WIFI時(shí)鐘SD2431ALPI在儀器儀表中的應用

作者  張亞鋒  深圳市興威帆電子技術(shù)有限公司(廣東 深圳 518041)

張亞鋒(1993-)，男，工程師，研究方向：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信系統和時(shí)間服務(wù)器。

摘要：本文主要介紹了WIFI模塊在儀器儀表中的應用。加入了SD2431ALPI模塊的儀器儀表通過(guò)連接無(wú)線(xiàn)路由器可以實(shí)現與手機APP或PC端的通信。在此局域網(wǎng)內，通過(guò)軟件系統控制儀器儀表進(jìn)行測量操作，并將測量數據實(shí)時(shí)返回手機端或PC端。該設計使得工業(yè)測量更加智能和便捷。

引言

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)成為工業(yè)智能化、生活便捷化不可缺少的組成部分，也是未來(lái)科技發(fā)展的趨勢。而頻率測量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計測量和記錄數據操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計可以在PC端或手機移動(dòng)端通過(guò)軟件遠程控制頻率計進(jìn)行測量，實(shí)時(shí)記錄測量數據，繪制時(shí)間頻率變化曲線(xiàn)，更好地對測試數據進(jìn)行分析和評估。

1 WIFI模塊SD2431ALPI

1.1 模塊簡(jiǎn)介

　　SD2431ALPI是一種具有內置WIFI網(wǎng)絡(luò )校時(shí)電路、晶振、I²C串行接口的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，MCU可使用該接口通過(guò)6位地址來(lái)尋址讀寫(xiě)片內64字節的數據，還可以通過(guò)該接口來(lái)收發(fā)網(wǎng)絡(luò )數據。該模塊內置充電電池，在電池充滿(mǎn)電的情況下可保證內部時(shí)鐘運行時(shí)間超過(guò)半年，累計電量超過(guò)550mAh，電池使用壽命為5～8年。

1.2 SD2431ALPI硬件實(shí)現

　　(1)參考電路如圖1所示;

　　(2)SD2431ALPI管腳功能表如表1所示。

1.3 SD2431ALPI時(shí)鐘功能

　　MCU通過(guò)I2C接口讀取SD2431ALPI內部實(shí)時(shí)時(shí)鐘數據。SD2431ALPI在無(wú)網(wǎng)絡(luò )校時(shí)的情況下，時(shí)鐘精度為±5ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2.5分鐘;SD2431ALPI在有網(wǎng)絡(luò )的情況下，可通過(guò)內部的網(wǎng)絡(luò )校時(shí)功能，保證時(shí)鐘誤差為100ms，能滿(mǎn)足一些對時(shí)鐘精度要求較高且不希望人工校時(shí)的場(chǎng)合;建議每天對SD2431ALPI進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò )校時(shí)。

　　SD2431ALPI通過(guò)連接香港天文臺服務(wù)器Daytime端口獲得標準UTC時(shí)間。本模塊的Daytime服務(wù)是基于TCP的應用，服務(wù)器在TCP端口號13偵聽(tīng)，一旦有連接建立就返回ASCII形式的日期和時(shí)間數據，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時(shí)間數據之后檢測字符串是否有“UTC”以判斷時(shí)間格式是否準確。然后將時(shí)間信息轉換成RTC芯片識別的格式對SD2431ALPI內部時(shí)間進(jìn)行校正。

2 SD2431ALPI的軟件設計

2.1 SD2431ALPI配置指令

　　開(kāi)啟I2C總線(xiàn)之后，首先打開(kāi)WIFI模塊的網(wǎng)絡(luò )傳輸功能(SD2431ALPI內部無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )功能的器件地址是0x74)，配置指令如圖2。

　　接著(zhù)配置需要連接的SSID(無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)名稱(chēng))與密碼，用戶(hù)在不更改SSID與密碼的情況下只需配置一次網(wǎng)絡(luò )連接指令信息。配置指令如圖3所示。

　　識別碼“U”后面傳輸SSID與密碼，例如：+U“ABC”，“12345678”。下一步，需要配置無(wú)線(xiàn)的傳輸協(xié)議類(lèi)型。與網(wǎng)絡(luò )連接的配置類(lèi)似，配置指令如圖4所示。

　　傳輸的格式是先傳協(xié)議類(lèi)型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址，最后傳輸端口號。只有網(wǎng)絡(luò )傳輸配置的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議類(lèi)型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號引起來(lái)，而端口號不需要使用引號。傳輸方式、IP地址、端口號需要使用逗號隔開(kāi)。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網(wǎng)絡(luò )協(xié)議類(lèi)型為：TCP協(xié)議，IP地址為：172.27.35.4，傳輸端口號為：8080。

2.2 SD2431ALPI與MCU的通信

　　(1)SD2431ALPI與MCU的通信流程圖如圖5所示。