WIFI時鐘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有限公司(廣東 深圳 518041)

張亞鋒(1993-)，男，工程師，研究方向：無線網絡通信系統和時間服務器。

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連接無線路由器可以實現與手機APP或PC端的通信。在此局域網內，通過軟件系統控制儀器儀表進行測量操作，并將測量數據實時返回手機端或PC端。該設計使得工業測量更加智能和便捷。

引言

　　無線網絡已經成為工業智能化、生活便捷化不可缺少的組成部分，也是未來科技發展的趨勢。而頻率測量是電子工業中極其重要的一步，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端或手機移動端通過軟件遠程控制頻率計進行測量，實時記錄測量數據，繪制時間頻率變化曲線，更好地對測試數據進行分析和評估。

1 WIFI模塊SD2431ALPI

1.1 模塊簡介

　　SD2431ALPI是一種具有內置WIFI網絡校時電路、晶振、I²C串行接口的高精度實時時鐘模塊，MCU可使用該接口通過6位地址來尋址讀寫片內64字節的數據，還可以通過該接口來收發網絡數據。該模塊內置充電電池，在電池充滿電的情況下可保證內部時鐘運行時間超過半年，累計電量超過550mAh，電池使用壽命為5～8年。

1.2 SD2431ALPI硬件實現

　　(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時鐘功能

　　MCU通過I2C接口讀取SD2431ALPI內部實時時鐘數據。SD2431ALPI在無網絡校時的情況下，時鐘精度為±5ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2.5分鐘;SD2431ALPI在有網絡的情況下，可通過內部的網絡校時功能，保證時鐘誤差為100ms，能滿足一些對時鐘精度要求較高且不希望人工校時的場合;建議每天對SD2431ALPI進行一次網絡校時。

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

2 SD2431ALPI的軟件設計

2.1 SD2431ALPI配置指令

　　開啟I2C總線之后，首先打開WIFI模塊的網絡傳輸功能(SD2431ALPI內部無線網絡功能的器件地址是0x74)，配置指令如圖2。

　　接著配置需要連接的SSID(無線接入點名稱)與密碼，用戶在不更改SSID與密碼的情況下只需配置一次網絡連接指令信息。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，需要配置無線的傳輸協議類型。與網絡連接的配置類似，配置指令如圖4所示。

　　傳輸的格式是先傳協議類型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址，最后傳輸端口號。只有網絡傳輸配置的網絡協議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號引起來，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。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網絡協議類型為：TCP協議，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。