WIFI時(shí)鐘SD2431ALPI在儀器儀表中的應(yīng)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)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)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(yīng)用。加入了SD2431ALPI模塊的儀器儀表通過(guò)連接無(wú)線路由器可以實(shí)現(xiàn)與手機(jī)APP或PC端的通信。在此局域網(wǎng)內(nèi)，通過(guò)軟件系統(tǒng)控制儀器儀表進(jìn)行測(cè)量操作，并將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回手機(jī)端或PC端。該設(shè)計(jì)使得工業(yè)測(cè)量更加智能和便捷。

引言

　　無(wú)線網(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(shì)。而頻率測(cè)量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計(jì)測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計(jì)可以在PC端或手機(jī)移動(dòng)端通過(guò)軟件遠(yuǎn)程控制頻率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)時(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間頻率變化曲線，更好地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。

1 WIFI模塊SD2431ALPI

1.1 模塊簡(jiǎn)介

　　SD2431ALPI是一種具有內(nèi)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(nèi)64字節(jié)的數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)該接口來(lái)收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該模塊內(nèi)置充電電池，在電池充滿電的情況下可保證內(nèi)部時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)間超過(guò)半年，累計(jì)電量超過(guò)550mAh，電池使用壽命為5～8年。

1.2 SD2431ALPI硬件實(shí)現(xiàn)

　　(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(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。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(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)校時(shí)功能，保證時(shí)鐘誤差為100ms，能滿足一些對(duì)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(duì)SD2431ALPI進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)校時(shí)。

　　SD2431ALPI通過(guò)連接香港天文臺(tái)服務(wù)器Daytime端口獲得標(biāo)準(zhǔn)UTC時(shí)間。本模塊的Daytime服務(wù)是基于TCP的應(yīng)用，服務(wù)器在TCP端口號(hào)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(shù)據(jù)，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時(shí)間數(shù)據(jù)之后檢測(cè)字符串是否有“UTC”以判斷時(shí)間格式是否準(zhǔn)確。然后將時(shí)間信息轉(zhuǎn)換成RTC芯片識(shí)別的格式對(duì)SD2431ALPI內(nèi)部時(shí)間進(jìn)行校正。

2 SD2431ALPI的軟件設(shè)計(jì)

2.1 SD2431ALPI配置指令

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

　　接著配置需要連接的SSID(無(wú)線接入點(diǎn)名稱)與密碼，用戶在不更改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(shí)別碼“U”后面?zhèn)鬏擲SID與密碼，例如：+U“ABC”，“12345678”。下一步，需要配置無(wú)線的傳輸協(xié)議類型。與網(wǎng)絡(luò)連接的配置類似，配置指令如圖4所示。

　　傳輸?shù)母袷绞窍葌鲄f(xié)議類型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址，最后傳輸端口號(hào)。只有網(wǎng)絡(luò)傳輸配置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號(hào)引起來(lái)，而端口號(hào)不需要使用引號(hào)。傳輸方式、IP地址、端口號(hào)需要使用逗號(hào)隔開(kāi)。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型為：TCP協(xié)議，IP地址為：172.27.35.4，傳輸端口號(hào)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。