
    {
        xbee3_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 ] );
        }
        xbee3_clear_app_buf ( );
        log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
        return XBEE3_OK;
    }
    return XBEE3_ERROR;
}

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

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