Разработка системы беспроводной отладки

НИЯУ МИФИ Кафедра микро- и наноэлектроники

Выполнил: Липатов Д.Ю.Руководитель: Беляков В.В.

Москва 2013

Проводная система Беспроводная система

2

Разработка беспроводной системы дистанционной отладки микроконтроллерных (МК) систем.

Разработка отладочных модулей с RS232c и USB интерфейсами

Разработка алгоритмов и программного обеспечения

Анализ и оптимизация скорости передачи данных по радиоканалу

Цели работы

3

Беспроводные радио-модули RFM70

4

Основные характеристики:

ISM диапазон частот: 2400-2483МГц, 83 радио-канала

Скорость передачи данных: 1 и 2 Мбит/c

Низкое энергопотребление

Программируемая выходная мощность: -40дБм..+5дБм

Функция автоматического подтверждения приёма пакет

6 адресов (конечных точек) на приём

Структура пакета:

Режимы работы радио-модуля RFM70

5

Название Назначение Время перехода в режим

Потребляемая мощность

Power Down Энергосбережение 100 мспри подаче напряжения>1.9В

10 мкВт

Standby I/II Меньшее потребление чем в TX/RX режимах, ожидание для быстрого перехода в TX/RX

150 мкспри переходе из Power Down

150 мкВт / 1.2 мВт

TX Mode Передача пакетов 130 мкспри переходе из Standby

65 мВт (при 0 дБм)

RX Mode Приём пакетов 130 мкспри переходе из Standby

55 мВт (2 Мбит/c)

Общая структура беспроводного отладочного модуля

6

Принципиальная схема беспроводного отладочного модуля

7

Алгоритмы работы радио-модуля RFM70

8

Передатчик (PTX)

1. Инициализация

2. Переход в режим передачи (TX Mode)

3. Загрузка данных в буфер передачи (PTX автоматически начинает передачу)

4. Цикл ожидания передачи пакета (по приёму пакета подтверждения)

5. Проверка данных в буфере на приём (если пакет непустой, то обработка данных в МК)

6. Счётчик переданных пакетов: K:= K – 1 Проверка K:=0? – если нет, то переход на шаг 4.

7. Деактивация режима передачи (конец программы)

Приёмник (PRX)

1. Инициализация

2. Переход в режим приёма (RX Mode)

3. Цикл ожидания приёма пакета по прерыванию Вход в процедуру обработки пакетов

4. Автоматическая отправка пакета подтверждения Считывание принятых данных

5. Формирование и загрузка ответных данных в пакет подтверждения

6. Счётчик переданных пакетов: K:= K – 1 Проверка K:=0? – если нет, то переход на 4.

7. Сброс прерываний Выход из процедуры-обработчика

Внедрение USB/UART моста

9

низкая стоимость и наличие бесплатно распространяемых драйверов

скорость виртуального COM-порта от 300 Кбит/c – до 1 Мбит/c

питание от шины USB в диапазоне +4В – +5,25В встроенный регулятор напр. на 3.3 В для питания радио-модуля

Отличительные особенности USB/UART моста:

Принципиальная схема беспроводного отладочного модуля с интерфейсом USB/UART

10

Тестирование USB/UART моста

Режим тестирования Скорость обменаТеоретическая скорость 90 кБайт/с (1 Мбит/c)Терминал (односторонний обмен) 87 кБайт/с Терминал (двусторонний обмен) 71 кБайт/с Тестовая программа Visual C++ 64 кБайт/с

11

Увеличенный масштабОбмен - 64 байта (Δt=996μs)

12

Заключение

Разработаны модули беспроводной отладки с RS232c и USB интерфейсами

Разработаны алгоритмы и программное обеспечение

Увеличена скорость обмена данными отладочной системы

Питание от USB (не требуется внешний блок питания)

Уменьшение габаритов и стоимости платы