MSP430F149驱动T8650北斗模块实现短报文通信实战

在一些偏远地区（比如海洋渔业、无人区探险、森林防火），手机没信号是常事。但北斗卫星的短报文功能 ，可以让你在没有地面网络的地方，通过卫星发送和接收最多120个汉字的信息。今天，我就以MSP430F149 为主控，配合博纳雨田 T8650 北斗模块，实现北斗短报文的发送与接收。

一、方案选定

T8650是集成了RDSS（短报文通信）和RNSS（定位）功能的"四合一"模块，发射功率10W，通信成功率≥95%。它的串口协议遵循北斗 4.0 协议（兼容2.1协议），指令格式规范。MSP430F149有两个串口（UART0和UART1），一个用来与T8650的短报文通信，另一个与T8650的定位通信。

二、 T8650 模块硬件要点

1. 电源是关键

• 模块需要两路供电：VCC （ 5V ） 给基带和接收部分，VCCPA （ 12V~15V ） 给功放（发射时用）。发射瞬间峰值电流较大，VCCPA必须加大容量电容（ ≥470μF ）。
• 严禁空载发射！TX天线端口未接天线时，绝对不要给VCCPA供电，否则功放会烧毁。

2. 串口电平
T8650的串口是LVTTL 电平（ 3.3V ），与MSP430F149（3.3V）可以直接连接。注意：MSP430的RX接T8650的TX，TX接T8650的RX，交叉连接。

3. 天线
使用无源天线（需另配LNA和滤波器，但T8650内部已集成低噪放，直接接RX口即可）。天线须朝向南方（北斗卫星在赤道上空，我国境内朝南信号最好），且顶部无明显遮挡。

4. 电源电路

T8650模块需要12V和5V供电，MSP430F149要3.3V供电，总共3路供电，输入电压需要DC15V以上，上图中R1为210K时输出5V，电感取值10-15UH，R1为560K时可以输出12V，电感22UH。

三、北斗 4.0 协议 ------ 看懂指令格式

北斗用户机与外设之间通过帧格式 通信。每个指令以$开头（ASCII码0x24），后跟指令名（如TXSQ表示通信申请），然后是长度、用户地址、信息内容、校验和。

基本格式 ：$``指令名``,``长度``,``用户地址``,``信息内容``,``校验和

• 长度 ：从$到校验和前一字节的总字节数。
• 校验和 ：从$到校验和前一个字节，逐个字节异或的结果。
• 用户地址：3字节，低21bit有效（你的北斗卡ID）。

常用指令举例：

• 定位申请 ：$DWSQ，请求当前位置。
• 通信申请 ：$TXSQ，发送短报文。
• 功率检测 ：$GLJC，查询信号强度。

四、 MSP430F149 软件设计

1. 串口初始化

#include <msp430x14x.h>

void UART1_Init(void)  //与T8650的RDSS通信，波特率115200

{

    P3SEL |= 0xC0;      // P3.6, P3.7选择外围模块功能

    U1CTL = SWRST;      //复位串口

    U1CTL = CHAR;       // 8位数据

    U1TCTL = SSEL1;     // SMCLK

    U1BR1 = 0x01;       // 115200 @ 8MHz SMCLK

    U1BR0 = 0x45;

    U1MCTL = 0x00;

    ME2 |= UTXE1 + URXE1; //使能发送和接收

    U1CTL &= ~SWRST;

    IE2 |= URXIE1;       //使能接收中断

    _EINT();

}

void UART0_Init(void)   //与T8650的RNSS通信，波特率9600

{

    P3SEL |= 0x30;      // P3.4, P3.5

    U0CTL = SWRST;

    U0CTL = CHAR;

    U0TCTL = SSEL0;     // ACLK

    U0BR1 = 0x00;

    U0BR0 = 0x0D;       // 9600 @ 32768Hz

    U0MCTL = 0x00;

    ME1 |= UTXE0 + URXE0;

    U0CTL &= ~SWRST;

}

2. 发送北斗指令

以发送短报文为例，指令为$TXSQ。假设用户地址为0x123456，向地址0x654321发送"HELLO"的代码电文。

unsigned char cal_checksum(unsigned char *buf, unsigned char len)

{

    unsigned char cs = 0;

    for(unsigned char i=0; i<len; i++) cs ^= buf[i];

    return cs;

}

void Send_ShortMsg(unsigned long dest_addr, char *msg)

{

    unsigned char cmd[200];

    unsigned char len_pos, cs_pos;

    //构造指令字符串: $TXSQ,长度,用户地址(本机ID),信息内容,校验和

    //为了简化，这里直接按固定格式组装二进制帧（4.0协议要求二进制传输）

    //注意：实际使用时需根据协议封装二进制数据

    //示例：定位申请

    unsigned char dwsq[] = {0x24, 0x44, 0x57, 0x53, 0x51}; // "$DWSQ"

    //长度、地址等省略...

    //发送

    for(int i=0; i<sizeof(dwsq); i++) UART1_SendChar(dwsq[i]);

}

更严谨的做法：根据协议表，将指令、长度、地址、信息内容按字节顺序填入数组，计算校验和，然后一并发送。

3. 接收解析

T8650返回的数据也遵循相同格式。我们可以编写一个简单的状态机来接收：

unsigned char rx_buffer[100];

unsigned char rx_index = 0;

unsigned char start_flag = 0;

#pragma vector=UART1RX_VECTOR

__interrupt void UART1_RX_ISR(void)

{

    unsigned char ch = U1RXBUF;

    if(ch == '$') {

        start_flag = 1;

        rx_index = 0;

    }

    if(start_flag) {

        rx_buffer[rx_index++] = ch;

        if(rx_index >= 2 && rx_buffer[1] == '?') //根据实际帧长度判断结束

            start_flag = 0;

    }

}

然后解析定位信息（$DWXX）或通信信息（$TXXX），提取经纬度或电文内容。

五、实战步骤

1. 上电顺序：先接好天线，再给VCC（5V）供电，最后给VCCPA（12V）供电。发射时确保天线已连接。
2. 发送定位申请 ：发送$DWSQ，等待约2秒，模块会返回$DWXX帧，解析出经纬度。
3. 发送短报文 ：构造$TXSQ帧，包含目标地址、电文内容（中文需GB2312编码，代码电文用BCD码）。发送后，如果成功，会收到$TXHZ（通信回执）。
4. 接收短报文 ：当有别人给你发短信时，模块会自动输出$TXXX帧，解析出发信方地址、时间和电文。

六、常见坑点与经验

• 电源纹波大：发射时峰值电流大，如果电源纹波大，模块会重启。解决方法：VCCPA输入端并一个大电容（470μF）和一个小电容（0.1μF）。
• 天线问题：务必使用频率匹配的北斗无源天线（中心频率1615.68MHz），增益≥3dB。天线朝南，周围无金属遮挡。

七、完整例程片段

下面是一个简化的发送"HELLO"代码电文的函数（假设本机地址为0x00A1B2，目标地址0x00C3D4）：

void Send_Text(void)

{

    unsigned char frame[50];

    unsigned char i, cs;

    //帧头"$TXSQ"

    frame[0]='$'; frame[1]='T'; frame[2]='X'; frame[3]='S'; frame[4]='Q';

    //长度占2字节（大端），后面计算

    //用户地址（3字节）

    frame[5]=0x00; frame[6]=0xA1; frame[7]=0xB2;

    //信息类别（报文通信）

    frame[8]=0x00;  //假设

    //目标地址（3字节）

    frame[9]=0x00; frame[10]=0xC3; frame[11]=0xD4;

    //电文长度（比特数）HELLO 5个字符，ASCII编码，5\*8=40bit

    frame[12]=0x00; frame[13]=0x28;

    //是否应答0

    frame[14]=0x00;

    //电文内容"HELLO"

    frame[15]='H'; frame[16]='E'; frame[17]='L'; frame[18]='L'; frame[19]='O';

    //总长度= 20字节（从$到O）

    frame[4]=20; //注意：长度字段实际应该在指令之后，这里简化

    //计算校验和

    cs = 0;

    for(i=0; i<20; i++) cs ^= frame[i];

    frame[20] = cs;

    //发送

    for(i=0; i<=20; i++) UART1_SendChar(frame[i]);

}

实际开发时，请严格按照协议文档中的表格填写各字段，特别是"信息类别"、"电文长度"等。

另：北斗一号短报文模块的RNSS定位精度只有100米左右，远低于现在常用的导航模块如和芯星通的UM220系列的2米精度，可以用T8650与 UM220配合使用。

掌握北斗短报文的开发，可以让你在应急通信、野外监控等领域多一项硬技能。MSP430F149的低功耗特性结合T8650，特别适合电池供电的便携设备。

你在北斗短报文开发中用过哪些模块或者遇到过哪些问题，欢迎关注我在评论区留言！

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