Juma TX136 3 串行协议与控制软件

日期：2024-11-14

硬件基本折腾完了，现在准备动手写软件。

日期：2025-05-06

Juma TX136 串行命令协议介绍

（该部分是F4GCB的v1.16第三方固件文档对应部分的翻译与解释，适用于最新的v1.16固件，该协议向下兼容官方的v1.04固件，同时有更多新增的功能）

JUMA TX136/TX500串行协议是JUMA TX136/TX500电台与另一个系统通信的方式。

描述：

串行命令报文总是以问号 “?” （0x3F）或等号 “=” （0x3D）开头，并总是以回车符␍ “CR”（0x0D）结束。

“?” 表示查询报文，“=”表示设置报文。响应报文中同时还会添加换行符␊LF（0x0A），这使得使用终端程序测试命令过程变得方便。

起始符	报文	终止符
?	查询报文	CR
=	设置报文	CR
=	响应报文	LF CR

为了提高输入格式的灵活性，下列字符被定义为无动作字符（No action characters）。

0x0A 换行符 ␊ Line feed

0x00 空格 ␀ NUL

注意：在TX期间，除了停止发射命令“=B0”之外的所有串行命令都被禁用。
在REMOTE模式下，处于OPER和TX状态时，所有串行命令都被禁用。

Juma TX136/500 串行协议命令表

（原英文版表附在文末）

询问命令	设置命令	功能与参数
?ACR	=AxCR [ 0 ~ 2 ]	前置放大器：0 = 关闭，1 = 10 dB，2 = 20 dB。
?BCR	=BxCR [ 0 ~ 1 or T ]	发射控制：0 = 停止发射，1 = 发射信标（注意：无论是否为OPER模式都会发射），1 至 99 = SCRIPT模式下发射次数，T = 发射信息，被用于JUMA软件。
?CCR	=CxCR [ 0 or 1 ]	接收转换器：0 = 关闭，1 = 开启（TX136: 10 MHz，TX500: 3.5 MHz）。
?DCR	=DxxxCR [ 1 ~ 120 ]	QRSS/DFCW点时间：设置：1 至 120 秒。
?ECR	=EtextCR	CW信标文本：保存至EEPROM（最多255字符）。有效ASCII：20h（空格）至5Fh（Z）。
?FCR	=FxxxxxxCR	频率设置：TX136：135700 至 137800 Hz，TX500：472000 至 479000 Hz（步进1 Hz）。双频板安装时自动切换波段。
?GCR	=GxCR [ 0 ~ 10 ]	发射模式：0 = CW，1 = QRSS，2 = DFCW，3 = JASON，4 = WSQ2，5 = OPERA，6 = WSPR，7 = FST4W，8 = JT9，9 = REMOTE，10 = SCRIPT。
?HCR	=HtextCR	信标文本：保存至EEPROM（最多16字符）。有效ASCII：20h（空格）至5Fh（Z）。
?IICR		系统信息：返回固件版本。
?IBCR		系统信息：返回电池电压（分辨率10 mV）。
?IDCR		系统信息：返回电流消耗（分辨率0.1 A）。
?IPCR		系统信息：返回发射功率（分辨率0.1 W）。
?ISCR		系统信息：返回驻波比（SWR）。
?JFCR	=JFxCR [ 0 ~ 5 ]	JASON帧模式：0 = 单次，1 = 连续，2 = 发1等1，3 = 发1等2，4 = 发1等3，5 = 发1等4。
?JSCR	=JSxCR [ 2 ~ 5 ]	JASON速度：2 = Normal, 3 = Normal turbo, 4 = Fast, 5 = Fast turbo。
?KCR	=KxCR [ 0 ~ 4 ]	CW键类型：0 = 点优先，1 = Iambic A，2 = Iambic B，3 = 直键，4 = 信标模式。
?LCR	=LlocatorCR	网格定位：设置6位梅登黑格网格。
	=MtextCR	消息文本：临时存储（最多160字符，不保存）。JUMA软件专用。有效ASCII：20h（空格）至5Fh（Z）。
?NCR	=NxxxxCR [ 1 ~ 3559 ]	时钟同步：设置：1 至 3559 秒。
?OCR	=OxCR [ 0 ~ 2 ]	操作模式：0 = STBY待机，1 = OPER运行，2 = TUNE调谐。
?OFCR	=OFxCR [ 0 ~ 5 ]	OPERA帧模式：0 = 单次，1 = 连续，2 = 发1等1，3 = 发1等2，4 = 发1等3，5 = 发1等4。
?OSCR	=OSxCR [ 0 ~ 5 ]	OPERA速度：0 = OPERA 2，1 = OPERA 4，2 = OPERA 8，3 = OPERA 16，4 = OPERA 32，5 = OPERA 65。
?PCR	=PxCR [ 0 ~ 3 ]	发射功率：0 = 4 W，1 = 15 W，2 = 35 W，3 = 60 W。
?QCR	=QxCR [ 0 ~ 5 ]	CW/QRSS/DFCW帧模式：0 = 单次，1 = 连续，2 = 发1等1，3 = 发1等2，4 = 发1等3，5 = 发1等4。
?QFCR	=QFxCR [ 0 ~ 5 ]	WSQ帧模式：0 = 单次，1 = 连续，2 = 发1等1，3 = 发1等2，4 = 发1等3，5 = 发1等4。
?RCR	=RxxCR [ 1 ~ 50 ]	DFCW点划频移：设置：1 = 0.1 Hz 至 50 = 5.0 Hz。
?RSCR	=RSxCR [ 0 or 3 ]	REMOTE模式：0 = JASON（normal），1 = JASON（fast），2 = WSQ2，3 = AFP。
?SCR	=SxxxCR [ 10 ~ 500 ]	CW速度：10 = 1 WPM 至 500 = 50 WPM（步进10）。兼容JUMA软件。
?SFCR	=SFxCR [ 0 or 1 ]	SCRIPT帧模式：0 = 单次，1 = 连续。
?TCR	=TxCR [ 0 or 2 ]	发射控制：0 = 自动（程序控制），1 = MOX（PTT输入高电平触发），2 = RTS（PTT输入低电平触发）。
?TFCR	=TFxCR [ 0 ~ 5 ]	JT9帧模式：0 = 单次，1 = 连续，2 = 发1等1，3 = 发1等2，4 = 发1等3，5 = 发1等4。
?TSCR	=TSxCR [ 0 ~ 4 ]	JT9速度：0 = JT9-1，1 = JT9-2，2 = JT9-5，3 = JT9-10，4 = JT9-30。
?UCR	=UtextCR	脚本文本：保存至EEPROM（最多127字符）。有效ASCII：20h（空格）至5Fh（Z）。
?VCR	=VxCR [ 0 or 1 ]	GPS定位开关：0 = 关闭，1 = 开启。
?WCR		GPS定位值：返回“NO GPS”或6字符网格。
?WFCR	=WFxCR [ 0 ~ 5 ]	WSPR帧模式：同JASON帧（0 至 5）。
?WGCR	=WGxCR [ 0 ~ 5 ]	FST4W帧模式：同JASON帧（0 至 5）。
?WPCR	=WPxxCR [ 0 ~ 60 ]	WSPR/FST4W功率：设置MAX档功率校准为 0 至 60 dBm。步进遵循WSPR协议。
?WSCR	=WSxCR [ 0 or 1 ]	WSPR速度：0 = WSPR-2，1 = WSPR-15。
?WTCR	=WTxCR [ 0 ~ 3 ]	FST4W速度：0 = FST4W-120，1 = FST4W-300，2 = FST4W-900，3 = FST4W-1800。
?XCR	=XxCR [ 0 or 1 ]	SPARE I/O：双频板安装时：0 = 136 kHz，1 = 500 kHz；否则：0 = 关闭，1 = 开启。
?YCR	=YxCR [ 0 ~ 2 ]	CW识别：0 = 关闭，1 = 12 WPM，2 = 24 WPM。
?ZCR	=ZcallCR	呼号：设置最多10字符的标准或特殊呼号。

JUMA TX136-500 软件说明

JUMA TX136-500软件可以使用CW、QRSS、DFCW、JASON、WSQ和JT9模式发射信息。
发送到JUMA TRX的消息文本不保存在EEPROM中，也不替换信标文本。
标签#C（呼号）和#L（定位器）是可用的。在JT9模式下，消息被自动截断为13个字符。

该消息还可以包含控制字符，用于控制TX136/500在传输过程中的参数。这些参数是连续波模式（CW， QRSS， DFCW），CW速度（WPM），CW点时间(s), DFCW dash shift （DDS步数），输出功率（MIN， LOW， HI， MAX），发送频率（Hz）和连续波消息中的播放载波。

因此，可以使用CW信标模式发送以控制字符\g1或\g2开始的长QRSS或DFCW消息，或者创建一个带有20 s载波的NDB信标（例如：«\G1\D020\C\G0 call»）。标签#C（呼号）和#L（定位器）同样是可用的。

日期：2024-11-14

串口控制上位软件

事实上JumaTX136是有电脑控制软件的，原作者写了一份。但是这个软件只和作者亲自编写的v104固件匹配。这个固件问题相比于最新的v115，只支持CW QRSS和Beacon。

寥寥无几的功能。

v115 F4GCB编写的文档，足足三大页的串口指令。

话虽如此，虽然是想写一个GUI的程序。但是我没有接触过GUI，再者说电脑编程已经是很久以前大一的事情，如今差不多也忘光了。好在，还有ChatGPT。

ChatGPT果然神通广大，把需求描述给他，提交原文档的描述，一会功夫就写好了一段代码，再添油加醋催他写，只一个晚上就写好了足足四五百行的串口控制GUI。功能一切正常。

隔两天，我再把其他什么的乱七八糟串口功能也一股脑的灌进Chatgpt，这次比较费劲了，因为代码已经来到了八九百行的规模，chatgpt4o到上限了。我只能一个一个功能的往里填，在人力复制粘贴出来。最终，还是完成了成品。

这个代码已经完美包括了所有的串口功能。唯一的缺点是tk到上限了，开始变卡了。Python终究不是个高效的语言，不仅运行速度慢，编译出来的exe程序足足有30MB的夸张大小。未来有机会还是用VB或者别的语言来写吧。

顺带一提，V115的作者还在代码里留了个Bug，导致External REMOTE不能正常控制。

case 'R': case 'r':
switch(cmd_buf[2])
{
default:
set_cw_shift(get_number(2), 1, 0, 0);
break;

case 'S': case 's':
set_rem_soft(get_number(2), 1, 0, 0);
break;
}
break;

实际上External的指令是“=RSx\r”，get_number(2)只会得到第三个字符也就是“S”，S在ascii码里远远大于数字，最后输出结果落入case只能是最大的“3”

到我写稿时，刚好F4GCB反馈修好了这个bug并发布了v1.16

AFP控制软件

F4GCB另一个卓越的工作是编写了用于AFP-FSK控制的功能，就像VOX那样，发射音频、处理音频、发送串口指令，然后发射。这个功能可以实现用WSJT等程序控制发射，让Juma TX136从简单的CW机进化为全能FSK机！

不过，既然最终是用串口来发射的，那么直接用python程序效果应该也是一样的。

音频处理我同样也不了解，这次同样使用ChatGPT。我向chatgpt说明我的需求，它飞快的写出来一个程序。程序的功能很让我满意，但是它的频率精度却不尽如人意。

FFT size是个什么东西？凭着经验，我感觉这个东西调大可以让运算精度变得更细致。但是调大之后，这个程序就会变得非常非常的卡。原本我的设想是每20毫秒输出一次频率串口命令，调大之后100毫秒输出一次都难。

研究一下，最后终于搞明白了，事实上我可以在fft计算出的峰值附近采用抛物线三点插值法，用FFT计算出的幅度最大值点和它附近的两个点来计算抛物线的极大值。这样可以把原本的5Hz精度提升到0.01Hz级。

关于触发的幅度，我再对阈值计算平均值，这样可以过滤突然的幅值抖动。

至于FFT size，是每次执行计算的样本数量，这个数量与采样时间和采样率配合。FFT size当然不是越大越好。我设置的48000波特率，每20毫秒采样进行一次FFT计算，计算同时带上前100毫秒的数据，这样可以平衡精度和时域响应。

至于其他的窗函数、短时FFT计算和小波变换，由于现在的程序已经很满意了，就没有再深入。

日期：2024-11-14

Juma TX136项目设计于2009年，当时的计算机上RS232串口是标配，但是现在的电脑上很少见这种接口。因此决定画一个USB转RS232的转接板，并专门设计用于该机器。

Juma TX136支持1200至115200的常见波特率。选用CH340E和MAX3232EST。这两种芯片都兼容5V和3.3V电平。同时MAX3232EST只需要4个100nF的电容构成电荷泵在低压下实现RS232电平，100nF的电容一抓一大把如是。

实测115200波特率可以跑通。

附录：

英文版的串行协议命令表格：

串行询问	串行设置	功能和参数
?ACR	=AxCR [ 0 to 2 ]	Pre Amplifier: 0 = OFF, 1 = 10 dB, 2 = 20 dB.
?BCR	=BxCR [ 0 to 1 or T ]	TX ON: 0 = stop the TX, 1 = run the beacon (caution: force beacon on), 1 to 99 = run the TX n times via the script, T = run the message transmission, used by JUMA software.
?CCR	=CxCR [ 0 or 1 ]	RX Converter: 0 = OFF, 1 = ON 10 MHz (TX136), 3.5 MHz (TX500).
?DCR	=DxxxCR [ 1 to 120 ]	QRSS & DFCW dot time: Set: 1 to 120 s.
?ECR	=EtextCR	CW beacon text: Set and save in EEPROM (up to 255 characters). Valid ASCII: 20h (space) to 5Fh (Z).
?FCR	=FxxxxxxCR	Frequency: Set TX136: 135700 to 137800, TX500: 472000 to 479000, step 1 Hz. Band auto-switches if bi-band board installed.
?GCR	=GxCR [ 0 to 10 ]	TX Mode: 0 = CW, 1 = QRSS, 2 = DFCW, 3 = JASON, 4 = WSQ2, 5 = OPERA, 6 = WSPR, 7 = FST4W, 8 = JT9, 9 = REMOTE, 10 = SCRIPT.
?HCR	=HtextCR	Beacon text: Set and save in EEPROM (up to 16 characters). Valid ASCII: 20h (space) to 5Fh (Z).
?IICR		System info: Returns Firmware Version.
?IBCR		System info: Returns Battery Voltage (10 mV resolution).
?IDCR		System info: Returns Current Drain (0.1 A resolution).
?IPCR		System info: Returns TX Power reading (0.1 W resolution).
?ISCR		System info: Returns SWR Meter reading.
?JFCR	=JFxCR [ 0 to 5 ]	JASON frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?JSCR	=JSxCR [ 2 to 5 ]	JASON speed: 2 = Normal, 3 = Normal turbo, 4 = Fast, 5 = Fast turbo.
?KCR	=KxCR [ 0 to 4 ]	CW Keyer Type: 0 = Dot priority, 1 = Iambic A, 2 = Iambic B, 3 = Straight, 4 = Beacon.
?LCR	=LlocatorCR	Locator: Set 6-character Maidenhead grid.
	=MtextCR	Message text: until 160 characters. No save in EEPROM. Used by JUMA software. Valid ASCII characters : 20h (space) to 5Fh (Z).
?NCR	=NxxxxCR [ 1 to 3559 ]	Synchronization Timer: Set: 1 to 3559 s.
?OCR	=OxCR [ 0 to 2 ]	Operating mode: 0 = Stand By, 1 = Operation, 2 = Tune.
?OFCR	=OFxCR [ 0 to 5 ]	OPERA frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?OSCR	=OSxCR [ 0 to 5 ]	OPERA speed: 0 = OPERA 2, 1 = OPERA 4, 2 = OPERA 8, 3 = OPERA 16, 4 = OPERA 32, 5 = OPERA 65.
?PCR	=PxCR [ 0 to 3 ]	TX power: 0 = 4 W, 1 = 15 W, 2 = 35 W, 3 = 60 W.
?QCR	=QxCR [ 0 to 5 ]	CW/QRSS/DFCW frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?QFCR	=QFxCR [ 0 to 5 ]	WSQ frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?RCR	=RxxCR [ 1 to 50 ]	DFCW dash shift: Set: 1 = 0.1 Hz to 50 = 5.0 Hz.
?RSCR	=RSxCR [ 0 or 3 ]	External REMOTE: 0 = JASON (normal), 1 = JASON (fast), 2 = WSQ2, 3 = AFP.
?SCR	=SxxxCR [ 10 to 500 ]	CW speed: Set: 10 = 1 WPM to 500 = 50 WPM (step 10). Compatible with JUMA software.
?SFCR	=SFxCR [ 0 to 1 ]	SCRIPT frame: 0 = one play, 1 = continuously.
?TCR	=TxCR [ 0 or 2 ]	TX Control: 0 = Auto (program), 1 = MOX (high level on PTT IN), 2 = RTS (low level on PTT IN).
?TFCR	=TFxCR [ 0 to 5 ]	JT9 frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?TSCR	=TSxCR [ 0 to 4 ]	JT9 speed: 0 = JT9-1, 1 = JT9-2, 2 = JT9-5, 3 = JT9-10, 4 = JT9-30.
?UCR	=UtextCR	SCRIPT text: until 127 characters. Set and save in EEPROM. Valid ASCII characters : 20h (space) to 5Fh (Z).
?VCR	=VxCR [ 0 or 1 ]	GPS locator selection: 0 = OFF, 1 = ON.
?WCR		GPS locator value: Returns ‘NO GPS’ or 6-character grid.
?WFCR	=WFxCR [ 0 to 5 ]	WSPR frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?WGCR	=WGxCR [ 0 to 5 ]	FST4W frame: 0 = one play, 1 = continuously, 2 = 1 timeslot out of 2, 3 = 1 timeslot out of 3, 4 = 1 timeslot out of 4, 5 = 1 timeslot out of 5.
?WPCR	=WPxxCR [ 0 to 60 ]	WSPR/FST4W power: Set: 0 to 60 dBm for PWR MAX. Value set with a step according to WSPR protocol.
?WSCR	=WSxCR [ 0 or 1 ]	WSPR speed: 0 = WSPR-2, 1 = WSPR-15.
?WTCR	=WTxCR [ 0 to 3 ]	FST4W speed: 0 = FST4W-120, 1 = FST4W-300, 2 = FST4W-900, 3 = FST4W-1800.
?XCR	=XxCR [ 0 or 1 ]	SPARE I/O: If TX136-500 bi-band board installed: 0 = 136 kHz, 1 = 500 kHz. Else: 0 = OFF, 1 = ON.
?YCR	=YxCR [ 0 to 2 ]	CW Identity: 0 = OFF, 1 = 12 WPM, 2 = 24 WPM.
?ZCR	=ZcallCR	Callsign: Set a standard or a compound callsign with 10 characters max.