Часть 1 - Описание и принципиальная схема
Программа микроконтроллера
Программа микроконтроллера PIC18F2550 написана под Си компилятор CCS и использует его стек протокола USB, который, в свою очередь, является производным от кода Microchip. Программа не очень сложна, и сводится к чтению данных об уровне сигнала по каналам частотного диапазона.
Для каждой частоты производится несколько последовательных считываний уровней сигнала, до получения устойчивых данных. Затем это значение сохраняется в памяти микроконтроллера и устанавливается следующее значение частоты для измерения. По завершению сканирования всего диапазона, сохраненные данные передаются в компьютер по интерфейсу USB. Система-на-кристалле CYWUSB6935 поддерживает установку частоты с шагом 1 МГц, и, поскольку ширина нашего ISM диапазона получилась равной 85 МГц, микроконтроллер отправит на компьютер 85 значений. Несмотря на то, что микроконтроллер для получения устойчивых данных проводит несколько операций чтения, общая производительность сканера достаточно высока – 4 полных прохода спектра за 1 секунду.
Прошивку и исходный код программы микроконтроллера можно скачать в разделе загрузок.
Программное обеспечение для ПК
Программа для компьютера написана в среде Visual Basic 5. Программа сделана весьма бесхитростно, т.к. постоянно отслеживает USB интерфейс на предмет поступления новых данных, и, соответственно, отнимает много процессорного времени. Но, скорее всего, вы не будете использовать сканер постоянно, и во время работы с ним не будете запускать компьютерные игры, поэтому данное неэффективное решение в нашем случае особого значения не имеет.
Программа при получении данных сохраняет их в массив, и когда дело доходит до прорисовки спектра на дисплее, из массива выбирается максимальное значение для каждой частоты. Для выбранного максимального значения рисуется столбик диаграммы. Поступающие новые данные заменяют в массиве предшествующие. Слайдер в окне программы позволяет установить количество данных, сохраняемых для каждой частоты. По умолчанию значение равно 350, что соответствует времени накопления данных 90 секунд.
Это означает, что у задержки есть «память», т.е. одно максимальное значение уровня сигнала сохраняется на экране около 90 секунд, а затем меняется на новое. Это сделано для того, было проще разобраться, какие частоты используются беспроводными устройствами наиболее интенсивно. Изменяя положение слайдера, пользователь регулирует размер массива данных и, следовательно, время обновления экрана. Чем меньше размер массива, тем быстрее происходит обновление дисплея. Для приостановки отображения данных предназначена кнопка Pause. При повторном нажатии на кнопку массив данных очищается и начинается его заполнение новыми данными.
Кнопка Export предназначена для экспорта текущих отсчетов в файл .csv, который может быть загружен в программу Exel для обработки и построения графиков.
Помимо исходного кода на Visual Basic, имеется исходный код, портировнный на Си, написанный в среде Microsoft Visual C# 2010 Express (бесплатная версия). Его структура при портировании не претерпела каких-либо изменений, но была создана новая версия динамической подключаемой библиотеки функций MPUSBAPI, в соответствии с требованиями Си. Стоит отметить, что файл mpusbapi.dll должен находиться в папке с программой.
Использующий стандартный USB интерфейс сканер, может быть подключен к любому компьютеру, на котором установлена ОС Windows XP/Vista/7. Перед тем как подключать устройство к компьютеру необходимо проверить аппаратную часть (монтаж и подключение USB кабеля), затем нужно установить программное обеспечение, вместе с которым будет установлен и драйвер сканера, после чего сканер можно подключать к компьютеру. В диспетчере устройств, в разделе «Другие устройства», вы также увидите подключенный в системе сканер ISM диапазона (Рисунок 4).
 |
|
| Рисунок 4. | Окно диспетчера задач после установки драйвера сканера. |
При запуске программы на компьютере вы должны увидеть, что устройство подключено: «Connected to Geoff's 2.4GHz Scanner». Если вы увидите сообщение «Scanner not found» – значит устройство либо не подключено, либо не работает.
Загрузки
Прошивка микроконтроллера и исходный код – скачать
Программное обеспечение для ПК, исходные коды (Visual Basic, C#), драйвер для Windows 7 32/64 – скачать
Часть 3 - Сборка ISM сканера и работа с ним
