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20 分钟

使用CMX869B和STM32F103RB通过电话线或数据网络与外部设备通信

适用于EPOS(电子销售点)终端和基于电话系统的低功耗调制解调器解决方案

EPOS Module Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

EPOS Module Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

启用安全、低功耗的调制解调器通信,适用于EPOS终端和远程系统,在工业控制和安全应用中实现可靠的数据传输

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

EPOS Module Click基于CML Micro的CMX869B多标准v.32 bis调制解调器,支持多种协议,并提供低功耗设计。这款低功耗调制解调器解决方案专为EPOS(电子销售点)终端和电话系统等应用而设计。CMX869B支持ITU V.32 bis、V.22 bis、V.22、V.21和Bell 202及103等标准,适用于多种通信场景。其数据传输速率可达14.400bps,并支持自动降级至4.800bps,具备重协商速率重新训练和自动检测V.22及V.22 bis调制解调器的功能。此Click板™非常适用于EPOS终端、电话遥测系统、远程公用事业抄表、安防系统、工业控制等应用。除了强大的调制解调器

功能,CMX869B还包括高质量的DTMF(双音多频)编码器和解码器,适合管理电话系统中的呼叫信令和检测。调制解调器还可以传输和检测用户编程的单音和双音信号,并处理调制解调器的呼叫和应答音,确保兼容各种专有通信协议,超越标准调制解调器操作。该Click板™提供完全隔离的EPOS/电话连接,内置的P1200变压器确保平稳通信,同时提供完整的电气隔离。CMX869B与主MCU之间的数据和控制交换通过C-BUS接口进行,兼容mikroBUS™插座的标准4线SPI接口。该板还使用mikroBUS™插座上的IRQ引脚,用于处理呼叫状态(如忙碌、拨号和连接状态)

相关的中断请求。红色RING LED指示振铃信号,蓝色HOOK LED作为摘挂机指示灯,用于管理线路接口的连接状态(0-关闭,1-打开)。CMX869B的另一个特点是Powersave模式,它通过停用除必要的C-BUS(SPI)接口以外的所有电路来节约能源。此Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。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平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

EPOS Module Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,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。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt Request
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

EPOS Module Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F103RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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 EPOS Module Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • eposmodule_handshake_init - 此函数执行握手初始化,将设备设置重置为默认值。

  • eposmodule_dial - 此函数通过在双音多频(DTMF)和无音之间交替拨打所选号码。

  • eposmodule_send_message - 此函数通过V.23 FSK 1200bps调制解调器以起停8.1模式发送字节数组。

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 EPOS Module Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of EPOS Module click board by showing
 * the communication between the two click boards connected to PBX system.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger, and displays the selected application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Dialing application mode:
 * - Resets the device settings and dials the selected number. If a call is answered
 * it starts sending desired messages every couple of seconds with constantly checking
 * if a call is still in progress or it's terminated from the other side.
 * Answering application mode:
 * - Resets the device settings and waits for an incoming call indication, answers the call,
 * and waits for a desired number of messages. The call is terminated after all messages
 * are received successfully.
 *
 * @note
 * We have used a Yeastar S20 VoIP PBX system for the test, where the click boards are
 * connected to ports 1 and 2 configured as FXS extension with numbers 1000 and 1001 (dialer).
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "eposmodule.h"

// Demo aplication selection macros
#define APP_DIALING                 0
#define APP_ANSWERING               1
#define DEMO_APP                    APP_DIALING

// Dialing application settings - a dial number and text to send (must end with CRLF - \r\n)
#define DIAL_NUMBER                 "1000"
#define TEXT_TO_SEND                "MIKROE - EPOS Module click\r\n"

// Answering application settings - a number of successfully received messages before call termination
#define NUM_MESSAGES                5u

static eposmodule_t eposmodule;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    eposmodule_cfg_t eposmodule_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.
    eposmodule_cfg_setup( &eposmodule_cfg );
    EPOSMODULE_MAP_MIKROBUS( eposmodule_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == eposmodule_init( &eposmodule, &eposmodule_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

#if ( DEMO_APP == APP_DIALING )
    log_printf( &logger, " Application Mode: Dialing\r\n" );
#elif ( DEMO_APP == APP_ANSWERING )
    log_printf( &logger, " Application Mode: Answering\r\n" );
#else
    #error "Selected application mode is not supported!"
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t state = EPOSMODULE_STATE_IDLE;
    uint32_t time_cnt = 0;
    uint8_t msg_cnt = 0;

    eposmodule_handshake_init ( &eposmodule );

#if ( DEMO_APP == APP_DIALING )
    log_printf( &logger, "\r\n Hook OFF\r\n" );
    eposmodule_hook_off ( &eposmodule );
    Delay_ms ( 4000 );
    log_printf( &logger, " Dial: %s\r\n", ( char * ) DIAL_NUMBER );
    eposmodule_dial ( &eposmodule, DIAL_NUMBER );
    eposmodule.rx_mode &= EPOSMODULE_RX_LEVEL_MASK; // No change in rx level setting
    eposmodule.rx_mode |= ( EPOSMODULE_RX_MODE_DTMF_TONES | EPOSMODULE_RX_TONE_DETECT_CALL_PROG );
    eposmodule_set_receive_mode ( &eposmodule, eposmodule.rx_mode );
    for ( ; ; )
    {
        Delay_ms ( 1 );
        if ( !eposmodule_get_irq_pin ( &eposmodule ) )
        {
            time_cnt = 0;
            state = EPOSMODULE_STATE_IRQ_SET;
        }
        if ( ( EPOSMODULE_STATE_IRQ_SET == state ) && !eposmodule_call_progress ( &eposmodule ) )
        {
            if ( time_cnt < EPOSMODULE_TIMING_BUSY )
            {
                log_printf( &logger, " Busy\r\n" );
                break;
            }
            else if ( time_cnt < EPOSMODULE_TIMING_DISCONNECTED )
            {
                log_printf( &logger, " Disconnected\r\n" );
                break;
            }
            else if ( time_cnt < EPOSMODULE_TIMING_RINGING )
            {
                log_printf( &logger, " Ringing\r\n" );
                state = EPOSMODULE_STATE_RINGING;
            }
        }
        if ( ( EPOSMODULE_STATE_RINGING == state ) && ( time_cnt > EPOSMODULE_TIMING_CALL_PROGRESS ) )
        {
            log_printf( &logger, " Call in progress\r\n" );
            state = EPOSMODULE_STATE_CALL_IN_PROGRESS;
            time_cnt = 0;
        }
        if ( ( EPOSMODULE_STATE_CALL_IN_PROGRESS == state ) && !( time_cnt % EPOSMODULE_TIMING_SEND_MESSAGE ) )
        {
            log_printf( &logger, " Send message %u\r\n", ( uint16_t ) msg_cnt++ );
            eposmodule_send_message ( &eposmodule, TEXT_TO_SEND, strlen ( TEXT_TO_SEND ) );
        }
        if ( time_cnt++ > EPOSMODULE_TIMEOUT_CALL_PROGRESS )
        {
            log_printf( &logger, " Timeout\r\n" );
            break;
        }
    }
    log_printf( &logger, " Hook ON\r\n" );
    eposmodule_hook_on ( &eposmodule );
    Delay_ms ( 4000 );
#elif ( DEMO_APP == APP_ANSWERING )
    uint8_t rx_data = 0;
    uint8_t msg_end_buff[ 2 ] = { 0 };

    log_printf( &logger, "\r\n Waiting for a call...\r\n" );

    while ( !eposmodule_ring_detect ( &eposmodule ) );

    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Hook OFF\r\n" );
    eposmodule_hook_off ( &eposmodule );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Waiting for %u messages...\r\n", ( uint16_t ) NUM_MESSAGES );
    eposmodule.rx_mode &= EPOSMODULE_RX_LEVEL_MASK; // No change in rx level setting
    eposmodule.rx_mode |= ( EPOSMODULE_RX_MODE_V23_FSK_1200 | EPOSMODULE_RX_DATA_FORMAT_SS_NO_OVS | 
                            EPOSMODULE_RX_DATA_PARITY_8_NO_PAR );
    eposmodule_set_receive_mode ( &eposmodule, eposmodule.rx_mode );

    for ( ; ; )
    {
        Delay_ms ( 1 );
        if ( !eposmodule_get_irq_pin ( &eposmodule ) )
        {
            if ( EPOSMODULE_STATE_IDLE != state )
            {
                log_printf( &logger, "\r\n Disconnected\r\n" );
                break;
            }
            log_printf( &logger, " Message %u: ", ( uint16_t ) msg_cnt );
            state = EPOSMODULE_STATE_IRQ_SET;
            time_cnt = 0;
        }
        if ( ( EPOSMODULE_STATE_IRQ_SET == state ) && !( time_cnt % EPOSMODULE_TIMING_RX_READY ) )
        {
            if ( eposmodule_unscram_1s_det ( &eposmodule ) && eposmodule_rx_ready ( &eposmodule ) )
            {
                eposmodule_receive_data ( &eposmodule, &rx_data );
                if ( ( ( ' ' <= rx_data ) && ( '~' >= rx_data ) ) || 
                     ( '\r' == rx_data ) || ( '\n' == rx_data ) )
                {
                    log_printf( &logger, "%c", ( char ) rx_data );
                }
                if ( '\r' == rx_data )
                {
                    msg_end_buff[ 0 ] = rx_data;
                }
                else if ( '\n' == rx_data )
                {
                    msg_end_buff[ 1 ] = rx_data;
                }
                else
                {
                    msg_end_buff[ 0 ] = 0;
                    msg_end_buff[ 1 ] = 0;
                }
            }
            if ( ( '\r' == msg_end_buff[ 0 ] ) && ( '\n' == msg_end_buff[ 1 ] ) )
            {
                msg_end_buff[ 0 ] = 0;
                msg_end_buff[ 1 ] = 0;
                state = EPOSMODULE_STATE_IDLE;
                if ( NUM_MESSAGES == ++msg_cnt )
                {
                    Delay_ms ( 100 );
                    log_printf( &logger, " Terminate call\r\n" );
                    Delay_ms ( 100 );
                    break;
                }
            }
        }
        if ( time_cnt++ > EPOSMODULE_TIMING_WAIT_FOR_MESSAGE )
        {
            log_printf( &logger, "\r\n Timeout\r\n" );
            break;
        }
    }
    log_printf( &logger, " Hook ON\r\n" );
    eposmodule_hook_on ( &eposmodule );
    Delay_ms ( 4000 );
#endif
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

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