WSNJN5139实验预作报告.docx

1、WSNJN5139实验预作报告无线传感器网络实验预作报告（基于JN5139）指导教师：邓佳宾 蒋吉娟授课班级：物联网141-142实验1 开发环境的建立一. 实验目的和要求：1. 掌握实验工具软件的安装方法2. 熟悉Codeblocks软件环境并掌握其使用方法3.掌握用Flash programmer下载程序的过程二. 实验环境及相关情况1.硬件环境：PC机一台、JN5139节点及节点电源、USB转串口线2.软件环境：开发平台：JN-SW-4031-SDK-Toolchain-v1.0.exe协议栈库：JN-SW-4030-SDK-Libraries -v1.0.exe产品测试库：JN-SW-

2、4022-Production-Test-API-1v12.exeUSB转串口线驱动串口调试助手三. 实验原理（一） 需要安装的软件为建立软件开发环境，需要安装以下文件：1. 开发平台：JN-SW-4031-SDK-Toolchain-v1.0.exe 可选组件包括：cygwinCodeblocks Flash programmer Jenie Compiler Tools2. 协议栈库：JN-SW-4030-SDK-Libraries -v1.0.exe可选组件包括：IEEE 802. Zigbee stack 1v11 Jenie AT-Jenie3. 产品测试库：JN-SW-4022-P

3、roduction-Test-API-1v12.exe（二）平台中各组件说明1. 开发平台开发平台中，包括多个组件，说明如下：（1）Codeblocks ： 这个软件是Jennic所提供的代码编辑和编译环境，这个软件和基于cygwin的gcc编译器进行连接完成代码的编译工作。Codeblocks是一款开源的C/C+开发工具，Jennic基于这个工具对其进行扩展形成了自己的开发平台，集编辑、编译、FLASH编程于一体。（2） Flash programmer ：这个程序是用来将编译好的代码下载到节点板中的工具，安装完最新的平台后，桌面上会有该工具的连接图标。2. 协议栈库：协议栈库中包括多个组件

4、，说明如下：（1）IEEE 802.15.4协议栈如果基于底层 IEEE 802.15.4进行开发，需要安装该协议栈。（2）Zigbee stack 1v11如果基于Zigbee的开发，需要安装该协议栈，Zigbee可以实现星型网络，树状网络以及MESH网络。（3）Jenie如果基于Jennic的私有协议栈Jennet进行开发，则需要安装该库文件。（4） AT-Jenie如果基于AT-Jenie进行应用开发，则可以选择安装AT-Jenie。（三）开发工具软件的安装过程1. 安装开发平台：JN-SW-4031-SDK-Toolchain.exe文件存放在光盘 ZigBeejn5139Softwa

5、re 文件夹中，双击该exe文件进行安装，将会弹出如图1-1所示的对话框，单击 Next按钮至下一步，将会弹出如图1-2所示的“使用许可协议”对话框。图1-1 安装对话框图1-2 “使用许可协议” 对话框 单击 I Agree按钮，将会弹出如图1-3所示的“工具链安装”对话框。图1-3 “工具链安装”对话框白框内的组件都需要安装，均已勾选，单击Next按钮进行下一步，选择文件安装路径。建议你应当按照默认的路径安装，因为这样在软件使用时就不用进行另外的设置了。图1-4 文件安装位置选择单击Next按钮，进行下一步安装，弹出如图1-5的“选择开始菜单文件夹”窗口。图1-5 选择开始菜单文件夹 按照

6、默认名称安装，单击 Install按钮，将会看到如下图1-6所示的正在安装软件的窗口。 图1-6 正在安装软件的窗口软件安装完成后，将会看到图1-7所示的安装软件完成的窗口。图1-7 安装软件完成的窗口单击Next按钮，将会看到如图1-8所示的安装完成窗口。图1-8 安装完成窗口2. 安装协议栈库文件：J N-SW-4030-SDK-Libraries.exe文件存放在 C： ZigBee -文件 Zigbee J N 5139Software 文件夹中，双击该exe 文件进行安装，将会弹出如图1-9所示的对话框。图1-9 协议栈库文件安装单击 Next按钮至下一步，进行下一步安装，将会弹出如

7、图1-10所示的“使用许可协议”对话框。图1-10 协议栈库文件安装-使用许可协议单击 I Agree按钮会弹出如图1-11所示的“协议库安装”对话框。图1-11 协议栈库文件安装按照默认设置，白框内的组件都需要安装，单击Next 按钮进行下一步安装，弹出如图1-12的“选择安装路径”窗口。建议你按照默认的路径进行安装，这样使用过程中就无需另外设置。图1-12 协议栈库文件安装单击 Next 按钮进行下一步， 弹出如图1-13的“选择开始菜单文件夹”窗口。图1-13协议栈库文件安装按照默认的名称进行安装，单击Install 按钮，弹出如图1-14所示的“文件安装”窗口。可看到文件安装进行情况。

8、图1-14 协议栈库安装软件安装完成后，将自动弹出图1-15所示的软件安装完成的窗口。图1-15 协议栈库安装完成3.安装产品测试库软件：JN-SW-4022-SDK-Production-Test-API-1V12.exe文件存放在光盘 Zigbee J N 5139Software 文件夹中双击该exe 文件，进行安装，将会弹出如图1-16所示“选择安装位置”的对话框。建议你按照默认的位置进行安装，尽量不要修改，这样使用时无需另外设置。 图1-16 产品测试库软件安装单击Install 按钮，弹出如图1-17所示的“文件安装”窗口 。可看到文件安装进行情况。 图1-17 产品测试库软件安装

9、软件安装完成后，将自动点亮 Close 按钮， 提示“关闭”。四、实验步骤1.按照实验原理中软件的安装过程安装好相应的软件，建立好软件环境。2. 移植一个示例程序到集成开发环境中。第一步：将示例程序拷到C：JenniccygwinJennicSDKApplication 子目录中。在这个文件夹的Codeblocks project子目录中，对每个设备都有一个.cbp文件，称作应用的CodeBlock项目(project)文件，项目文件的后缀为 .cbp (Code Block Project)。第二步：运行Code:blocks打开Codeblocks，路径为：开始所有程序Jennic Jen

10、nic Codeblock，出现如图1-18所示的窗口。如图1-18单击File菜单项，弹出下拉菜单，如图1-19所示，在下拉菜单中，选择Open(打开)， 弹出如图1-20所示的OpenFile (打开文件) 小窗口。图1-19图1-20小窗口中选出所要的.cbp文件，然后点击“打开”按钮。在Code:Blocks 主窗口左侧的Projects(工程拦)中，显示所选工程文件，在左下角的文件列表区显示它们各自的下一层文件 ：.c源文件与.h头文件，双击.c源文件，可在主窗口中显示其源代码。如图1-21所示。图1-21第三步 编译工程文件，生成二进制文件. bin 在工具拦Build targe

11、t处选编译模式为Release (发布) 模式。右键单击工程名在下拉菜单中点击ReBuild(重建)，则在右下方Message( 信息)窗口，出现一系列编译和链接信息，如编译无问题，则在最后一行显示 “0 errors 0 warnning”，在编译操作全部完成之后，在C盘的Release子目录中，会有二进制文件Release WSN_ Coordinator. bin。Release子目录为：C:JenniccygwinJennicSDKApplicationJNAP-1015-Zigbee-WSNJN5139BuildRelease。第四步 下载的二进制文件到目标设备。生成了Jennic节

12、点能运行的. bin文件之后，就要通过Jennic Flash Programmer将两个.bin文件分别写入到不同的传感器板的Flash 中。1）将节点的串口用串口线与计算机的串口相连，将拨动开SW4搬向NORM一侧，将拨动开关SW5置于中间位置。2）运行Flash Programmer，打开Flash Programmer，路径为：开始所有程序Jennic Jennic Flash Programmer，出现如图1-22所示的对话框。最上面 Program File 选项区域为目标文件的路径和名称，单击Browse（浏览）选择目标.bin文件：C:JenniccygwinJennicSDK

13、ApplicationJN-AP-1015-Zigbee-WSNJN5139BuildRelease WSN_ Router. Bin。图 1-22 Flash Programme对话框3）给节点上电（将拨动开关SW5由中间位置搬向PWR或VBAT侧）。在Configuration选项区域选所使用的串口（COM端口）。注意：只有在打开 Flash Programmer软件后，再给节点上电，节点才能进入编程状态。单击Refresh按钮，若在Flash Programme对话框相应位置显示出节点器件的型号、Flash（闪存）的型号以及MAC地址，则说明PC串口和节点的Flash（闪存）可以正常通信

14、，且节点处于编程状态。4）单击右下角的Program按钮，开始下载，将程序写入Flash（闪存），同时弹出Programming（编程）窗口，可以看到下载进展。如图1-23所示。图1-23所示整个下载（将程序写入Flash）成功之后，会出现如图1-24所示的“程序成功写入Flash”的小窗口。图1-24 “程序成功写入Flash”窗口5）程序成功写入节点板Flash之后，然后关掉Flash Programmer软件，将拨动开SW4搬向PROGM一侧，就可以运行程序了。 实验2 GPIO实验一. 实验目的和要求1. 掌握CodeBlocs的使用方法；2. 初步掌握JN5139 GPIO端口的操作

15、方法；3. 熟悉GPIO的相关API函数的调用方法；3. 进一步熟悉软件开发包的集成开发环境及使用方法。二. 实验环境及相关情况1.硬件环境：PC机1台、JN5139节点1个、节点电源1个、USB转串口线1条2.软件环境：Code:Block、Jnnic Flash Programmer三. 实验原理I/O口是无线传感器网络JN5139模块与外设之间信息交换和控制的通道，该模块有21个通用的I/O口（其中部分和通用异步收发器UART复用，（注意：对于高功率模块DI02/SPISEL3以及DI03/SPISEL2不能使用），每个通道都是双向I/O口，可以执行程序控制I/O口的输出（“0”或“1”

16、），也可以执行程序读取I/O口的数值（“0”或“1”）。硬件连接图如图2-1所示 用串口线连接计算机与网络节点。图2-1 图2-2 本实验中，为了驱动LED亮灭，需要将相应的I/O口设为输出模式，并使相应的I/O口输出“0”或“1”来切换LED灯的亮灭状态，亮灭之间插入一定的延时，以确保肉眼能看到闪烁效果。实验参考流程图如图2-2所示。四、实验步骤（1）将程序Jennic_IO文件夹拷贝到C:JennicCygwinJennicSDKApplication路径下。（2）启动Code:Blocks打开Code:Blocks软件（路径为桌面 开始所有程序JennicJennic Code Bloc

17、ks）如图2-3所示。图2-3 Code:Blocks主界面（3）打开文件在File下拉菜单中，选Open，打开“OpenFile”窗口，如图2-4 所示。 图2-4 “OpenFile”窗口在该窗口的查找范围拦选Jennic_IO，在白地的显示拦内，显示有关文件，如图2-5，点击 Jennic_IO.cbp，在Codeblocks 主窗口 将出现如图2-5所示的变化：在主窗口Mangment(管理区) Project(工程拦) 的 Workspace(工作空间)中，显示1个工程文件Jennic_IO和它的下一层文件Sourse与Headers，这些文件都可层层展开，如果到达 某一项时不可以再

18、展开，它就是可编译的。在主窗口的左下角，打开的Open File List 文件列表区，出现1个.C源文件：SourseJennic_IO.C，在窗口右边的代码编译区移植入Sourse Jennic_IO.C的源代码，供编译和阅读。图2-5 打开文件后的主界面（4）编译工程文件，生成二进制文件 . bin 为了把程序写入传感器板，必须将程序变为二进制文件 ，这项工作由 编译操作 来完成。编译Sourse Jennic_IO.C，选择编译模式为Release模式，在工具拦Build target处选编译模式为Release模式，点击菜单项Build，在下拉菜单中点击ReBuild(重建)，则在右

19、下方的Message窗口，出现一系列编译和链接信息，如编译无问题，则在最后一行显示：0 errors 0 warnning。 在编译操作全部完成之后，在C盘的Release子目录中，会有下述1个二进制文件：Release Jennic_IO. Bin。Release子目录中可在下列路径找出：C:JenniccygwinJennicSDKApplicationJN5139_BuildRelease（5）目标程序下载生成了Jennic节点能运行的 . bin文件之后，就要通过Jennic Flash Programmer将bin文件写入到传感器板的Flash 中。1） 将节点的串口用串口线与计算机

20、的串口相连，将工作选择（下载/运行）拨动开关SW4置于NORM（下载）一侧。供电选择（外5V PWR/电池 BAT）拨动开关SW5置于中间位置，不给节点送电。2） 运行Flash Programmer打开Flash Programmer，路径为:开始所有程序Jennic Jennic Flash Programmer，出现如图2-6所示的对话框，最上面Program File选项区域为目标文件的路径和名称，单击Browse（浏览）选择目标 .bin文件： C:JenniccygwinJennicSDKApplicationJN5139_BuildRelease Jennic_IO.C. bin

21、3）给节点上电（将开关SW5由中间位置搬向PWR）。在Configuration选项区域选所使用的串口（COM端口） 图2-6 Flash Programme对话框注意：只有在打开 Flash Programmer软件后，再给节点上电，节点才能进入编程状态。单击Refresh（更新）按钮，若可读出节点器件的型号、 Flash （闪存）的型号以及MAC地址，则说明PC串口和节点的Flash （闪存）可以正常通信，且节点处于编程状态。4） 单击右下角的Program按钮，开始下载，将程序写入Flash（闪存），同时弹出Programming（编程）窗口，可以看到下载进展过程，下载完成之后，弹出Ve

22、rifying（证实）窗口。整 个下载（将程序写入Flash）成功之后，会出现如图 2-7 所示的“程序成功写入Flash”的小窗口。图2- 7 “程序成功写入Flash”窗口5）程序运行: 程序成功写入节点板Flash之后，然后关掉Flash Programmer软件，将SW4扳向NORM一侧，就可以运行程序了。可以观察到电源灯亮， LED1灯亮，LED2闪亮。注：在运行与编程模式时，盒内跳线帽应接出厂时的位置，不必改动。实验3 定时器实验（1）一. 实验目的和要求：1. 了解JN5139通用定时器的功能；2. 掌握定时器API函数的使用方法；3. 如何用定时器产生PWM输出以及使用Tick

23、 Timer中断改变PWM的占空比；4. 掌握如何使用Timer0捕获、计数模式，使用Timer0产生中断5. 进一步熟习软件开发包的集成环境与使用方法。二. 实验环境及相关情况：1. 硬件环境：PC机1台、JN5139节点1个、节点电源1个、USB转串口线1条2. 软件环境：Code:Block、Jnnic Flash Programmer三. 实验原理：定时是无线传感器网络JN5139模块主要功能之一，用于定时中断，产生PWM（脉宽调制）脉冲计数。JN5139模块共有2个可编辑定时器/计数器，Timer0 和Timer1，3个系统定时器Tick Timer、两个WakeTimer。本实验包

24、括4个项目：（1） 定时器产生PWM输出脉冲宽度调制的波形常用“占空比”（S/M）表示在一个周期内高低电平持续时间的比值。Timer1.c和Timer2.c程序介绍如何使用定时器产生PWM输出。在产生方式上可以采用两种模式：PWM和-PWM两种方式输出PWM波形。-PWM的输出波形比普通的PWM输出的波形平滑。Timer2.c除了具有Timer1.c中的功能外，还有Tick Timer的设置。Tick Timer比较寄存器装载的比较值为160000，每10ms产生一次中断，当比较寄存器的值与计数器的值匹配时，Tick Timer产生中断并重新运行，每次中断触发后，PWM的高电平持续实践增加0X

25、200个时钟周期，可以通过设置UART以及打印函数观察输出值。也可以通过示波器观察波形的占空比的变化。实验现象：通过连接万用表和示波器到开发板的第11引脚和第14引脚观察PWM输出。（2） 定时器的捕获应用Timer3.c和Timer4.c介绍如何使用Timer0捕获Timer1产生PWM信号。在捕获模式下，定时器计算时钟周期数，直到检测到H-L及L-H电平转换。通过连接开发板上的40针外扩口的第10引脚（Timer0的捕获输入）和第14引脚（Timer1的PWM输出），完成定时器的捕获测试。本实验要注意预分频器的使用，预分频器的作用是将16MHz的时钟进行分频，这样时钟被分频后的周期延长，便

26、于进行较宽的PWM输出或更大间隔的定时中断，但是在捕获模式下不要设置预分频器。Timer3.c实验中Timer0为捕获定时器，没有预分频，技术频率为16MHz。Timer1作为PWM发生器，周期接近4.1ms,M/S比为1：3，可以通过示波器观察输出PWM波形的占空比，定时器捕获返回两个计数值，其差值即脉宽计数值。Timer4.c的工作过程与Timer3.c类似，所不同的是，捕获完成，Timer0产生中断。四、实验用硬件与硬件连接 实验硬件的连接关系如图3-1所示。 图3-1五、 实验步骤：1. 将实验程序内的“实验3Timer1”文件夹拷贝到C:JennicCygwinJennicSDKAp

27、plication路径下。2. 启动Code:Blocks，打开Code:Blocks主界面, 如图3-2所示，但Mangment、Open File List和代码编译区均无内容。图3-2 Code:Blocks主界面在Code:Blocks主界面的File下拉菜单中，选Open，打开“Open file”窗口。在“Open file”窗口的查找范围拦选JN5139_Timer1在白地的显示拦内，显示有关文件，点击 JN5139_Timer1.cbp，在Codeblocks 主窗口的Mangment(管理区) Project(工程拦) 的 Workspace(工作空间)中，显示1个工程文件

28、JN5139_Timer1和它的下一层文件Sourse与 Headers。在主窗口的左下角，打开的Open File List文件列表区，出现1个.C源文件：SourseJN5139_Timer1 .C。在窗口右边的代码编译区移植入SourseJN5139_Timer1 .C的源代码，供编译和阅读。如图3-3所示。图3-3 Code:Blocks主界面（打开文件后）（3） 编译工程文件，生成二进制文件. bin ，这项工作由编译操作来完成。注意：在工具拦Build target处选编译模式为Release (发布) 模式点击菜单项Build，在下拉菜单中点击ReBuild(重建)，则在右下方

29、Message( 信息)窗口，出现一系列编译和链接信息。如果编译无问题，则在最后一行显示： 0 errors 0 warnning （4） 目标程序下载生成了Jennic节点能运行的 . bin文件之后，就要通过Jennic Flash Programmer将bin文件写入到传感器板的Flash 中。首先将节点的串口用串口线与计算机的串口相连。然后运行Flash Programmer，出现如图3-4所示的对话框，最上面 Program File 选项区域为目标文件的路径和名称，单击Browse（浏览）弹出Chose a file窗口，选择目标 .bin文件，点击查找范围下拉菜单，在下拉菜单中，

30、点击Jennic。然后按下列路径找出JN5139_Timer1. bin文件。C:JenniccygwinJennicSDKApplication Jennic_IO JN5139_BuildRelease JN5139_Timer1. bin。图3-4 Flash Programme对话框然后给节点上电（将开关SW5由中间位置搬向PWR）。在Configuration选项区域选所使用的串口（COM端口）注意：只有在打开 Flash Programmer软件后，再给节点上电，节点才能进入编程状态。 单击Refresh（更新）按钮，若可读出节点器件的型号、 Flash的型号以及MAC地址，则说明

31、PC串口和节点的Flash可以正常通信，且节点处于编程状态。单击右下角的Program按钮开始下载，将程序写入Flash，同时弹出Programming（编程）窗口，可以看到下载进展过程，下载完成之后会出现 “程序成功写入Flash”的小窗口。（3） 程序成功写入节点板Flash之后，然后关掉Flash Programmer窗口，这样将通过连接万用表和示波器到开发板的第11引脚和第14引脚观察PWM输出。（4） 将上述步骤中Timer1.c改为Timer2.c，重复以上步骤，通过示波器观察波形，通过串口调试助手观察PWM输出的高电平的时钟周期值。（5） 将上述步骤中Timer1.c改为Timer3.c，重复以上步骤，通过示波器观察波形。（6） 将上述步骤中Timer1.c改为Timer4.c，重复以上步骤，通过示波器观察波形。实验4