中级
20 分钟

使用XBRR-24Z8和STM32F302VC实现Zigbee 3.0和BLE通信,以实现远距离连接

Zigbee 3.0网状网络,室内覆盖范围可达60m,室外视距可达1200m

XBee 4 Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

XBee 4 Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

Zigbee 3.0 和 BLE 通信,具备长距离连接能力,非常适用于楼宇自动化、工业监测和智能能源管理

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

XBee 4 Click 基于 XBRR-24Z8,这是一款来自 DIGI International 的强大 Zigbee 3.0 模块,专为各种工业和商业应用中的无线通信而设计。该模块在 2.4GHz 频段运行,集成了 Silicon Labs EFR32MG 收发芯片,确保可靠的数据传输。其最大射频数据速率为 250Kbps,串行通信速度可达 1Mbps,能够在各种智能应用中实现无线连接。它支持 Zigbee Mesh 网络,可用于楼宇自动化、智能能源管理、数字健康解决方案和智能照明系统等应用。  该模块的主要优势之一是其出色的通信范围。在理想条件和最小干扰的情况下,室内和城市范围可达 60 米(200 英尺),而户外视距范围可达 1200 米(4000 英尺)。此外,该模块在正常模式下的发射功率为 +8dBm,接收灵敏度为 -103dBm,即使在复杂环境中也能保持强大稳定的信号接收能力。  除了 Zigbee 连接,该模块还支持 Bluetooth 低功耗(BLE)4.2,并可与支持 1M PHY 模式的 BLE 5.0 设备兼容。在 BLE 模式下,室内通

信范围可达 15 米(49 英尺),户外视距范围可达 300 米(984 英尺),发射功率同样为 +8dBm,接收灵敏度为 -95dBm。  该模块配备 1MB 闪存和 96kB RAM,为固件和应用数据提供充足的存储空间。其对 Zigbee 3.0 的兼容性确保了与广泛的 Zigbee 认证设备的互操作性,使其成为大规模无线网络的理想解决方案。此外,该模块已获得北美和欧洲的监管认证,可在多个地区无缝部署,无需额外的认证要求。  该 Click 板通过 UART 接口在 XBRR-24Z8 模块和主 MCU 之间建立通信,使用标准的 UART RX 和 TX 引脚,并通过 CTS 和 RTS 引脚进行硬件流控制。此外,它还支持 SPI 通信(仅从模式)。RTS 引脚与 SEL 引脚上的 SPI 片选(CS)引脚复用,可通过 COM 引脚选择其功能,设置为 1 时启用 RTS 功能,设置为 0 时启用 CS 功能。默认情况下,UART 通信速率设置为 115200bps。  除了接口引脚,该板还使用了一个 Sleep(SLP)引脚(高电平有效)来

管理模块的低功耗模式,以及一个 Reset(RST)引脚(低电平有效),允许用户在必要时复位模块。  该 Click 板还包括多个 LED 指示灯,以提供实时状态反馈。红色 ATT LED 是 SPI 注意指示灯,当模块需要与主 MCU 进行 SPI 通信时点亮。绿色 ON LED 作为设备状态指示灯,确认模块的运行状态。此外,黄色 ASC LED 充当设备关联指示灯,可与板载调试按钮配合使用,以简化新 Zigbee 设备的部署和网络集成。设备调试按钮用于配置设备,使其能够与其他节点进行通信,确保 Zigbee Mesh 网络的稳定性和功能性。  该板配备一个 u.Fl 连接器,可连接 MIKROE 提供的 Sub-GHz 天线,例如 868MHz 直立橡胶天线,并可通过 IPEX-SMA 线缆实现灵活高效的连接选项。  该 Click 板仅支持 3.3V 逻辑电压。如果使用不同逻辑电平的 MCU,需进行适当的电平转换。此外,它还配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

XBee 4 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

你完善了我!

配件

868MHz 直角橡胶天线是一款紧凑且多功能的无线通信解决方案。它在 868-915MHz 的频率范围内运行,确保最佳的信号接收和传输。天线具有 50 欧姆的阻抗,兼容多种设备和系统。其 2dB 的增益增强了信号强度并扩展了通信范围。垂直极化进一步提高了信号的清晰度。设计能够处理高达 50W 的输入功率,使其成为各种应用的坚固选择。这款天线长度仅为 48mm,既低调又实用。其 SMA 公头连接器确保与您的设备建立安全可靠的连接。无论您是在处理物联网设备、远程传感器,还是其他无线技术,868MHz 直角天线都能为您提供无缝通信所需的性能和灵活性。

XBEE 4 Click accessories 1 image

IPEX-SMA 电缆是一种射频 (RF) 电缆组件。"IPEX" 指的是 IPEX 连接器,这是一种常用于小型电子设备的微型同轴连接器。"SMA" 代表 SubMiniature Version A,是另一种常用于射频应用的同轴连接器。IPEX-SMA 电缆组件的一端是 IPEX 连接器,另一端是 SMA 连接器,使其能够连接使用这些特定连接器的设备或组件。这些电缆常用于 WiFi 或蜂窝天线、GPS 模块以及其他需要可靠且低损耗连接的射频通信系统。

XBEE 4 Click accessories 2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Sleep Mode Control
PC4
AN
Reset / ID SEL
PC15
RST
UART RTS / SPI Select / ID COMM
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PA7
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
RTS/CS Selection
PE9
PWM
UART CTS
PD0
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

XBee 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

XBee 4 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
此示例演示了 XBee 4 Click 的使用方式,展示了在透明模式下两块 Click 板之间的通信。

关键功能:

  • xbee4_cfg_setup - 配置对象初始化函数。

  • xbee4_init - 初始化函数。

  • xbee4_get_serial_number - 发送获取序列号命令的函数。

  • xbee4_set_device_name - 设置设备名称(节点标识符)的函数。

  • xbee4_set_destination_address - 设置目标地址高字节和低字节的函数。

应用初始化
初始化驱动程序,并通过执行出厂重置、设置设备名称、目标地址、透明模式 API 以及根据应用模式选择加入或创建网络的设备角色来配置 Click 板。

应用任务
根据所选的应用模式,读取所有接收到的数据,或每 3 秒发送一次指定消息。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief XBEE 4 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an XBEE 4 Click board by showing
 * the communication between the two Click boards configured in transparent mode.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and configures the Click board by performing a factory reset, 
 * and setting the device name, destination address, api mode to transparent, 
 * and a device role to join or form network depending on the application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected application mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired message every 3 seconds.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void xbee4_clear_app_buf ( void )
 * - static void xbee4_log_app_buf ( void )
 * - static err_t xbee4_process ( xbee4_t *ctx )
 * - static err_t xbee4_read_response ( xbee4_t *ctx, uint8_t *rsp, uint32_t timeout )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "xbee4.h"

// Device name (Node identifier).
#define DEVICE_NAME                 "XBEE 4 Click"

// Enter here the specific serial number high and low bytes of the remote device as a hex string or 
// leave it set to broadcast addresses for forwarding messages to all devices
#define DESTINATION_ADDRESS_HIGH    XBEE4_BROADCAST_DEST_ADDRESS_HIGH
#define DESTINATION_ADDRESS_LOW     XBEE4_BROADCAST_DEST_ADDRESS_LOW

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

// Text message to send in the transmitter application mode
#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MIKROE - XBEE 4 Click board\r\n"

// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE             400
#define PROCESS_BUFFER_SIZE         200

static xbee4_t xbee4;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief XBEE 4 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @note None.
 */
static void xbee4_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief XBEE 4 log application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer to USB UART.
 * @note None.
 */
static void xbee4_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief XBEE 4 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #xbee4_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t xbee4_process ( xbee4_t *ctx );

/**
 * @brief XBEE 4 read response function.
 * @details This function waits for a response message, reads and displays it on the USB UART.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #xbee4_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] rsp : Expected response.
 * @param[in] timeout : Response timeout in milliseconds.
 * @return @li @c  0 - OK response.
 *         @li @c -1 - Command error.
 *         @li @c -2 - Timeout error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t xbee4_read_response ( xbee4_t *ctx, uint8_t *rsp, uint32_t timeout );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    xbee4_cfg_t xbee4_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    xbee4_cfg_setup( &xbee4_cfg );
    XBEE4_MAP_MIKROBUS( xbee4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == xbee4_init( &xbee4, &xbee4_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    xbee4_hw_reset ( &xbee4 );
    xbee4_process ( &xbee4 );
    xbee4_clear_app_buf( );
    
    log_printf( &logger, " - Enter command mode -\r\n" );
    xbee4_enter_command_mode ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Factory Reset -\r\n" );
    xbee4_factory_reset ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Get serial number -\r\n" );
    xbee4_get_serial_number ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_NEW_LINE, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Set Device Name -\r\n" );
    xbee4_set_device_name ( &xbee4, DEVICE_NAME );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Set Destination Address -\r\n" );
    xbee4_set_destination_address ( &xbee4, DESTINATION_ADDRESS_HIGH, DESTINATION_ADDRESS_LOW );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Set API mode -\r\n" );
    xbee4_set_api_mode ( &xbee4, XBEE4_MODE_TRANSPARENT );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );

    log_printf( &logger, " - Set Device Role -\r\n" );
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    xbee4_set_device_role ( &xbee4, XBEE4_DEVICE_ROLE_JOIN_NETWORK );
#else
    xbee4_set_device_role ( &xbee4, XBEE4_DEVICE_ROLE_FORM_NETWORK );
#endif
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Apply changes -\r\n" );
    xbee4_apply_changes ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S ); 
    
    log_printf( &logger, " - Save changes -\r\n" );
    xbee4_save_changes ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S );
    
    log_printf( &logger, " - Exit command mode -\r\n" );
    xbee4_exit_command_mode ( &xbee4 );
    xbee4_read_response ( &xbee4, XBEE4_RSP_OK, XBEE4_TIMEOUT_3S ); 
    
    xbee4_clear_app_buf ( );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    xbee4_generic_write( &xbee4, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 ); 
#else
    if ( XBEE4_OK == xbee4_process( &xbee4 ) ) 
    {
        xbee4_log_app_buf ( );
        xbee4_clear_app_buf ( );
    }
#endif
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void xbee4_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static void xbee4_log_app_buf ( void )
{
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
}

static err_t xbee4_process ( xbee4_t *ctx ) 
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t overflow_bytes = 0;
    int32_t rx_cnt = 0;
    int32_t rx_size = xbee4_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) ) 
    {
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE ) 
        {
            overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
            app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
            memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
            memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
        }
        for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
            }
        }
        return XBEE4_OK;
    }
    return XBEE4_ERROR;
}

static err_t xbee4_read_response ( xbee4_t *ctx, uint8_t *rsp, uint32_t timeout )
{
    uint32_t timeout_cnt = 0;
    xbee4_clear_app_buf ( );
    xbee4_process ( ctx );
    while ( ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) && 
            ( 0 == strstr( app_buf, XBEE4_RSP_ERROR ) ) )
    {
        xbee4_process ( ctx );
        if ( timeout_cnt++ > timeout )
        {
            xbee4_log_app_buf( );
            log_error( &logger, " Timeout!" );
            return XBEE4_ERROR_TIMEOUT;
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    Delay_ms ( 100 );
    xbee4_process( ctx );
    xbee4_log_app_buf( );
    if ( strstr( app_buf, XBEE4_RSP_ERROR ) )
    {
        log_error( &logger, " CMD!" );
        return XBEE4_ERROR;
    }
    log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
    return XBEE4_OK;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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