通信新技术实验报告文档格式.docx

1、 2 个可编程模拟比较输入； 部温度传感及电压监控。2. 开发板基于JN5139芯片所设计的WSN开发板，其部件如下：U1: JN5139系列Zigbee模块；U2: 板载光照度传感器；U3: 板载温湿度一体传感器；J3: 外供电（5VDC）接口；Swith: 供电开关；J7: 编程与运行状态选择，左跳并给传感器板加电，则进入可编程状态，或者在加电的情况下，按住RESET按钮，左跳J7，然后放开RESET按钮，再右跳J7，也可进入可编程状态，退出可编程状态，只需要按一下RESET按钮即可； J8: Flash写保护跳选，编程与运行都跳选到RUN（右跳）；DB9: RS232编程接口；UART0

2、: 串口0；JP6: 模块所有管脚的引出排线；LCD: 液晶接口；Power: 电源指示灯；REST: 复位按键；LED3,LED2,LED1,LED0：可编程LED，分别对应DIO19、DIO18、DIO17、DIO16；SW3,SW2,SW1,SW0：可编程按键，分别对应DIO20、DIO11、DIO10、DIO9；GND: 地。3. 软件的安装与调试（1）建立开发环境在光盘中找到software文件夹下的JN-SW-4031-SDK-Toolchain-v1.1.exe文件（或者在Jennic公司上获得该文件）并运行。在安装过程中，最简单的方法是按默认设置安装。（2）编写程序代码并进行下

3、载与调试 编写代码完成后，可按Ctrl+F9快捷键或选择主菜单Build下的Build子菜单或点击图标建立可执行二进制代码文件。若工程编译（Build）成功，则可在C:JenniccygwinjennicSDKApplicationtestJN5139_ BuildRelease目录下生成test.bin文件。否则，出错信息会显示在信息窗口中，根据出错信息调试程序。Jennic JN51xx Flash可编程器是用来将编译好的二进制代码文件（*.bin）下载到JN51xx模块中的Flash芯片的代码下载工具，它通过串行总线与JN51xx模块相连。Jennic JN51xx Flash可编程器的

4、用户界面如图1-18所示，它可以将* .bin文件下载到目标板或模块中，下载步骤如下：a用串口线连接PC机和目标板或模块。b运行Flash可编程器，选择PC机与目标板相连的串行通讯端口。c将目标板上的J7跳线至编程（左侧）状态，给目标板上电，按一下RESET按钮后释放，再恢复J7跳线至右侧。d在图1-18所示的Flash可编程界面上点击Browse按钮（图中处）查找并选择要下载的目标文件。e选择好目标文件后，点击Progrm按钮（图中处）开始下载。在下载的过程中会显示一个下载的进度条，如图1-19所示。当下载完成后，将显示下载成功或错误，如图1-20所示下载成功对话框。如果遇到错误，请尝试重新

5、下载。f成功下载后，关掉Flash可编程器再给目标板或模块上电、或按Reset按钮，则刚下载的代码自动运行。4. 常用API接口函数介绍 （1）应用程序初始化函数如下：AppColdStart（ ） 应用程序的入口，相当于标准C中的main函数，结点上电后将从这里开始执行应用程序。该函数需要完成以下功能：1. 通过设置函数中的参数值来设置信道号（JZS_sConfig.u32Channel）和PAN ID（JZS_sConfig.u16PanId）; 2. 调用函数JZS_u32InitSystem（TRUE）来初始化ZigBee 协议栈；3. 调用函数vInit（ ）对用户的应用进程进行初始

6、化，包括初始化按钮动作和程序变量，设定绑定等操作；4. 调用bBosRun（TRUE）来启动操作系统BOS。用户可根据具体的应用设计该函数。AppWarmStart（ ） 结点从存供电的休眠模式唤醒的时候将进入这个函数。启动后所有的存数据都没有丢失。如果设备不需要休眠唤醒功能，这个函数可以为空。一般情况下，该函数会调用AppColdStart（ ）重新启动设备。（2）应用程序调用协议栈的函数如下：JZS_u32InitSystem（ ） 初始化Jennic ZigBee协议栈。JZS_vStartStack （ ） 设备将作为Coordinator、Router或者End Device启动。如

7、果是Coordinator将启动网络，如果是Router或者End Device将加入网络。JZS_vStartNetwork （ ） 手动控制Coordinate网络启动，相对于自动网络启动，使用该功能，需要设置JZS_sConfig.bAutoJoin=FALSE.该函数执行后，返回的协议栈事件为 JZS_EVENT_NWK_STARTED JZS_EVENT_FAILED_TO_START_NETWORK 。vAppSaveContexts （ ） 保存网络参数以及用户的数据，如果你的应用是固定点的话，建议你进行网络参数的保存。u16AppGetContextSize （ ） 用来获取保

8、存的网络参数以及用户数据的尺寸。vAppGetContexts （ ） 读取保存的网络参数的容。（3）协议栈调用应用函数的函数如下：JZA_boAppStart（ ） 让用户可以在协议栈启动前定义endpoint的descriptor，通常开发人员应该在这个函数中调用JZS_vStartStack启动协议栈。JZA_vStartEvent（ ） 协议栈将通过这个函数反馈网络层的一些网络事件，比如网络启动成功、结点加入成功或者数据发送完成等。JZA_vPeripheralEvent（ ） 该函数主要用来处理外部的硬件中断，比如按钮、定时器、UART等。JZA_vAppEventHandler（

9、） BOS周期性地调用该函数处理硬件中断。用户可以利用它进行网络状态的判断和按钮的检查等，也可以在这个函数中，写入自己的应用程序。在设计该函数时，要尽可能地使其运行时间短，以便BOS调度其他活动事件。JZA_vAppDefineTasks（ ） 该函数用于向BOS注册自己的用户任务，一般很少使用该函数。JZA_bAfMsgObject（ ） 收到其他结点发送来的MSG帧的处理函数。实验二 GPIO及LCD使用实验1运用基本GPIO函数设计一个程序，分别通过各按键切换对应LED亮/灭状态。2设计一个程序，实现LED自动闪烁，周期为1秒。3设计一个程序，按下按键SW0，LCD显示数据加1；按下按键

10、SW1，LCD显示数据减1。1. GPIO 使用 Jennic 的模块具有 21 路通用的 GPIO，可以通过软件的方式进行设置，这些 GPIO口和其他的外围接口是共用的。其共用关系如表 2-1 所示：表2-1：IO口和其他的外围接口共用关系 DIO引脚共用关系DIO0SPI从选择1 （输出）DIO1SPI从选择2 （输出）DIO2SPI从选择3 （输出）DIO3SPI从选择4 （输出）DIO4- DIO7UART0DIO8- DIO10Timer0DIO11- DIO13Timer1DIO14- DIO15Serial interfaceDIO16IP data inDIO17- DIO20

11、UART1常用函数：（1）对于GPIO的操作首先需要调用vAHI_DioSetDirection来进行GPIO输入输出方向的设置。该函数的原型如下：PUBLIC void vAHI_DioSetDirection（uint32 u32Inputs,uint32 u32Outputs）;这里u32Inputs和u32Outputs是设置GPIO输入和输出地mask码。（2）对于GPIO的输出操作比较简单，通过调用如下原型函数：PUBLIC void vAHI_DioSetOutput（uint32 u32On,uint32 u32Off）;这里u32On和u32Off分别是设置GPIO输出高、低

12、电平的掩码。（3）对于GPIO的输入操作，通常调用如下原型函数：PUBLIC uint32 u32AHI_DioReadInput（void）;返回值对应每个输入DIO的高低电平。2LED使用LED 驱动库文件提供了 LED 的控制方法，在 LedControl.h 中宏定义了相应功能函数。对于LED的操作，首先要调用初始化函数vLedInitFfd（）初始化FFD开发板上的四个LED，然后调用函数vLedControl（LED,ON）控制相应LED点亮或熄灭。相应函数原型如下：PUBLIC void vLedInitFfd（void）；PUBLIC void vLedControl（uint

13、8 u8Led,bool_t bOn）；3按键使用按键驱动库文件提供了按键的控制方法，在Button.h中宏定义了相应功能函数。对于按键的操作，首先要调用初始化函数vButtonInitFfd（）初始化FFD开发板上的四个按键，然后调用函数u8ButtonReadFfd（）读取相应按键的状态。PUBLIC void vButtonInitFfd（void）;PUBLIC uint8 u8ButtonReadFfd（void）;4LCD使用LCD驱动库文件库提供了液晶的驱动方法，在Lcd_JM12864_Driver.h中提供了相应功能的原型函数。5BOS定时器的使用为了消除按钮抖动对控制器的影

14、响，本实验设置的一个读取按钮的标志变量NextReadStart，若其值为TRUE且有按下按钮SW的操作，则设置其为FALSE，并利用BOS的定时器函数bBosCreateTimer（）定时，500ms后再次设置NextReadStart为真。通过关这种方法可有效地消除按钮抖动的影响。bBosCreateTimer（）函数是一个处理软件定时器的BOS API函数，调用该函数可由BOS创建一个软件定时器，该定时器要利用部硬件滴答定时器（tick timer）来实现。当定时时间到，立即调用由bBosCreateTimer（）指定的定时处理程序。6协议栈事件函数JZA_vStackEvent（）是一

15、个协议栈调用应用程序的函数（回调函数）。它的主要功能是处理来自于协议栈底层的各种事件，比如，APS层数据传输确认。用户通过该函数可以处理来自于AF和ZDP层的事件。该函数的原型为：PUBLIC void JZA_vStackEvent（teJZS_EventIdentifier eEventId, tuJZS_StackEvent *puStackEvent）;其中参数eEventId表示事件的类型，参数puStackEvent表示有关发生事件的补充信息。7周期性调用函数 网络启动后，每隔一定时间，BOS就会调用JZA_vAppEventHandler（）函数一次，该函数专门来处理硬件中断，用

16、户可以在该函数中添加用于网络状态判断、按钮检查等检测中断事件的程序代码，也可以添加用于发送数据的程序代码等。本实验利用该函数检查是否按下SW按钮。三、软件设计程序首先执行AppColdStart（）函数，自动寻找最安静的信道，然后调用vInit（）函数，初始化系统、LED、按键和协议栈，并且启动BOS定时时钟，其后判断网络是否启动成功，若启动成功，则硬件上的标志位LED0灭，网络启动成功后就开始读取按键值，并执行相应的按键控制LED亮灭的子程序，主程序流程图如下图所示： 程序首先执行AppColdStart（）函数，自动寻找最安静的信道，然后调用vInit（）函数，初始化系统、LED、按键和协

17、议栈，并且启动BOS定时时钟，其后判断网络是否启动成功，若启动成功，则硬件上的标志位LED0灭，网络启动成功后就调用vAppTickLED（）函数，定时为1s，定时时间一到，循环执行vAppTickLED（）函数，通过定义一个变量LED，LED循环变化，利用vLedControl（LED,TRUE），实现LED的流水灯显示。主程序流程图如下图所示：程序首先执行AppColdStart（）函数，自动寻找最安静的信道，然后调用vInit（）函数，初始化系统、LED、按键和协议栈，并且启动BOS定时时钟，其后判断网络是否启动成功，若启动成功，则硬件上的标志位LED0灭，网络启动成功后调用JZA_vA

18、ppEventHandler（）函数读取按键值，若有键按下，调用按键子程序vProcessSplashKeyPress（ ），执行case语句：按键0，对液晶显示的数进行加1；按键1，对液晶显示的数进行减1。四、实验结果与分析1. 实验一中分别按下按键SW0SW3，相应的LED0LED3能够改变当前的状态，按动一下亮、按动一下灭，实现了按键控制LED灯的亮灭；2. 实验二中实现LED的自动闪烁，实际实验中实现的是4个LED灯依次闪烁，及以流水灯的形式显示，每两个灯之间的切换时间为1s；3. 实验三中实现了LCD的显示，并通过按键控制相应的显示为加1还是减1，按下SW0，数值加1，按下SW1，数

19、值减1，LCD上显示的初始值为000，加满后为255。五、存在问题和解决方法1. 在完成实验二时，题目要求周期为1s，设计成流水灯的形式，其周期为1s代表的含义应该是四个LED灯依次点亮的时间为1s，而不是每个灯点亮的间隔为1s，所以通过改变延时来解决此问题，因此，在阅读题目的时候需要仔细阅读题目要求，弄清题意。2. 在完成实验三时，LCD刚开始的时候不能显示，但是通过检测LED的亮灭可以知道，程序已经执行，可以看出，LCD的显示程序存在一些问题，通过仔细研究，发现LCD显示部分有所漏缺，修改后LCD正常显示。实验三 简单点对点无线通信实验1. 分别为Coordinator和EndDevice

20、设计一个程序，分别用按键控制切换对方对应LED亮/灭状态。如Coordinator的SW3控制EndDevice的LED3，EndDevice的SW0控制Coordinator的LED0。2. 分别为Coordinator和EndDevice设计一个程序，其功能为：按下Coordinator的SW0，某变量X（初始值0）显示在LCD上，同时将X发送给EndDevice，EndDevice收到该数据后进行数据处理（加1），等待1秒后再将其发送给Coordinator，Coordinator收到后将该值赋予X并显示在LCD上，同时再次发送给EndDevice，如此重复运行。1. 获得16位短地址的

21、方法 Coordinator的16位短地址固定为0x0000，而EndDevice的16位短地址是由Coordinator动态分配的。EndDevice可直接使用短地址0x0000与Coordinator通信，而Coordinator与EndDevice通信时，Coordinator必须使用EndDevice的短地址。在应用程序中，Coordinator获得EndDevice短地址的方法比较简单，每当有新的结点加入到网络时，Coordinator协议栈就会调用处理协议栈低层的回调函数 JZA_vStackEvent（teJZS_EventIdentifier eEventId, tuJZS_S

22、tackEvent *puStackEvent），参数puStackEvent是一个指向栈事件tuJZS_StackEvent类型的指针，通过该参数即可获得新加入结点的16位短地址。下面的JZA_vStackEvent（）函数的代码中给出了获取16位短地址DstAddress的具体方法。 if （eEventId = JZS_EVENT_NEW_NODE_HAS_JOINED） DstAddress = puStackEvent-sNewNodeEvent.u16ShortAddr; 2. 数据格式 ZigBee2004支持KVP键值对和MSG消息帧两种类型数据格式。KVP是ZigBee200

23、4协议中规定的一种特殊的数据传输机制，通过一种规定来标准化数据传输格式和容，主要用于传输较简单的变量值格式；MSG是ZigBee协议中规定的另一种数据传输机制，这种机制在数据传输格式和容上并不做更多的规定，主要用于专用的数据流或文件数据等数据量较大的情况。由于在ZigBee2006及以后的版本中不再支持KVP格式的数据包，因此，在本实验中，仅使用MSG消息帧进行数据的传输。在Jennic ZigBee应用程序中，通常使用协议栈提供的afdeDataRequest（ ）函数发送数据帧。当一个结点收到来自其他结点的MSG帧时，协议栈就会调用回调函数JZA_bAfMsgObject（ ） 对接收的M

24、SG帧进行处理。在数据收发过程中，发送和接收设备双方都需要知道事件的数据格式，才能正确处理信息。3. 创建和发送数据请求函数afdeDataRequest（ ） 该函数属于AFDE（AF Sub-layer Data Entity）类函数，用来向网络层发出数据发送的请求。Stack_Status_e afdeDataRequest（ APS_Addrmode_e eAddrMode, uint16 u16AddrDst, uint8 u8DstEP, uint8 u8SrcEP, uint16 u16ProfileId, uint8 u8ClusterId, AF_Frametype_e eF

25、rameType, uint8 u8TransCount, AF_Transaction_s *pauTransactions, APS_TxOptions_e u8txOptions, NWK_DiscoverRoute_e eDiscoverRoute, uint8 u8RadiusCounter）;各形参描述如下：eAddrMode：该参数定义了发送的目标地址模式，它是APS_Addrmode_e枚举类型的数据。u16AddrDst：该参数是数据要发送的目标地址，地址围为0x0000到0xFFFE。u8DstEP：目标地址的端口号，围是0x01到0xF0。u8SrcEP：源地址的端口号，

26、围是0x01到0xF0。u16Profileid：所采用的 profile ID。u8ClusterId：所采用的 cluster ID。eFrameType：使用的数据帧类型0x01=KVP，0x02=MSG。u8TransCount：本次请求发送的数据事务的数量。取值围在0到0x0f。pauTransactions：该参数是一个指向AF_Transaction_s结构体类型的指针，在该结构体类型的变量中，存放着需要发送的数据。bTxOptions：指定发送方式，可以选择下列的值，这些值可以进行逻辑或。u8DiscoverRoute：设定所采用的路由发现模式。u8RadiusCounter：

27、数据发送的深度，即所发送数据包的最大转发次数，如果设置为0，协议栈将采用2倍的MaxDepth发送深度。4. 收到MsgObject调用的函数JZA_bAfMsgObject （ ） 该函数属于协议栈调用应用程序的函数，用来处理来自其他结点发送来的MSG帧。PUBLIC bool_t JZA_bAfMsgObject（APS_Addrmode_e eAddrMode, uint16 u16AddrSrc, uint8 u8SrcEP, uint8 u8LQI, uint8 u8DstEP, uint8 u8ClusterID, uint8 *pu8ClusterIDRsp, AF_Transa

28、ction_s *puTransactionInd, AF_Transaction_s *puTransactionRsp） 该参数定义了发送的目标地址模式，它是APS_Addrmode_e枚举类型的数据. u16AddrSrc：该参数是数据发送方的源短地址，地址围为0x0000到0xFFFE。源端口号，围是0x01到0xF0。u8LQI：接收帧的链路质量。目标端口号，围是0x01到0xF0。*puTransactionInd,：该参数是一个指向AF_Transaction_s结构体类型的指针，在该结构体类型的变量中，存放着接收的数据。*puTransactionRsp：该参数是一个指向AF_Transaction_s结构体类型的指针，在该结构体类型的变量中，存放着response信息。5. 简单设备描述函数afmeAddSimpleDesc（ ） 该函数属于AFME（AF Sub-layer Management Entity） 类函数，在增加设备描述符函数vAddDesc（void）中调用，其功能是为一个endpoint增加一个简单描述符（simple descriptor）。如果一个endpoint上没有正确定义的简单描述符，那么它将不能正确地接收来自其他结点的数据，通常简单描述符应该在设备建立网络成功或者加入网络成功后添加。1. 分别为Coo