3.12 A600-CAT1(04)-4G 模块

A600-CAT1(04)-TTL 是 一 款 支 持 TDD-LTE(B34/B38/B39/B40/B41) 、 FDDLTE(B1/B3/B5/B8),并具有高稳定性，工业级全网通无线通信模块。模块支持 TCP/UDP 透传模式，可以在各个领域得到广泛运用。模块支持 modbus RTU 与 modbus TCP 两种协议的自动转换，提高了设备互联兼容性。模块支持 MQTT 透传模式，可连接标准 mqtt 服务器、阿里云服务器和 OneNet 服务器，可广泛应用到物联网设备上。模块使用串口 AT 指令配置参数。

3.12.1 模块来源

采购链接： 物联网 4G 无线通信 CAT1 模块全网通模组核心板 DTU 串口透传开发板

资料下载： http://www.ashining.com/data.aspx?t=15&typeid=155&keywords=cat1(04)-TTL#proid

3.12.2 规格参数

工作电压：有两个电压输入（同一时间只可以输入一个电压）

VCC 输入电压：5V-16V

BAT 输入电压：3.4V-4.2V

工作电流：

电压是VCC时，20mA-500mA

电压是 BAT 时，60mA-1.58A

4G 全网通数据网络

控制方式：串口

3.12.3 移植过程

我们的目标是在梁山派 GD32F470 上能够完成无线传输的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

3.12.3.1 查看资料

该模块使用网络是通过物联网卡提供流量，物联网卡链接：

NB 卡 NBIoT 卡贴片/插拔三切卡工业卡节能低功耗设备用 NBSIM 卡

所以例程都在官方的上位机实现，可以通过上位机操作。先通过上位机配置成功之后，根据查看上位机的指令，就可以知道对应模式下如何操作。

这里提供阿里云 MQTT 配置步骤，其余可以参考数据手册进行配置。

1. 获取阿里云三元素

阿里云产品的创建与配置见目录 ESP-01S WIFI 模块的案例二，创建阿里云完成之后来到设备调试界面点击设备证书，将弹出的 3 个元素保存下来。3 个元素分别是 ProductKey、DeviceName、DeviceSecret。

1. 配置上位机

将设备按照目录 3.12.3.2 引脚选择 接好线。连接上位机。并往梁山派烧录以下我提供的代码。该代码的主要功能是将串口 0 接收到的数据发送给串口 2，串口 2 接收到的数据发送给串口 0。这样我们就可以实现一个 USB 转 TTL 模块了。

点击 进入配置模式。

1. ** 配置阿里云向导**

1. 根据你插入的 SIM 卡选择对应的运营商，我是中国移动

1. 选择 232 接口

1. 串口配置默认不动。

1. 将之前保存的阿里云三元素，填入。

1. 选择订阅和发布。填充你自己的 productKey 和 deviceName。

订阅 Topic：/sys/{productKey}/{deviceName}/thing/service/property/set

发布 Topic：/sys/{productKey}/{deviceName}/thing/event/property/post

1. 等待配置完成。

1. 点击设备复位，设备复位好之后，我们就不再需要修改了。

3.12.3.2 引脚选择

使用串口 1（串口 1-TX=PA2，串口 1-RX=PA3）

CAT1	立创·梁山派
VCC	5V
GND	GND
RXD1	PA2
TXD1	PA3
PWR	GND
表 3.12.3.2 各引脚连接

3.12.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c 和.h 文件与之前相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_a600cat1.c 与 bsp_a600cat1.h。见 2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。

在文件 bsp_a600cat1.c 中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_A600CAT1.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年06月2日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/

#include "bsp_a600cat1.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"

unsigned char A600CAT1_RX_BUFF[A600CAT1_RX_LEN_MAX];
unsigned char A600CAT1_RX_FLAG = 0;
unsigned char A600CAT1_RX_LEN = 0;
/*
        AT+UTWKMODE=WORK\r\n        //设置模式为通讯模式
        AT+UTICCID=?\r\n                //查询SIM卡是否插入，插入则返回ID码。
        AT+NETCSQ=?\r\n                        //查询信号强度
        AT+UTCHMODE1=MQTT\r\n        //设置为MQTT模式
        AT+UART1=115200,8,1,NONE,1024,5\r\n                //设置通讯波特率115200
        AT+MQTTMODE1=ALIYUN\r\n                //设置MQTT模式为阿里云模式
        AT+MQTTUSER1="a144x57BRYZ"\r\n        //设置MQTT用户秘钥
        AT+MQTTCLIENTID1="TEST"\r\n                //设置用户MQTTID
        AT+MQTTPWD1="92d295478378f61db21333811555922f"\r\n
        AT+MQTTOPT1=60,CLEAN\r\n
        AT+MQTT1SUB1="/sys/a144x57BRYZ/TEST/thing/service/property/set",0\r\n
        AT+MQTT1PUB1="/sys/a144x57BRYZ/TEST/thing/event/property/post",0,FALSE\r\n
        AT+NETAPN="CMNET","","",DEFAULT\r\n
*/
/************************************************************
 * 函数名称：A600CAT1_USART_Init
 * 函数说明：连接A600CAT1的初始化
 * 型    参：bund=串口波特率
 * 返 回 值：无
 * 备    注：无
*************************************************************/
void A600CAT1_USART_Init(unsigned int bund)
{
        /* 使能 A600CAT1_USART 的时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_A600CAT1_USART);
        /* 使能时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_A600CAT1_TX);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_A600CAT1_RX);
        /*        配置引脚为复用功能 */
        gpio_af_set(PORT_A600CAT1_TX, BSP_A600CAT1_AF, GPIO_A600CAT1_TX);

        /*        配置引脚为复用功能 */
        gpio_af_set(PORT_A600CAT1_RX, BSP_A600CAT1_AF, GPIO_A600CAT1_RX);

        /*        配置TX引脚为复用上拉模式 */
        gpio_mode_set(PORT_A600CAT1_TX, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_A600CAT1_TX);

        /*        配置RX引脚为复用上拉模式 */
        gpio_mode_set(PORT_A600CAT1_RX, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_A600CAT1_RX);

        /*        配置PA2引脚为为输出模式 */
        gpio_output_options_set(PORT_A600CAT1_TX, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_A600CAT1_TX);

        /*        配置PA3引脚为为输出模式 */
        gpio_output_options_set(PORT_A600CAT1_RX, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_A600CAT1_RX);

        /*        设置A600CAT1_USART的波特率为115200 */
        usart_baudrate_set(A600CAT1_USART, bund);

        /*        设置A600CAT1_USART的校验位为无 */
        usart_parity_config(A600CAT1_USART, USART_PM_NONE);

        /*        设置A600CAT1_USART的数据位为8位 */
        usart_word_length_set(A600CAT1_USART, USART_WL_8BIT);

        /*        设置A600CAT1_USART的停止位为1位 */
        usart_stop_bit_set(A600CAT1_USART, USART_STB_1BIT);

        /*        使能串口1 */
        usart_enable(A600CAT1_USART);

        /*        使能A600CAT1_USART传输 */
        usart_transmit_config(A600CAT1_USART, USART_TRANSMIT_ENABLE);

        /*        使能A600CAT1_USART接收 */
        usart_receive_config(A600CAT1_USART, USART_RECEIVE_ENABLE);

        /*        使能A600CAT1_USART接收中断标志位 */
        usart_interrupt_enable(A600CAT1_USART, USART_INT_RBNE);

  /*        使能A600CAT1_USART空闲中断标志位 */
        usart_interrupt_enable(A600CAT1_USART, USART_INT_IDLE); // DLE 线检测中断

        /* 配置中断优先级 */
        nvic_irq_enable(A600CAT1_USART_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：A600CAT1_USART_Send_Bit
 * 函 数 说 明：向A600CAT1模块发送单个字符
 * 函 数 形 参：ch=字符
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void A600CAT1_USART_Send_Bit(unsigned char ch)
{
        //发送字符
        usart_data_transmit(A600CAT1_USART, ch);
        // 等待发送数据缓冲区标志自动置位
        while(RESET == usart_flag_get(A600CAT1_USART, USART_FLAG_TBE) );
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：A600CAT1_USART_send_String
 * 函 数 说 明：向A600CAT1模块发送字符串
 * 函 数 形 参：str=发送的字符串
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void A600CAT1_USART_send_String(unsigned char *str)
{
        while( str && *str ) // 地址为空或者值为空跳出
        {
//                printf("%c", *str);
                A600CAT1_USART_Send_Bit(*str++);

        }
}
//清除串口接收的数据
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Clear_A600CAT1_RX_BUFF
 * 函 数 说 明：清除A600CAT1发过来的数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Clear_A600CAT1_RX_BUFF(void)
{
        unsigned char i = A600CAT1_RX_LEN_MAX-1;
        while(i)
        {
                A600CAT1_RX_BUFF[i--] = 0;
        }
        A600CAT1_RX_LEN = 0;
        A600CAT1_RX_FLAG = 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：A600CAT1_Send_Cmd
 * 函 数 说 明：向A600CAT1模块发送指令，并查看A600CAT1模块是否返回想要的数据
 * 函 数 形 参：cmd=发送的AT指令        ack=想要的应答                waitms=等待应答的时间                cnt=等待应答多少次
 * 函 数 返 回：1=得到了想要的应答                0=没有得到想要的应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
char A600CAT1_Send_Cmd(char *cmd,char *ack,unsigned int waitms,unsigned char cnt)
{
        A600CAT1_USART_send_String((unsigned char*)cmd);//1.发送AT指令
        while(cnt--)
        {
        //时间间隔
                delay_1ms(waitms);
                //串口中断接收A600CAT1应答
                if( A600CAT1_RX_FLAG == 1 )
                {
                        A600CAT1_RX_FLAG = 0;
                        A600CAT1_RX_LEN = 0;
            //查找是否有想要的数据
                        if( strstr((char*)A600CAT1_RX_BUFF, ack) != NULL )
                        {
                                return 1;
                        }
            //清除接收的数据
                        memset( A600CAT1_RX_BUFF, 0, sizeof(A600CAT1_RX_BUFF) );
                }
        }
        A600CAT1_RX_FLAG = 0;
        A600CAT1_RX_LEN = 0;
        return 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：A600CAT1_Init
 * 函 数 说 明：A600CAT1模块初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：ESP01S的默认波特率是115200
******************************************************************/
void A600CAT1_Init(void)
{
        A600CAT1_USART_Init(115200);//默认波特率为115200
}

/*点击LED开关
+MQTTSUBRECV:0,"/sys/a1PJRLOWo3p/TEST/thing/service/property/set",100,
{"method":"thing.service.property.set","id":"367399823","params":{"LED_Switch":1},"version":"1.0.0"}
*/

/*滑动亮度条
+MQTTSUBRECV:0,"/sys/a1PJRLOWo3p/TEST/thing/service/property/set",101,
{"method":"thing.service.property.set","id":"812539841","params":{"brightness":75},"version":"1.0.0"}
*/
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Aliyun_json_data
 * 函 数 说 明：获取阿里云JSON格式的数据（接收手机发送过来的数据）
 * 函 数 形 参：data=数据的保存地址
 * 函 数 返 回：1=接收到JSON数据并处理   0=没有接收到数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint8_t Get_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data)
{
        char *buff=0;
    //串口中断接收A600CAT1应答
    if( A600CAT1_RX_FLAG == SET )
    {
                printf("\r\n--\r\n");
        A600CAT1_RX_FLAG = 0;
        A600CAT1_RX_LEN = 0;
        //有设备连接了热点
        if( strstr((char*)A600CAT1_RX_BUFF, "params\":") != NULL )
        {
                        //获取功能名称
                        buff = strstr((char*)A600CAT1_RX_BUFF, "params\":");
                        buff += strlen("params\":{\"");
                        strcpy(data->keyname,strtok(buff,"\""));
                        printf("data->keyname = %s\r\n",data->keyname);
                        //获取功能值
                        buff = strstr((char*)A600CAT1_RX_BUFF, "params\":" );
                        buff += strlen("params\":{\"")+strlen(data->keyname)+2;
                        strcpy(data->value, strtok(buff,"}"));
            return 1;
        }
        }
    return 0;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Clear_Aliyun_json_data
 * 函 数 说 明：清除JSON接收过的数据
 * 函 数 形 参：data=要清除的数据
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Clear_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data)
{
        uint16_t i = 0;
        while( data->keyname[i] != 0 )
        {
                data->keyname[i++] = '\0';
        }
        i= 0;
        while( data->value[i] != 0 )
        {
                data->keyname[i++] = '\0';
        }
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：A600CAT1_USART_IRQHandler
 * 函 数 说 明：连接A600CAT1的串口中断服务函数
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void A600CAT1_USART_IRQHandler(void)
{
        if(usart_interrupt_flag_get(A600CAT1_USART,USART_INT_FLAG_RBNE) != RESET) // 接收缓冲区不为空
        {
        //接收数据
                A600CAT1_RX_BUFF[ A600CAT1_RX_LEN ] = usart_data_receive(A600CAT1_USART);

#if DEBUG
        //测试，查看接收到了什么数据
        printf("%c", A600CAT1_RX_BUFF[ A600CAT1_RX_LEN ]);
#endif
                //接收长度限制
        A600CAT1_RX_LEN = ( A600CAT1_RX_LEN + 1 ) % A600CAT1_RX_LEN_MAX;
        }
        if(usart_interrupt_flag_get(A600CAT1_USART,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET) // 检测到空闲中断
        {
                usart_data_receive(A600CAT1_USART); // 必须要读，读出来的值不能要
                A600CAT1_RX_BUFF[A600CAT1_RX_LEN] = '\0'; //字符串结尾补 '\0'
                A600CAT1_RX_FLAG = SET;            // 接收完成
        }
}

在文件 bsp_a600cat1.h 中，编写如下代码。

#ifndef _BSP_A600CAT1_H_
#define _BSP_A600CAT1_H_

#include "gd32f4xx.h"
#include "string.h"
#include "systick.h"

//是否开启串口0调试，查看WIFI回显数据
#define     DEBUG   1

//上传数据结构体
typedef struct
{
        char keyname[50];   //键读取
        char value[20];     //读取到的值，类型字符串
}JSON_PUBLISH;

#define A600CAT1_RX_LEN_MAX        250        //串口接收最大长度

/****************************   串口配置    ****************************/
#define RCU_A600CAT1_TX         RCU_GPIOA   // 串口TX的端口时钟
#define RCU_A600CAT1_RX         RCU_GPIOA   // 串口RX的端口时钟
#define RCU_A600CAT1_USART      RCU_USART1  // 串口1的时钟

#define PORT_A600CAT1_TX        GPIOA                // 串口TX的端口
#define PORT_A600CAT1_RX        GPIOA                // 串口RX的端口
#define GPIO_A600CAT1_TX        GPIO_PIN_2  // 串口TX的引脚
#define GPIO_A600CAT1_RX        GPIO_PIN_3  // 串口RX的引脚
#define BSP_A600CAT1_AF                 GPIO_AF_7   // 串口1的复用功能

#define A600CAT1_USART                              USART1                      // 串口1
#define A600CAT1_USART_IRQ                  USART1_IRQn                 // 串口1中断
#define A600CAT1_USART_IRQHandler             USART1_IRQHandler        // 串口1中断服务函数

void A600CAT1_Init(void);
uint8_t Get_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data);
void Clear_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data);
#endif

3.12.4 移植验证

在 main.c 中编写以下代码。（确保.c 和.h 已经按照以上进行移植）

/********************************************************************************
  * 文 件 名: main.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2023年05月31日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "BSP_a600cat1.h"

//LED测试
void LED_GPIO_Init(void)
{
        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
        gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_7);
        gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_7);
        gpio_bit_write(GPIOD,GPIO_PIN_7,RESET);//灭灯状态
}

int main(void)
{
    JSON_PUBLISH sta_json_data={0};
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  //优先级分组
    systick_config();                //滴答定时器初始化 1ms

        LED_GPIO_Init();//LED初始化
    usart_gpio_config(115200U);
    printf("start\r\n");

        A600CAT1_Init();
        while(1)
        {
        //获取数据
                Get_Aliyun_json_data(&sta_json_data);
                //如果开关按下
                if( strstr( sta_json_data.keyname,"powerstate") != NULL )
                {
                        if( strstr( sta_json_data.value,"0") != NULL) //发来的数据是0
                        {
                                gpio_bit_write(GPIOD,GPIO_PIN_7,RESET);//灭灯
                printf("\r\n灭灯\r\n");
                        }
                        if( strstr( sta_json_data.value,"1") != NULL)//发来的数据是1
                        {
                                gpio_bit_write(GPIOD,GPIO_PIN_7,SET);//亮灯
                printf("\r\n亮灯\r\n");
                        }
                        Clear_Aliyun_json_data(&sta_json_data);//清除数据
                }
        }
}

实验现象：根据手机的操作实现开关灯。

通过网盘分享的文件：立创·梁山派GD32F470ZGT6开发板【模块移植手册代码】

链接: https://pan.baidu.com/s/1pp44yjD1Dhh7U9iZ2a11IA 提取码: LCKF