CN109309540A - 一种防干扰的2.4g无线mcu仿真器及仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于MCU仿真器技术领域，具体涉及一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器及仿真方法。本发明MCU仿真器通信端和仿真器目标端通信时，以跳频方式避开干扰，在2.4G频段选择一个干扰较少的频率，可有效拓宽MCU仿真器的使用场景，延长MCU仿真器使用距离；提高无线通信的实时性和可靠性。

Description

一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器及仿真方法
技术领域
本发明属于MCU仿真器技术领域，具体涉及一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器及仿真方法。
背景技术
MCU在体系结构上与PC机是完全相同的，也包括中央处理器，输入输出接口、存储器、等基本单元，因而与PC机等设备的软件结构也是类似的。因为MCU在软件开发的过程中需要对软件进行调试，观察其中间结果，排除软件中存在的问题。但是由于MCU的应用场合问题，其不具备标准的输入输出装置，受存储空间限制，也难以容纳用于调试程序的专用软件，因此要对MCU软件进行调试，就必须使用MCU仿真器。MCU仿真器具有基本的输入输出装置，具备支持程序调试的软件，使得MCU开发人员可以通过MCU仿真器输入和修改程序，观察程序运行结果与中间值，同时对与MCU配套的硬件进行检测与观察，可以大大提高MCU的编程效率和效果。
MCU仿真器是一种在电子产品开发阶段对MCU芯片进行仿真的设备。配合集成开发环境，MCU仿真器可以对MCU程序使用各种调试手段，包括:单步跟踪调试、使用断点、观察内存及寄存器的实时数据等。在电子产品开发过程中，利用MCU仿真器可以迅速找到并排除程序中的错误，大大缩短使用MCU的电子产品的开发周期。
目前MCU仿真器一般使用USB线连接PC机，其使用示意图如附图1所示，受线缆长度及使用场景的限制，在一些密封机箱、机柜或者远距离使用中造成不便，无法做到在真实的硬件系统中对MCU程序进行仿真，仅能对单板进行仿真。
至于2.4G无线技术，其频段处于2.405GHz～2.485GHz之间，所以简称为2.4G无线技术。这个频段是国际规定的免费频段，无需向国际相关组织申请即可使用，这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。其中，2.4G的WiFi和蓝牙等设备广泛使用，这使得2.4G频段极容易受到干扰。
MCU仿真器对数据传输的实时性要求很高，而2.4G频段极容易受到干扰，这使得现在市场上并没有稳定可用的2.4G无线MCU仿真器。
发明内容
为了解决现有技术中有线MCU仿真器受线缆长度及使用场景的限制以及2.4G频段极容易受到干扰，通信实时性低的问题，本发明的目的是提供一种基于跳频防干扰技术的2.4G无线MCU仿真器及仿真方法。可有效拓宽MCU仿真器的使用场景，延长MCU仿真器使用距离；提高无线通信的实时性和可靠性。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器，包括仿真器通信端和仿真器目标端；
所述仿真器通信端包括：
一个MCU；
一个USB接口，连接在MCU上，用于与PC机通信；
一个2.4G无线收发模块，连接在MCU上，用于与仿真器目标端通信；
所述仿真器目标端包括：
一个MCU；
一个JTAG/SW接口，连接在MCU上，用于与被仿真的目标MCU连接；
一个2.4G无线收发模块，连接在MCU上，用于与仿真器通信端通信；
一个UART接口，连接在MCU上。
优选地，所述仿真器通信端和仿真器目标端中，所使用的MCU采用STM32系列MCU。
优选地，所述仿真器通信端和仿真器目标端中，所使用的2.4G无线收发模块采用基于A7196芯片的ZM2461PA03无线模块。
上述防干扰的2.4G无线MCU仿真器仿真方法，包括以下步骤：PC机通过USB发送调试命令至仿真器通信端，仿真器通信端再通过2.4G无线通信方式将调试命令发送至仿真器目标端，仿真器目标端通过JTAG/SW对目标MCU进行调试，然后将调试命令执行结果通过2.4G无线通信方式发送至仿真器通信端，然后仿真器通信端再通过USB把调试命令执行结果发送至PC机；
所述仿真器通信端与仿真器目标端通过2.4G无线通信方式如下：
仿真器目标端在通信时，执行如下步骤：
步骤1：设定一个识别码，此识别码与仿真器通信端一致；
步骤2：在2.4G频段选取一定数量的频率点；
步骤3：循环选取每一个频率点进行监听，然后设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤4；
步骤4：通过2.4G无线方式发送应答数据包至仿真器通信端，并设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿器真通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤4；
仿真器通信端在通信时，执行步骤如下：
步骤1：设定一个识别码，此识别码与仿真器目标端一致；
步骤2：在2.4G频段选取一定数量的频率点，与仿真器目标端选取的频率点一致；
步骤3：循环选取每一个频率点通过2.4G无线方式发送数据包，然后设定通信超时时间，此时间应远少于仿真器目标端设定通信超时时间，以保证在仿真器目标端判定超时前，在所有频率点都发送过数据包；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤4；
步骤4：通过2.4G无线方式发送数据包至仿真器目标端，并设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤4。
本发明的无线MCU仿真器仿真方法的仿真器通信端和仿真器目标端通信时，以跳频方式避开干扰，在2.4G频段选择一个干扰较少的频率，所述无线MCU仿真器仿真方法的流程示意图如附图2所示。
相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)在实现有线MCU仿真器扩展为无线MCU仿真器的同时，保留了原有的有线MCU仿真器工作模式，用户无需学习就能掌握无线MCU仿真器的使用方法。
(2)延长了PC机与目标MCU的距离，拓宽了MCU仿真器的使用范围，可在一些无法使用有线MCU仿真器的环境使用，如：密封的机柜、无人机平台等。
(3)MCU仿真器通讯端与MCU仿真器目标端在通讯时，通过跳频方式避开干扰，在2.4G频段选择一个干扰较少的频率，增强了无线MCU仿真器工作的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为现有技术中有线MCU仿真器使用示意图；
图2为本发明所述无线MCU仿真器仿真方法的流程示意图；
图3为实施例1中仿真器通信端结构示意图；
图4为实施例1中仿真器目标端结构示意图；
图5为实施例1中仿真器目标端通信流程图；
图6为实施例1中仿真器通信端通信流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种基于跳频防干扰技术的2.4G无线MCU仿真器，包括仿真器通信端和仿真器目标端，仿真器通信端和仿真器目标端通信时，以跳频方式避开干扰，在2.4G频段选择一个干扰较少的频率；
如附图3所示，所述仿真器通信端包括：
一个STM32；
一个USB接口，连接在STM32上，用于与PC机通信；
一个ZM2461PA03模块，连接在STM32上，用于与仿真器目标端通信；
如附图4所示，所述仿真器目标端包括：
一个STM32；
一个JTAG/SW接口，连接在STM32上，用于与被仿真的目标MCU连接；
一个ZM2461PA03模块，连接在STM32上，用于与仿真器通信端通信；
一个UART接口，连接在STM32上。
上述基于跳频防干扰技术的2.4G无线MCU仿真器仿真方法，包括以下步骤：PC机通过USB发送调试命令至仿真器通信端，仿真器通信端再通过ZM2461PA03模块通过2.4G无线通信方式将调试命令发送至仿真器目标端。仿真器目标端通过JTAG/SW对目标MCU进行调试，然后把调试命令执行结果通过ZM2461PA03模块通过2.4G无线通信方式发送至仿真器通信端，然后仿真器通信端再通过USB把调试命令执行结果发送至PC机。
所述仿真器通信端与仿真器目标端通过2.4G无线通信方式如下：
如附图5所示，仿真器目标端在通信时，执行步骤如下
步骤1：设定ZM2461PA03的8字节识别码，与仿真器通信端一致；
步骤2：在2406MHz开始，以6Mhz为间隔，选取13个频率点；
步骤3：循环选取每一个频率点进行监听，然后设定通信超时时间为20毫秒；
如果在设定时间内没有接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真通器信端的数据包，进入步骤4；
步骤4：通过ZM2461PA03模块发送应答数据包至仿真器通信端，并设定通信超时时间为20毫秒；
如果在设定时间内没有接收到仿器真通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤4；
如图6所示，仿真器通信端在通信时，执行步骤如下：
步骤1：设定ZM2461PA03的8字节识别码，与仿真器目标端一致；
步骤2：在2406MHz开始，以6Mhz为间隔，选取13个频率点；
步骤3：循环选取每一个频率点通过ZM2461PA03模块发送数据包，然后设定通信超时时间0.8毫秒；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤4；
步骤4：通过ZM2461PA03模块发送数据包至仿真器目标端，并设定通信超时时间为0.8毫秒；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤4。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器，其特征在于，包括仿真器通信端和仿真器目标端；
所述仿真器通信端包括：
一个MCU；
一个USB接口，连接在MCU上，用于与PC机通信；
一个2.4G无线收发模块，连接在MCU上，用于与仿真器目标端通信；
所述仿真器目标端包括：
一个MCU；
一个JTAG/SW接口，连接在MCU上，用于与被仿真的目标MCU连接；
一个2.4G无线收发模块，连接在MCU上，用于与仿真器通信端通信；
一个UART接口，连接在MCU上。
2.根据权利要求1所述的一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器，其特征在于，所述仿真器通信端和仿真器目标端中，所使用的MCU采用STM32系列MCU。
3.根据权利要求1所述的一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器，其特征在于，所述仿真器通信端和仿真器目标端中，所使用的2.4G无线收发模块采用基于A7196芯片的ZM2461PA03无线模块。
4.权利要求1至3所述的任一种防干扰的2.4G无线MCU仿真器仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：PC机通过USB发送调试命令至仿真器通信端，仿真器通信端再通过2.4G无线通信方式将调试命令发送至仿真器目标端，仿真器目标端通过JTAG/SW对目标MCU进行调试，然后将调试命令执行结果通过2.4G无线通信方式发送至仿真器通信端，然后仿真器通信端再通过USB把调试命令执行结果发送至PC机；
所述仿真器通信端与仿真器目标端通过2.4G无线通信方式如下：
仿真器目标端在通信时，执行如下步骤：
步骤1：设定一个识别码，此识别码与仿真器通信端一致；
步骤2：在2.4G频段选取一定数量的频率点；
步骤3：循环选取每一个频率点进行监听，然后设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤4；
步骤4：通过2.4G无线方式发送应答数据包至仿真器通信端，并设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿器真通信端的数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器通信端的数据包，进入步骤4；
仿真器通信端在通信时，执行步骤如下：
步骤1：设定一个识别码，此识别码与仿真器目标端一致；
步骤2：在2.4G频段选取一定数量的频率点，与仿真器目标端选取的频率点一致；
步骤3：循环选取每一个频率点通过2.4G无线方式发送数据包，然后设定通信超时时间，此时间应远少于仿真器目标端设定通信超时时间，以保证在仿真器目标端判定超时前，在所有频率点都发送过数据包；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
如果在设定时间内接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤4；
步骤4：通过2.4G无线方式发送数据包至仿真器目标端，并设定通信超时时间；
如果在设定时间内没有接收到仿真器目标端的应答数据包，进入步骤3；
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