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使用XB8X-DMUS-001和STM32F429ZI轻松建立无线连接

准备,设置,连接!

XBee 3 Click with Nucleo 144 with STM32F429ZI MCU

已发布 9月 17, 2024

点击板

XBee 3 Click

开发板

Nucleo 144 with STM32F429ZI MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F429ZI

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

Nucleo-144 搭载 STM32F429ZI MCU 的开发板为用户提供了一个便捷且灵活的途径,用于探索新想法并构建原型。用户可以根据 STM32 微控制器提供的一系列性能和功耗特性来定制他们的体验。与兼容的

板子配合使用,内部或外部 SMPS 可显著降低运行模式下的功耗。包括 ST Zio 连接器、扩展 ARDUINO Uno V3 连接性和 ST morpho 头部,便于扩展 Nucleo 开放式开发平台。集成的 ST-LINK 调试器/编

程器通过消除对单独探针的需求,提高了便利性。此外,该板配备了全面的免费软件库和示例,包含在 STM32Cube MCU 套件中,进一步增强了其实用性和价值。

Nucleo 144 with STM32F429ZI MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

144

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-144 配备了四个 mikroBUS™ 插座,其中一个采用 Shuttle 连接器形式,允许所有 Click 板™ 设备轻松与 STM32 Nucleo-144 板接口。MIKROE 使用户能够从不断增长的 Click 板™ 系列中添加任何功能,例如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。STM32 Nucleo-144 板具有 ARM Cortex-M 微控制器、144个引脚和与 Arduino™ 兼容,为原型设计和创造多样化应用提供了无限可能。这些开发板通过 USB 连接进行控制和供电,方便地编程和高效地调试 Nucleo-144 板,还可以通过连接到板上的 USB mini 端口的额外 USB 线缆。集成的 ST-Link 调试器简化了项目开发,广泛的 I/O 选项和扩展能力激发了创造力。这个 Click Shield 还配有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户可以利用现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click 板™,无论 Click 板™ 是在 3.3V 还是 5V 逻辑电压水平下运行。一旦您将 STM32 Nucleo-144 板与我们的 Click Shield for Nucleo-144 连接,您就可以使用工作在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平的数百种 Click 板™。

Click Shield for Nucleo-144 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

UART RTS
PC0
AN
Reset
PA13
RST
SPI Chip Select
PA4
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
UART CTS
PC6
PWM
Data Ready Indicator
PF13
INT
UART TX
PA9
TX
UART RX
PA10
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 Nucleo-144 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 144 with STM32F429ZI MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32F446ZE MCU front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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
STM32F413ZH Nucleo 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 ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 ); 
#else
    xbee3_process( );
    if ( app_buf_len > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        xbee3_clear_app_buf(  );
    }
#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 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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