1、通信新技术综合训练报告JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 通信新技术综合训练报告学院名称： 电气信息工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 08通信 姓 名： 学 号： 指导老师： 贾中宁 陶为戈 宋伟 2011年10月附件 ADC及数据采集实验 33实验一 Jennic-WSN开发环境一、实验内容1. 熟悉基于JN5139芯片所设计的WSN开发板及其部件。2. 软件的安装于调试。3熟悉常用API接口函数。二、实验原理1. 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；
2、 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: 串口0； JP6: 模块所有管脚的引出排线（引脚编号如图1-4所示，功能如表1-1所示）； LCD: 液晶接口； Power: 电源指示灯； REST: 复位按键； LED
3、3,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。 2. 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公司网站上获得该文件）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
4、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： 用串口线连接PC机
5、和目标板或模块。运行Flash可编程器，选择PC机与目标板相连的串行通讯端口。 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。 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。 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，请尝试重新下载。 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。
6、（3）常用API接口函数介绍 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
7、根据具体的应用设计该函数。AppWarmStart( ) 结点从内存供电的休眠模式唤醒的时候将进入这个函数。启动后所有的内存数据都没有丢失。如果设备不需要休眠唤醒功能，这个函数可以为空。用户可根据具体的应用设计该函数。一般情况下，该函数会调用AppColdStart( )重新启动设备。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。如果是Coordinator将启动网络，如果是Router或者End Device将加
8、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 ( ) 用来获取保存的网络参数以及用户数据的尺寸。vAppGetContexts ( ) 读取保存的网络
9、参数的内容。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( ) 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，
10、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使用实验一、实验内容1. 运用基本的GPIO函数设计一个程序，分别通过各按键的切换对应的LED亮灭状态；2. 设计一个程序实现LED灯的逐次自动闪烁；3.设计一个程序，按下按键SW0，LCD显示数据加1；如果按下按键SW1，LCD上显示的数据减一。二、实验原理1. GPIO的使用
11、 Jennic模块具有21路通用GPIO口，可以通过软件方式进行设置，这些端口与其他外围电路公用一个端口。对于GPIO操作首先要通过VAHI_DioSetDirectoin来进行GPIO引脚的输入输出方向的设置，函数原型如下：2.LED的使用LED的驱动库文件提供了LED的控制方法，开放版中LED驱动电路如下： 对LED的操作，首先要进行LED的初始化。调用LED初始化函数：vLedInitFrd( )对FFD开发板上的四个LED灯进行初始化；在调用LED灯控制函数：vLedControl（LED，ON）控制相应的LED灯亮灭。相应的函数如下： 3.按键开关的使用 按键驱动库提供了按键的控制方
12、法：在Button.h中宏定义了相应功能的函数.电路图如下对于按键操作，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（）读取相应的按键状态相应的函数原型如下： 4.LCD的使用5.BOS定时器的使用为了消除按钮抖动对控制的影响，实验加入了一个人标识变量NextReadStart， 利用BOS定时函数，使500ms后再次设置NextReadStart 为真，通过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
13、时器，该定时器需要利用内部硬件滴答定时器（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。该函数的原型如下;三、软件设计1. 程序流程图 ： 首先初始化函数LED和按键的初始化，建网成功，改变LED熄灭，表示建网成功。再读取是否有按键按下，有点亮相应的灯2. 程序流程图： 程序从冷启动开始，初始化灯状态，建网建成后灯自动闪烁，当（表示方向向左）、改变，当，且.改变；这样依次点亮灯再返回点亮灯，这样闪烁一直下去。3 程序流程图： 接通电源，程序初始化和以及按键的初始化；建网成功后，初始化函数，然后检测按键是否按下，检测到按键按下，使
14、显示的数据加，调用显示出来，当检测到按下时使显示数据减，调用显示处理后的数据。四、实验结果与分析. 分别按动按键LED0LED3，可以控制相应灯的亮灭状态。 分析：在程序中已经设定按键SW0SW3分别对应于LED0LED3，所以可以按动按键控制相应灯的亮灭。 . 网络建网成功后，LED0LED3周期性的闪烁，周期为1秒。 分析：程序中写入了LED依次加1并点亮，再经过延时程序，所以可以出现周期为1秒的闪烁。按下按键SW0，LCD显示数据加1；按下按键SW1，LCD显示数据减1。分析：按动按键SW0和SW1时分别执行了一个自加1和自减1的函数，再经过LCD显示从而可以得出如上结果。五、存在问题和
15、解决方法1. 再设计设计性试验2，实现LED灯自动闪烁时，只能实现LED灯的按规定的方向依次点亮。与我理想结果没有结果没有达到，后通过加入一个标志量，控制LED的来去方向，当（表示方向向左）、改变，当，且.改变；这样依次点亮灯再返回点亮灯，这样才实现了跑马灯的效果。其次 在按键的时候，按键出现问题，后来讨论在知道是没有加入去抖动程序导致。2. 在设计LCD程序时，遇到的有LCD的调试问题，开始对LCD的写入字、位图、LCD能写64字符，32个汉字，且汉字必须送入要求的内存中，才可以写出正确的字，或则会出现乱码。实验三 简单点对点无线通信实验一、实验内容1. 分别为Coordinator和End
16、Device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。二、实验原理
17、1. 主要分别为Coordinator和EndDevice设计一个程序，因为Coordinator的地址是固定不变的（0x0000），所以EndDevice向Coordinator发数据时，目标地址设置为0x0000。但是当Coordinator向EndDevice发数据时，由于EndDevice地址不知道，因此我们要保存EndDevice地址，但EndDevice 结点加入时，Coordinator会保存 EndDevice 的16位短地址。从此来着直接可以进行通信。2. Coordinator 的BOS周期调用函数当检测按键按下，调用发送函数，将发送协议数据。当EndDevice的 Msg
18、Object 调用的函数 JZA_bAfMsgObject ( ) ，接受数据处理相应的协议内容，点亮对应的LED灯。相反一样。三、软件设计1. 程序流程图 Coordinator建网，EndDevice结点加入成功后，两者进行通信。按下中断SW0，发送数据0，当协调器接受到0时，点亮LED0灯，其他一样。同样按下Coordinator的按键SW0SW3，可以点亮EndDevice的LED0LED3。2. 程序流程图： 按下Coordinator的SW0，某变量X（初始值30）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
19、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。四、实验结果与分析1. 实验现象： 分别按动Coordinator的按键SW0SW3，可以控制EndDevice的LED0LED3的亮灭状态。同样分别按动EndDevice的按键SW0SW3，可以控制Coordinator的LED0LED3的亮灭状态。 分析：Coordinator建网，EndDevice结点加入成功后，两者进行通信。按下中断SW0，发送数据0，当协调器接受到0时，点亮LED0灯，其他一样2. 实验现象：接通电源，可以看到LCD上显示030；让
20、后，LCD上数据会自动加1。时间间隔1s（左右）。五、存在问题和解决方法1. 第一问题：设计好Coordinator和EndDevice，但接通电源后，结点加到别人的Coordinator，EndDevice控制了其他人的LED灯的亮灭。经老师的告诉，因为大家的信道用了相同的信道，因此结点加到了别人那里。改变信道后，实验圆满成功。2. LCD的实验，主要在于是使用影子内存的处理，在实验时，显示存在问题。30显示为030 程序存在问题。还没有找到解决措施。实验四 两个EndDevice之间的无线通信实验一、实验内容1. 分别为 Coordinator 和 EndDevice 设计一个程序，其功能
21、为：Coordinator 负责建立网络和分配短地址。按下 EndDevice A 的按钮 SW0发送广播请求绑定信息，收到该信息的 EndDevice B 的 LED0闪烁，按下其按钮 SW0 则返回绑定应答信息，同时 LED0 处于点亮状态，EndDevice A 收到应答后 LED0 也处于点亮状态，表示双方绑定成功。之后按动每个 EndDevice 的按钮SW2、SW3 可分别切换对方对应 LED 亮/灭状态。如果按下任何 EndDevice 的 SW1 则解除绑定，且 LED1 闪烁 3 秒。2. 分别为 Coordinator 和 EndDevice 设计一个程序，其功能为：Coo
22、rdinator 负责建立网络和分配短地址及绑定的媒介。按动 EndDevice 按钮 SW0，向 Coordinator 发送绑定请求信息，LED0 闪烁 10 秒，Coordinator 收到该信息后记录其短地址并定时 10 秒，按动另外一个EndDevice 的按钮 SW0 向 Coordinator 发送绑定应答信息，LED0 闪烁 5 秒，在有效定时时间 10 秒内若 Coordinator 收到该应答信号，则记录其短地址，分别将记录的两个短地址发送给两个对应 EndDevice，两个 EndDevice 收到短地址后分别点亮 LED0（不再闪烁），若在规定时间内没有建立绑定关系，超
23、时后灭 LED0。如果按下任何 EndDevice 的 SW1 则解除绑定，且 LED1 闪烁 3 秒。绑定状态下按动每个 EndDevice 的按钮 SW2、SW3 可分别切换对方对应 LED 亮/灭状态。二、实验原理 在基于Jennic ZigBee协议栈中，每个设备必须知道对方的16位短地址，才能进行直接通信，而16位短地址是在EndDevice或Router加入网络时由Coordinator动态分配的。本次我们采用使用在使用afdeDataRequest( )函数发送数据包时，将16位的目标地址设置为0xffff，将数据包以广播包的形式发送出去，按动EndDevice或Router按钮
24、，调用afdeDataRequest( )函数向Coordinator发送绑定请求信息，Coordinator收到该信息后记录其短地址并定时，按动另外一个结点的按钮使用afdeDataRequest( )函数向Coordinator发送绑定应答信息，在有效定时时间内若Coordinator收到该应答信号，则记录其短地址，分别将记录的两个段地址发送给两个对应结点，两个结点收到短地址后便可以相互直接通信。JZA_vZdpResponse( ) 是 一 个 协 议 栈 调 用 应 用 程 序 的 函 数 ， 当 一 个 结 点 通 过zdpNwkAddrReq( )发送查找另一个结点的短地址后，匹配
25、的结点发送的应答消息可通过请求者 的 协 议 栈 调 用 JZA_vZdpResponse( ) 处 理 三、软件设计1. 程序流程图： 实验一流程图： 将网络成功节点加入成功后，改变灯的状态，发送广播包得形式获取对方地址，让人眼看到入网成功，按下 EndDevice A 的按钮 SW0发送广播请求绑定信息，收到该信息的 EndDevice B 的 LED0闪烁，按下其按钮 SW0 则返回绑定应答信息，同时 LED0 处于点亮状态，EndDevice A 收到应答后 LED0 也处于点亮状态，表示双方绑定成功。如果按下任何 EndDevice 的 SW1 则解除绑定，且 LED1 闪烁 3 秒
26、。 实验二流程图： EndDevice A向Coordinator发送数据，Coordinator保存EndDevice A的地址；EndDevice B向Coordinator发送数据，Coordinator保存EndDevice B的地址；然后Coordinator分别将EndDevice A地址给EndDevice B，EndDevice B的地址发给EndDevice A，得到对方的地址，两者之间互相通信，可以绑定也可以解除绑定。2. 四、实验结果与分析1. 按下EndDevice A的按钮SW0，LED0闪烁。 EndDevice B的LED0闪烁，按下其按钮SW0则 LED0处于点
27、亮状态，同时EndDevice A的LED0也处于点亮状态。之后按动每个EndDevice的按钮SW2、SW3可分别切换对方对应LED亮/灭状态。如果按下任何EndDevice的SW1则解除绑定，各EndDevice的LED0灭，且LED1闪烁3秒。2. 按动EndDevice按钮SW0，LED0闪烁10秒，按动另外一个EndDevice的按钮SW0，LED0闪烁5秒，在有效定时时间10秒内，两个EndDevice分别点亮LED0（不再闪烁），之后按动每个EndDevice的按钮SW2、SW3可分别切换对方对应LED亮/灭状态。如果按下任何EndDevice的SW1，则各EndDevice的L
28、ED0灭，且LED1闪烁3秒。五、存在问题和解决方法1. 开始时不知道广播包怎么发送，后请才考原始程序了解到，两个EndDevice 之间是如何等到对方的地址，开始实现LED的亮灭总是存在问题，后来解决是程序写错。但是解决绑定的时候灯的效果不没有达到设计的效果，时间相差一点。实验五 DIO中断实验一、实验内容1. 分别为 Coordinator 和 EndDevice 设计一个程序，运用 DIO 中断的方式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
29、 LED0 等等。 2. 分别为 Coordinator 和 EndDevice 设计一个程序，运用 DIO 中断的方式分别用 DIO4、DIO5、DIO6、DIO7 切换对方相应 LED 亮/灭状态。如 Coordinator 的 DIO4 控制 EndDevice 的 LED0，EndDevice 的 DIO5 控制 Coordinator 的 LED1 等等。二、实验原理1. 介绍几个常用函数： （1) vAHI_DioSetDirection( )函数 该函数用来设置DIO引脚的方向（输入或输出）， (2)vAHI_DioInterruptEdge( )函数 当某个 DIO 作为输入引
30、脚时，则用该函数设置中断产生时是采用上升沿还是下降沿触发。该函数的原型如下： void vAHI_DIOInterruptEdge ( uint32 u32Rising, uint32 u32Falling ); u32Rising 对应为1表示文上升沿触发中断，其中2131没有用 u32Falling 对应为1 表示下降沿触发中断，其中2131没有用 注：该函数仅将 u32Rising 中为 1 的位对应的引脚设置为上升沿触发中断，u32Falling 中为 的位对应的引脚设置为下降沿触发中断，没有涉及到的引脚保持它原来的状态。如果某一个引脚在 u32Rising 和 u32Falling
31、中都进行了设置，则默认为上升沿触发。该函数仅对设置为输入的 DIO 引脚有效。如果一个 DIO 引脚已安排给另一个外设且该外设已启用，则该函数对该 DIO 引脚不产生影响。 （3） vAHI_DioInterruptEnable( ) 函数 当某个 DIO 作为输入引脚时，则该函数用来设置接收或屏蔽该引脚发来的中断，及使能/屏蔽中断。该函数的原型如下： void vAHI_DIOInterruptEnable (uint32 u32Enable, uint32 u32Disable); 注：该函数仅使能 u32Enable 中为 1 的位对应的引脚中断，屏蔽 u32Disable 中为 1 的位对应的 引脚中断 ，没有涉 及到的引 脚保持它 原来的状 态。如 果某一个 引脚在 u32Enable 和u32Disable 中都进行
