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WIFI时钟SD2431ALPI在仪器仪表中的应用
作者 张亚锋 深圳市兴威帆电子技术有限公司(广东 深圳 518041)
张亚锋(1993-),男,工程师,研究方向:无线网络通信系统和时间服务器。
摘要:本文主要介绍了WIFI模块在仪器仪表中的应用。加入了SD2431ALPI模块的仪器仪表通过连接无线路由器可以实现与手机APP或PC端的通信。在此局域网内,通过软件系统控制仪器仪表进行测量操作,并将测量数据实时返回手机端或PC端。该设计使得工业测量更加智能和便捷。
引言
无线网络已经成为工业智能化、生活便捷化不可缺少的组成部分,也是未来科技发展的趋势。而频率测量是电子工业中极其重要的一步,普通的频率计测量和记录数据操作很繁琐,使用了WIFI模块SD2431ALPI的频率计可以在PC端或手机移动端通过软件远程控制频率计进行测量,实时记录测量数据,绘制时间频率变化曲线,更好地对测试数据进行分析和评估。
1 WIFI模块SD2431ALPI
1.1 模块简介
SD2431ALPI是一种具有内置WIFI网络校时电路、晶振、I2C串行接口的高精度实时时钟模块,MCU可使用该接口通过6位地址来寻址读写片内64字节的数据,还可以通过该接口来收发网络数据。该模块内置充电电池,在电池充满电的情况下可保证内部时钟运行时间超过半年,累计电量超过550mAh,电池使用寿命为5~8年。
1.2 SD2431ALPI硬件实现
(1)参考电路如图1所示;
(2)SD2431ALPI管脚功能表如表1所示。
1.3 SD2431ALPI时钟功能
MCU通过I2C接口读取SD2431ALPI内部实时时钟数据。SD2431ALPI在无网络校时的情况下,时钟精度为±5ppm(在25±1℃下),即年误差小于2.5分钟;SD2431ALPI在有网络的情况下,可通过内部的网络校时功能,保证时钟误差为100ms,能满足一些对时钟精度要求较高且不希望人工校时的场合;建议每天对SD2431ALPI进行一次网络校时。
SD2431ALPI通过连接香港天文台服务器Daytime端口获得标准UTC时间。本模块的Daytime服务是基于TCP的应用,服务器在TCP端口号13侦听,一旦有连接建立就返回ASCII形式的日期和时间数据,在传送完之后关闭连接。SD2431ALPI收到时间数据之后检测字符串是否有“UTC”以判断时间格式是否准确。然后将时间信息转换成RTC芯片识别的格式对SD2431ALPI内部时间进行校正。
2 SD2431ALPI的软件设计
2.1 SD2431ALPI配置指令
开启I2C总线之后,首先打开WIFI模块的网络传输功能(SD2431ALPI内部无线网络功能的器件地址是0x74),配置指令如图2。
接着配置需要连接的SSID(无线接入点名称)与密码,用户在不更改SSID与密码的情况下只需配置一次网络连接指令信息。配置指令如图3所示。
识别码“U”后面传输SSID与密码,例如:+U“ABC”,“12345678”。下一步,需要配置无线的传输协议类型。与网络连接的配置类似,配置指令如图4所示。
传输的格式是先传协议类型(UDP/TCP),再传输IP地址,最后传输端口号。只有网络传输配置的网络协议类型(UDP/TCP)与IP地址需要使用引号引起来,而端口号不需要使用引号。传输方式、IP地址、端口号需要使用逗号隔开。例如:“TCP”,“172.27.35.4”,8080,即网络协议类型为:TCP协议,IP地址为:172.27.35.4,传输端口号为:8080。
2.2 SD2431ALPI与MCU的通信
(1)SD2431ALPI与MCU的通信流程图如图5所示。
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