概述
前言:
这一篇文章是自己根据ATK-LORA-01无线串口模块用户手册,感觉对自己比较重要的进行摘抄学习。
ATK-LORA-01
1、ATK-LORA-01正面图和背面图
2、各引脚详细描述
3、模块连接图
模块与MCU/ARM设备电气连接:
注意
(1)无线串口模块为 TTL 电平(高电平>2.4V,低电平<0.4V),请与 TTL 电平的 MCU 进行连接。
(2)模块的引脚电平是 3.3V,与 5V 的单片机通信需要做电平转换适配。
(3)MD0、AUX 引脚悬空下为低电平。
4、模块功能介绍
模块根据MD0的配置与AUX引脚的状态不同的功能:
其中在通信功能下,包含4种工作模式:
注意:工作模式需要模块进入配置功能发送AT指令设置才能切换
5、快速了解
**(1) 透明传输:**即透传数据,例如:A设备发5字节数据AA BB CC DD EE 到B设备,B设备就收到数据AA BB CC DD EE。(透明传输,针对设备相同地址、相同的通信信道之间通信,用户数据可以是字符或16进制数据形式)
1)点对点:
1,地址相同、信道相同、无线速率(非串口波特率)相同的两个模块,一个模块发送,另外一个模块接收(必须是:一个发,一收)。
2,每个模块都可以做发送/接收。
3,数据完全透明,所发即所得。
发送模块(1 个):数据
接收模块(1 个):数据
例如:
设备 A、B 地址为 0X1234,信道为 0x12,速率相同。
设备 A 发送:AA BB CC DD
设备 B 接收:AA BB CC DD
2)点对多
1,地址相同、信道相同、无线速率(非串口波特率)相同的模块,任意一个模块发送,
其他模块都可以接收到。
2,每个模块都可以做发送/接收. 3,数据完全透明,所发即所得。
发送模块(1 个):数据
接收模块(N 个):数据
点对点:两个模块地址、信道、速率相同
点对多:多个模块地址、信道、速率相同
例如:
设备 A~F 地址为 0X1234,信道为 0x12,速率相同。
设备 A 发送:AA BB CC DD
设备 B~F 接收:AA BB CC DD
**(2) 定向传输:**即定点传输,例如:A设备(地址位:0x1400,信道为0x17(23信道433Mhz))需要向B设备(地址为0x1234,信道为0x10(16信道、426Mhz))发送数据AA BB CC,其通信格式为:12 34 10 AA BB CC,其中1234为模块B的地址,10为信道,则模块B可以收到AA BB CC。同理,如果B设备需要向A设备发送数据AA BB CC,其通信格式为:14 00 17 AA BB CC,则A设备可以收到AA BB CC。(定向传输,可实现设备间地址和通信信道不同之间通信,数据格式为16进制,发送格式:高位地址+低位地址+信道+用户数据)
1)点对点
1,模块发送时可修改地址和信道,用户可以指定数据发送到任意地址和信道。
2,可以实现组网和中继功能。
发送模块(1 个):地址+信道+数据
接收模块(1 个):数据
点对点(透传):模块地址、信道、速率相同
点对点(定向):模块地址可变、信道可变,速率相同
例如:
设备 A 地址 0X1234,信道 0X17;
设备 B 地址 0xABCD,信道 0X01;
设备 C 地址 0X1256,信道 0x13。
设备 A 发送:AB CD 01 AA BB CC DD
设备 B 接收:AA BB CC DD
设备 C 接收:无
设备 A 发送:12 56 13 AA BB CC DD
设备 B 接收:无
设备 C 接收:AA BB CC DD
(3) 广播与数据监听: 将模块地址设置为0xFFFF,可以监听相同信道上的所有模块的数据传输;发送的数据,可以被相同信道上任意地址的模块收到,从而起到广播和监听的作用。
1,模块地址为 0XFFFF,则该模块处于广播监听模式,发送的数据可以被相同速率和信道
的其他所有模块接收到(广播);同时,可以监听相同速率和信道上所有模块的数据传输(监
听)。
2,广播监听无需地址相同。
发送模块(1 个):数据
接收模块(N 个):数据
点对多:多个模块地址、信道、速率相同
广播监听:多个模块信道、速率相同,地址可以不同
例如:
设备 A 地址为 0XFFFF,设备 B~F 地址不全部一样,设备 B 与 C 地址为 0X1234,设备 D、
E、F 地址为 0X5678。设备 A~F 速率相同。
广播:
设备 A 广播:AA BB CC DD
设备 B~F 接收:AA BB CC DD
监听:
设备 B 向 C 发送:AA BB CC DD
设备 A 监听:AA BB CC DD
设备 D 向 E、F 发送:11 22 33 44
设备 A 监听:11 22 33 44
6、配置功能
上电后,当AUX为空闲状态(AUX=0),MD0设置高电平(MD0=1)时,模块会在工作在“配置功能”,此时无法发射和接收无线数据。在“配置功能”下,串口需设置:波特率“115200”、停止位“1”、数据为“8”、奇偶校验位“无”,通过AT指令设置模块的工作参数,AT指令如表所示:
注意:
(1)出厂默认参数中“串口波特率”和“检验位”的参数,是指模块工作在通信功能
下的配置。
(2)休眠时间:对接收方来说是监听间隔的时间;对发射方来说,是持续发射唤醒码
的时间。当模块工作模式在“唤醒模式”时,会在用户数据前自动添加配置休眠时间的唤醒
码,当模块工作模式在“省电模式”时,以配置的休眠时间为监听间隔的时间。
7、通信功能
上电后,当 AUX 空闲状态(AUX=0),MD0 为低电平(MD0=0)时,模块工作在通信功能,根据用户参数的配置,进入不同的工作模式:
一般模式(模式0):
**发射:**模块接收来自串口的用户数据,模块发射无线数据包长度为 58 字节,当用户输入数据达到 58 字节时,模块将启动无线发射,此时用户可以继续输入需要发射的数据,当用户需要传输的字节小于 58 字节时,模块等待 1 个字节时间,若无用户数据继续输入,则认为数据终止,此时模块将所有数据都包经无线发出,当模块开始发送第一包用户数据时,AUX 引脚将输出高电平,当模块把所有数据通过 RF 芯片并启动发射后,AUX 输出低电平。此时表明最后一包无线数据已经发射完毕,用户可以继续输入长达 512 字节的数据,通过模式 0 发出的数据包,只能被处于模式 0、模式 1 的接收模块收到。
**接收:**模块一直打开无线接收功能,可以接收来自模式 0、模式 1 发出的数据包。收到数据包后,模块 AUX 输出高电平,2-3ms 延迟后,开始将无线数据通过串口TXD 引脚发出,所有无线数据都通过串口输出后,模块将 AUX 引脚输出低电平。
唤醒模式(模式1):
**发射:**模块启动数据包发射的条件与AUX功能等于模式0,唯一不同的时:模块会在每个数据包前自动添加唤醒码(休眠时间),唤醒码的长度取决于用户参数中设置的休眠时间。唤醒码的目的是用于唤醒工作模式2的接收模块。所以,模式1发射的数据可以被模式0、1、2接收到。
**接收:**等同于模式0.
省电模式(模式2):
**发射:**模块处于休眠状态,串口将关闭,无法接收来自外部MCU的串口数据,所以该模式不具有无线发射的功能。
**接收:**在模式2下,要求发射方必须工作在模式1,无线模块定时监听唤醒码,一旦收到有效的唤醒码后,模块将持续处于接收状态,在等待整个有效数据包接收接收完毕,然后模块将AUX输出高电平,并延迟2-3ms后,打开串口将收到的无线数据通过TXD发出,完毕后将AUX输出低电平。无线模块将继续进制“休眠-监听”的工作状态,通过设置不同的唤醒时间,模块具有不同的接收响应延时和功耗,用户需要在通讯延迟时间和平均功耗之间取得一个平衡点。
信号强度模式(模式3):
本功能可查看通讯双方的信号强度,评估双发的通信质量提供参考
**发射:**同一般模式(模式0)一致
**接收:**输出信号强度的信息,如图:
SNR:信噪比(越大越稳定),RSSI:接收信号的强度指示(越大越稳定)
8、AUX详解
功能1:串口数据输出指示(用于唤醒休眠的外部MCU)
功能2:无线发射指示
缓冲区空:内部512字节缓冲区的数据,都被写入到无线芯片(自动分包),当AUX=0时用户连续发起小于512字节数据,不会溢出。
当 AUX=1 时缓冲区不为空,内部 512 字节缓存区的数据,尚未全部写入到无线芯片并开启发射,此时模块有可能在等待用户数据结束超时,或正在进行无线分包发射。注意:AUX=0 代表模块全部串口数据通过无线发射完毕。
功能3:模块正在配置过程中(在模块复位和退出配置功能的时候)
注意事项:
(1)上述功能 1 和功能 2,输出高电平优先,即:满足任何一个输出高电平条件,AUX 就输出高电平;当所有高电平条件均不满足时,AUX 就输出低电平。
(2)用户从配置功能退出返回通信功能或在复位过程中,模块会重新设置用户参数,期间
AUX 输出高电平。
9、数据流控制
如图所示,模块内部是存在 FIFO 的,发送通过获取 FIFO 里的用户数据RF 发射出去,接收则将数据存到模块 FIFO,再发送回给用户。这时如果用户设备通过串口到模块的数据量太大,超过模块 512 字节 FIFO 很多时,会存在溢出现象,数据出现丢包,此时建议模块发送方降低串口速率并且提高空中无线速率(串口速率 < 空中无线速率),从而提高缓存区的数据流转效率,减少数据溢出的可能。而模块接收方则应提高串口速率(串口速率 > 空
中无线速率),提高输出数据的流转效率。模块在数据包过大的情况下,不同的串口波特率和空中无线速率配置下,会有不同的数据吞吐量,具体数值以用户实测为准。(注意:发射和接收模块需工作在“一般模式”下。)
最后
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