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20 分钟

使用 RN2483 和 ATmega328 轻松适应不同的通信需求

433/868MHz:可靠、长距离连接的首选频率

LR Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

LR Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

通过我们的433/868MHz长距离收发器最大化您的网络能力,确保您的数据传输在偏远或恶劣条件下依然可靠高效。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR Click基于Microchip的RN2483,这是一款低功耗、基于长距离RF技术的收发模块。它具有符合Class A LoRaWAN标准的堆栈,优化用于鲁棒的LoRaWAN网络,抗干扰能力强,适合长距离无线操作。它提供了高干扰免疫力的长距离扩频通信。结合-148dBm的接收灵敏度和14dBm的集成放大器,允许实现长达15公里的开阔区域链接(根据模块制造商的规格)。该Click板™提供300kbps的FSK调制数据速率和5468bps的LoRa技术调制数据速率。要加入LoRaWAN网络,RN2483需要一个LoRaWAN集中器/网关。终端设备必须使用唯一的终端地址、应用会话密钥和网络会话密钥。第一种方法称为空中激活

(OTAA),在特定连接程序后分配这些密钥。第二种方法是使用UART命令手动分配这些密钥,这种方法称为个性化激活(ABP),可能存在一些安全问题。在任何情况下,终端设备在通信之前都必须在LoRaWAN网络上激活。LR Click通过UART接口与MCU通信,使用常用的UART RX和TX引脚,包括硬件流控制引脚CTS和RTS(清除发送、准备发送),数据传输速率高达57600bps。有三组命令用于配置和操作RN2483的各个层(SYSTEM、MAC和RADIO)。每层控制模块的特定区域,每个UART命令以控制层名称的缩写开头。该模块还具有非易失性存储器(EEPROM),用于存储配置设置

和一些附加数据。此外,该Click板™可以通过mikroBUS™插座上的硬件复位引脚(标记为RST)进行复位,通过将该引脚设置为低逻辑电平来实现。该LR模块集成了一个非常灵活的收发器,提供了两种可以使用的通信频率,868MHz和433MHz。它还拥有两个50Ω阻抗的SMA天线连接器,用于连接MIKROE提供的适当天线。该Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电平下运行,这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LR Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

433MHz直角橡胶天线具有433MHz的频率范围,确保在此频段内的最佳性能。其50欧姆阻抗促进了高效的信号传输。天线的垂直极化增强了特定方向的信号接收。凭借1.5dB的增益,它可以在一定程度上提高信号强度。天线能够处理最大50W的输入功率,适用于各种应用。其紧凑的50毫米长度最小化了空间需求。配备SMA公头连接器,它可以轻松与兼容设备连接。这款天线是无线通信需求的灵活解决方案,尤其在垂直极化至关重要时。

LR Click accessories 1 image

868MHz直角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。其工作频率范围为868-915MHz,确保最佳的信号接收和传输。天线具有50欧姆的阻抗,兼容各种设备和系统。凭借2dB的增益,它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可靠选择。天线长度仅为48毫米,既低调又实用。其SMA公头连接器确保与设备的安全可靠连接。无论是物联网设备、远程传感器还是其他无线技术,868MHz直角天线都能提供无缝通信所需的性能和灵活性。

LR Click accessories 2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PD2
RST
UART RTS
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LR Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 LR Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr_mac_tx - 用于写入MAC参数的函数

  • lr_join - 用于设置连接模式的函数

  • lr_tick_conf - 定时器配置

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 LR Click Example.
 *
 * # Description
 * This example shows the usage of the LR Click board by transmitting and receiving data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs default configuration and reads System version.
 *
 * ## Application Task
 * Transmitter mode - sends one-by-one byte sequence of the desired message each second and 
 * checks if it is sent successfully
 * Receiver mode - displays all the received characters on USB UART.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr.h"
#include "conversions.h"

#define PROCESS_COUNTER 5
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 300

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

// #define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

static lr_t lr;
static log_t logger;

char send_hex[ 50 ];
char resp_buf[ 50 ];
uint8_t send_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };

/**
 * @brief LR data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void lr_process ( void );

/**
 * @brief LR data is digit check function.
 * @details This function checks if data is a digit.
 * @param[in] c : Data to be checked.
 * @return @li @c 0 - Data isn't digit,
 *         @li @c 1 - Data is digit.
 * @note None.
 */
static bool is_digit ( char c );

/**
 * @brief LR hex data to int function.
 * @details This function is used to convert hex data into an int.
 * @param[in] origin : Hex data.
 * @param[out] result : Int data.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void hex_to_int ( char *origin, uint8_t *result );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lr_cfg_t lr_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.
    lr_cfg_setup( &lr_cfg );
    LR_MAP_MIKROBUS( lr_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == lr_init( &lr, &lr_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    lr_default_cfg( &lr, 0, 0 );

    lr_cmd( &lr, LR_CMD_SYS_GET_VER, resp_buf );
    log_printf( &logger, "System VER: %s \r\n", resp_buf );
    
    lr_cmd( &lr, LR_CMD_MAC_PAUSE, resp_buf );
    log_printf( &logger, "MAC PAUSE: %s \r\n", resp_buf );

    lr_cmd( &lr, LR_CMD_RADIO_SET_WDT, resp_buf );
    log_printf( &logger, "RADIO SET WDT 0: %s \r\n", resp_buf );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    lr_process( );
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    char *ptr;
    uint8_t int_data;
    if ( LR_OK == lr_rx( &lr, LR_ARG_0, resp_buf ) ) 
    {
        resp_buf[ 12 ] = 0;
        ptr = ( char* ) &int_data;
        hex_to_int( &resp_buf[ 10 ], ptr );
        log_printf( &logger, "%c", int_data  );
    }
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < 9; cnt++ ) 
    {
        int8_to_hex( send_message[ cnt ], send_hex );
        if ( LR_OK == lr_tx( &lr, &send_hex[ 0 ] ) ) 
        {
            log_printf( &logger, " Response : %s \r\n", resp_buf );
        }
        Delay_ms ( 1000 );
    }
#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 lr_process ( void ) 
{
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    while ( process_cnt != 0 ) 
    {
        rsp_size = lr_generic_read( &lr, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 ) 
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ ) 
            {
                lr_put_char( &lr, uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] );
                lr_isr_process( &lr );
            }
            
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_ms ( 100 );
        }
    }
}

static bool is_digit ( char c ) 
{
    if ( c >= '0' && c <= '9' ) 
    {
        return true;
    }

    return false;
}

static void hex_to_int ( char* origin, uint8_t* result ) 
{
    uint8_t len = strlen( origin );
    uint8_t idx, ptr, factor;

    if ( len > 0 ) 
    {
        *result = 0;
        factor = 1;

        for ( idx = len - 1; idx >= 0; idx-- ) 
        {
            if ( is_digit( *( origin + idx ) ) ) 
            {
                *result += ( *( origin + idx ) - '0' ) * factor;
               } else {
                    if ( *( origin + idx ) >= 'A' && *( origin + idx ) <= 'Z' ) 
                    {
                        
                        ptr = ( *( origin + idx ) - 'A' ) + 10;
                        
                    } 
                    else 
                    {
                        return;
                    }
                    *result += ( ptr * factor );
                }
                factor *= 16;
        }
    }
}

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

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资源

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