暑期实训第四课（无线串口模块进行通讯）



无线串口通信

        上周完成了数据采集终端的制作，并且将其收集到的数据成功显示到lcd显示器上，这无疑是件很振奋人心的事情，标志着我们的过程正在一步一步深入着，从放假到现在，历时快一个月了，终于能够做出一点成果出来了。

        E14-TTL100无线串口：

E14-TTL模块是亿佰特电子科技有限公司推出的一款中心频率为 2.4GHz的无线通信模块。它具有 TTL电平的串口通信接口，支持波特率为 1200-115200多达 7种波特率。

E14-TTL采用目前较新的无线射频芯片，以及低功耗高性能单片机构成。用户无需关心复杂的无线通信配置，只需要通过串口连接到设备， 2个模块即可取代一条传统的串口线，省去布线工作，且比传统串口传输距离更远。

E14-TTL可设置为跳频模式，此时提供 3个基本信道供用户设置，模块将使用其余信道进行跳频处理，保证数据可靠传输。其主要有以下几点优点：

1.支持跳频模式，具有极强的抗干扰能力，只能进行点对点通信。

2.高速传输，多种速率下可以进行连续无限制传输，极小的数据延迟。

3.支持定频模式，可以进行广播通信。

4.超远的传输距离，实测最远达到 2.4KM（100MW版本）。

E14-TTL100共有6个引脚，分别是：

1. 电源引脚，3.0-5.5V（可定制 1.8-3.6V版本）；

2. GND引脚，接地，连接到电源参考地；

3. SET引脚，输入，低电平进入控制模式(用于设置模块参数)，悬空或高电平透传模式；

4. TXD引脚，输出，TTL串口输出，接到外部 RXD；

5. RXD引脚，输入，TTL串口输入，接到外部 TXD；

6. AUX输出引脚，FREQ.7=0：串口输出指示，可用于唤醒和控制外部设备

学习中需要注意：                                                                                                                   

1.以上任何引脚，其输入电平不得高于 5.2V，否则，可能导致模块永久性损坏。 

2.5V和 3V系统的 UART接口，均可直接连接，也可以串联 5.1K内限流电阻，或进行不低于2.5V的分压

3.AUX引脚功能详解：

当 FREQ.7 = 0时，AUX被定义为串口指示，模块 TXD引脚需要向外传输串口数据之前，会将 AUX引脚拉高约 1-2ms，此信号可以用于唤醒外部单片机（单片机必须保证 1ms内完成唤醒），也可以用于外部 485芯片传输方向驱动（需反相）。

        此次我们使用的无线串口共有两种模式，分别是控制模式和透传模式两种。

        控制模式：

当 SET=0时，模块进入控制模式，在控制模式下，用户可以：设置模块工作参数。这些参数可以掉电保存。

在设置模块参数时，需要借助串口调试助手，我们使用Arduino论坛的串口调试助手来设置参数。

设置步骤如下：

第一步：将主机串口设置为 9600、8、N、1；

第二步：将 SET引脚拉低，使 SET=0；

第三步：等待模块返回“START”字符；

第四步：通过串口发送 5字节设置数据到模块；

第五步：若命令正确，模块返回“OK”，表示设置成功，否则模块返回“ERROR”，表示设置失败，参数未得到改变。

第六步（可选）：发送读取命令，模块会将用户设置的参数返回。发送一个字节：0xC1即可读取参数。

透传模式：

当 SET= 1时，模块工作于透明传输模式。当向串口输入数据时，模块会自动转为发射状态，将这些数据通过无线发射出去。发射完毕后，自动转为接收状态。对方模块收到无线数据后，通过串口将这些数据发到主机。模块串口、无线接口工作方式按照控制模式下所设置的参数。

关于数据延迟（重要）：无线模块在带来极大便利的同时，也将带来数据延迟。模块收到串口数据，通过无线发射出去，速度取决于用户设定的空中速率，接收方收到后，再通过串口发出。这个过程经历了多个环节，具有几十 ms到几百 ms不等的延迟时间。具体时间取决于用户设置。我司高速 2.4G模块具有极快的速度，用户可根据不同需要进行选取。

1. 跳频模式：

 跳频模式下，模块接收电流将大大增加，发射电流无影响。

跳频模式是为最大程度保证通信可靠性而设置，所以其通信速率将降低，此时建议单帧连续传输不高于 256字节。

 由于模块将根据一定算法规则，收发过程中，频率将产生变化。变化范围不限于用户设定的基本频点。模块具有一个特定的扩频序列。用户无需关心这个序列。

 跳频模式仅提供 0、1、2三个信道，用户输入参数大于 2，将视为等于 2。

若用户在同一区域内需要更多的通信工作组，可以通过设置不同地址来进行区分。

通信双方必须同时设置为跳频模式，方可进行相互通信。

B、定频模式

在定频模式下，可以支持点对多点传输，电流等同于跳频模式。

定频模式提供 0-12，共 13个信道供用户使用，用户输入参数大于 12，将视为等于 12。

定频模式下，数据传输速率将高于跳频模式。

通信双方必须同时设置为定频模式，方可进行相互通信。

在使用过程中，E14-TTL无线串口也有其配套的通信转接板，即USB虚拟串口转接板，RS485转接板和RS232转接板。这里由于我们基本上都是在电脑上对无线串口操作，因此我们采用了USB虚拟串口转接板来进行数据的无线传输，这样接线非常简单，只需要将其对应的引脚连接上，当然，作为接收的装置，其TXD和RXD引脚需要和USB虚拟串口转接板上的RXD和TXD引脚连接。

当然除此之外，还有直接将无线串口接在Arduino板子上的方法。

        值得一提的是，在一开始我们并不知道这种方法，后来在询问了以为有经验的大神之后我们才掌握这种方法，原理其实也不难。

        在将无线串口接到板子上，其实应该注意到，Arduino板子上的0脚和1脚分别对应TXD输出和RXD输出，因此在实际的接线过程中，不应该将其TXD引脚和RXD引脚反接，而一开始我们没有想到这个原因，反而浪费了我们不少时间。

        另外，在程序方面，因为无线串口其实也实现串口的功能，因此，要使用Arduino板子连接无线串口，只需要向板子里面写入一个空程序就可以了。

无线串口在使用过程中只需要将其当作普通串口使用就可以了，但是问题又出来了。在一块Arduino板子上只有两个0，和1两个硬件连接引脚，而在实际的通信过程中，无线串口的功能除了发送数据之外，还需要有接收数据的功能，因此这就不得不用到Arduino UNO板子的软件模拟串口功能。

一般来说，普片将Arduino板子上的自带的串口称为硬件串口（0引脚和1引脚），而使用SoftwareSerial类库模拟成的串口称为软件模拟串口（软串口）。

SoftwareSerial类库：

SoftwareSerial类库是Arduino UNO板子上集成的类库包含在SoftwareSerial文件里面，在使用时我们只需要调用就可以用了，非常方便。

调用格式：

#include<SoftwareSerial.h>

另外，我们在实际使用中创建一个对象，使用构造函数声明自带的所使用的RXD引脚和TXD引脚，具体格式如下：

SoftwareSerial mySerial = SoftwareSerial( rxPin, txPin);

                  SoftwareSerial mySerial( rxPin, txPin);

        参数：

                  mySerial，用户自定义的对象。

                  rxPin，软件接收引脚。

                  txPin，软件发送引脚。

软串口作为串口用，它与硬串口相同的是，它也需要初始化，其他的串口函数也能直接作用在软串口上。

Listen()函数：

    功能：开启软串口监听状态。

    Aduino在同一时间只能监听一个软串口，当需要监听某一个软串口时，需要调用listen函数来开启监听功能。

    语法：mySerial.listen();

    参数：mySerial，用户自定义的软串口对象。

    返回值:无。

本周主要在研究无线串口，在不断遇到问题，不断解决问题的过程中，不知不觉，自己学的东西越来越多，自己的知识越来越丰富。