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) 　　本文引用地址： 　　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， 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。

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　　測(cè)試儀器儀表的選擇很重要，能夠正確有效的選擇測(cè)試儀器儀表，對(duì)于提高我們對(duì)測(cè)試儀器儀表的利用率有很大影響。那么，究竟選擇測(cè)試儀器儀表的指標(biāo)有哪些呢？下面我們以示波器為例來(lái)做介紹。 　　提到數(shù)字示波器，很多用戶可能都知道它的一些傳統(tǒng)指標(biāo)，比如帶寬，采樣率，存儲(chǔ)深度等等，在選型的時(shí)候根據(jù)指標(biāo)比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實(shí)不然!要想真正了解數(shù)字示波器，就必須深入洞察隱藏在標(biāo)稱的指標(biāo)背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費(fèi)者在選購(gòu)數(shù)碼相機(jī)的時(shí)候往往很在意像素?cái)?shù)，其實(shí)除了這個(gè)數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標(biāo)是需要我們考慮的。 可擴(kuò)展性、支持的通信標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量、測(cè)試精度、動(dòng)態(tài)范圍和解調(diào)帶寬等參數(shù)都很重要。未來(lái)的基站可能向雙模和多模演進(jìn)，很多都已經(jīng)具備多模功能，如GSM和WCDMA雙模，如果儀器支持的通信標(biāo)準(zhǔn)多，那么需采購(gòu)儀器的品種和數(shù)量就大大減少。另外，隨著3G、LTE等技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)測(cè)試儀器儀表提出了更高的要求，高測(cè)試精度、大動(dòng)態(tài)范圍和大解調(diào)帶寬的儀器就更加受到青睞。移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展很快，目前中國(guó)還沒(méi)有大量商用3G，而LTE，作為WCDMA和TD-SCDMA的后續(xù)技術(shù)，已經(jīng)快推出原型機(jī)了。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)加快新的技術(shù)的引入，這對(duì)基站和終端生產(chǎn)廠商確實(shí)是挑戰(zhàn)：他們現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)的測(cè)試儀器儀表必須具備很好的擴(kuò)展性，能方便地升級(jí)到未來(lái)技術(shù)，這樣才能更大限度保護(hù)廠商的投資。 　　比如，羅德與施瓦茨公司的信號(hào)源、信號(hào)分析儀和綜合測(cè)試儀都支持幾乎所有的通信標(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)計(jì)上考慮到了未來(lái)幾年的測(cè)試需要(常見(jiàn)的需求是解調(diào)帶寬)，對(duì)于新的通信標(biāo)準(zhǔn)，一般只需升級(jí)軟件就可以實(shí)現(xiàn)。 　　另外，示波器的帶寬、采樣率等都是示波器的常見(jiàn)參數(shù)。示波器帶寬由于制造與研發(fā)技術(shù)的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補(bǔ)償。但這些修正和補(bǔ)償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術(shù)帶入到測(cè)試中去，他們更需要原始的測(cè)試數(shù)據(jù)，比如雷達(dá)實(shí)驗(yàn)。目前泰克在1G～2G全系列示波器家族中，提供純硬件的示波器，示波器帶寬是真實(shí)的。泰克的前端技術(shù)可以保證將示波器的硬件前置放大器做的足夠好。采樣率是ADC的指標(biāo)。捕獲率參數(shù)反映的是一個(gè)內(nèi)存管理的(是否能夠在保存的信號(hào)中找到所需的信號(hào))的概念。泰克采用的是分段式管理，在信號(hào)跳變時(shí)保存信息。包括Inspector等方法。 　　現(xiàn)在電子工程師更加關(guān)心選購(gòu)的儀器是否能真正解決測(cè)試中碰到的實(shí)際問(wèn)題，解決問(wèn)題才是示波器的真正價(jià)值所在，而不是羅列冷冰冰且并無(wú)太大實(shí)際意義的硬件指標(biāo)。 　　選擇測(cè)試儀器儀表，要綜合以上各種因素來(lái)權(quán)衡考慮，所以說(shuō)，對(duì)于測(cè)試儀器儀表的選擇上，也是有學(xué)問(wèn)的。 　　測(cè)試儀器儀表的選擇很重要，能夠正確有效的選擇測(cè)試儀器儀表，對(duì)于提高我們對(duì)測(cè)試儀器儀表的利用率有很大影響。那么，究竟選擇測(cè)試儀器儀表的指標(biāo)有哪些呢？下面我們以示波器為例來(lái)做介紹。 　　提到數(shù)字示波器，很多用戶可能都知道它的一些傳統(tǒng)指標(biāo)，比如帶寬，采樣率，存儲(chǔ)深度等等，在選型的時(shí)候根據(jù)指標(biāo)比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實(shí)不然!要想真正了解數(shù)字示波器，就必須深入洞察隱藏在標(biāo)稱的指標(biāo)背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費(fèi)者在選購(gòu)數(shù)碼相機(jī)的時(shí)候往往很在意像素?cái)?shù)，其實(shí)除了這個(gè)數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標(biāo)是需要我們考慮的。 　　可擴(kuò)展性、支持的通信標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量、測(cè)試精度、動(dòng)態(tài)范圍和解調(diào)帶寬等參數(shù)都很重要。未來(lái)的基站可能向雙模和多模演進(jìn)，很多都已經(jīng)具備多模功能，如GSM和WCDMA雙模，如果儀器支持的通信標(biāo)準(zhǔn)多，那么需采購(gòu)儀器的品種和數(shù)量就大大減少。另外，隨著3G、LTE等技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)測(cè)試儀器儀表提出了更高的要求，高測(cè)試精度、大動(dòng)態(tài)范圍和大解調(diào)帶寬的儀器就更加受到青睞。移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展很快，目前中國(guó)還沒(méi)有大量商用3G，而LTE，作為WCDMA和TD-SCDMA的后續(xù)技術(shù)，已經(jīng)快推出原型機(jī)了。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)加快新的技術(shù)的引入，這對(duì)基站和終端生產(chǎn)廠商確實(shí)是挑戰(zhàn)：他們現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)的測(cè)試儀器儀表必須具備很好的擴(kuò)展性，能方便地升級(jí)到未來(lái)技術(shù)，這樣才能更大限度保護(hù)廠商的投資。 　　比如，羅德與施瓦茨公司的信號(hào)源、信號(hào)分析儀和綜合測(cè)試儀都支持幾乎所有的通信標(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)計(jì)上考慮到了未來(lái)幾年的測(cè)試需要(常見(jiàn)的需求是解調(diào)帶寬)，對(duì)于新的通信標(biāo)準(zhǔn)，一般只需升級(jí)軟件就可以實(shí)現(xiàn)。 　　另外，示波器的帶寬、采樣率等都是示波器的常見(jiàn)參數(shù)。示波器帶寬由于制造與研發(fā)技術(shù)的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補(bǔ)償。但這些修正和補(bǔ)償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術(shù)帶入到測(cè)試中去，他們更需要原始的測(cè)試數(shù)據(jù)，比如雷達(dá)實(shí)驗(yàn)。目前泰克在1G～2G全系列示波器家族中，提供純硬件的示波器，示波器帶寬是真實(shí)的。泰克的前端技術(shù)可以保證將示波器的硬件前置放大器做的足夠好。采樣率是ADC的指標(biāo)。捕獲率參數(shù)反映的是一個(gè)內(nèi)存管理的(是否能夠在保存的信號(hào)中找到所需的信號(hào))的概念。泰克采用的是分段式管理，在信號(hào)跳變時(shí)保存信息。包括Inspector等方法。 　　現(xiàn)在電子工程師更加關(guān)心選購(gòu)的儀器是否能真正解決測(cè)試中碰到的實(shí)際問(wèn)題，解決問(wèn)題才是示波器的真正價(jià)值所在，而不是羅列冷冰冰且并無(wú)太大實(shí)際意義的硬件指標(biāo)。 　　選擇測(cè)試儀器儀表，要綜合以上各種因素來(lái)權(quán)衡考慮，所以說(shuō)，對(duì)于測(cè)試儀器儀表的選擇上，也是有學(xué)問(wèn)的。