初学者
10 分钟

使用CC1120和STM32L073RZ体验下一代通信

清晰无比的连接,无处不在

ccRF2 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 25, 2024

点击板

ccRF2 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

信赖我们的 RF 收发器解决方案,提供无瑕疵的窄带通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ccRF2 Click 基于 Texas Instruments 的 CC1120,这是一款为窄带系统设计的高性能 RF 收发器。CC1120 的核心是一个完全集成的分数 N 超高性能频率合成器,它带来出色的相位噪声性能,提供非常高的选择性和阻塞性能。这个灵活的接收器由低噪声放大器 (LNA) 放大,并转换为正交(I/Q)到中频(IF),之后高动态范围 ADC 数字化信号。发射器基于直接合成 RF 频率,因此为了有效利用频谱,CC1120 在 TX 模式下具有广泛的数据过滤和整形功能,支持在窄带通道中进行高吞吐量数据通信。CC1120 还采用了其他技术,如 eWOR、嗅探模式、天线多样性、WaveMatch 等。如果在多径环境中启 用,天线多样性可以提高性能,而 CC1120 自动控制

所需的板载天线开关。CC1120 的 AGC 模块返回天线接收的信号强度(RSSI)的估计值。此外,还集成了用于 FS 校准的温度传感器。其中一个支持的调制 方式(2-FSK、2-GFSK、4-FSK、MSK 和 OOK)进行传输。除了支持重传和自动确认收到的包之外,CC1120 还具有 TCXO、电源模式、内置编码增益支持以增加范围和稳健性等。CC1120 使用 SPI 串行接口与宿主 MCU 通信。此外,这款 Click board™ 设有用于重置 CC1120 的 RST 引脚和几个用户可配置的引脚标记为 GP0、GP2 和 GP3,可用于监测不同的信号或设置模式。清晰信道评估 (CCA) 根据 GP2 和  GP0 上的两个标志指示当前频道是空闲还是忙碌,而当前的 CCA 状态可以在 GP3 上查看。在同步串行操

作模式下,GP0 明确用于 TX 操作的串行数据输入。 ccRF 2 Click 使用 u.Fl 连接器添加适当的 u.Fl Sub-GHz 天线,由 Mikroe 提供,根据使用频率,未连接天线时不应通电。此外,这款 Click board™ 特有一个为 Texas Instruments CC1120 芯片组设计的 868/915MHz 阻抗匹配的多功能集成陶瓷无源元件开关。这款 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

ccRF2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

ISM 868/915MHz Active FPC Antenna (W3312B0100) 是来自 Pulse Electronics 的一款强大的多频段主动扁平贴片天线,非常适合用于 LPWA 应用。这款紧凑且高效的扁平贴片天线专为 868MHz 和 915MHz 频段设计,具有典型的 0.8dBi 增益和 75x15mm 的尺寸。天线采用 50Ω 的标称阻抗,可以无缝集成到您现有的设置中。天线使用的 FPC 材料确保了耐用性和可靠性,而其 2W 的功率额定值则保证了持续和可信的性能。它包括一根带有 U.FL 连接器的 100mm OD 同轴电缆,实现无缝连接。此外,W3312B0100 天线通过其 0.1mm 的灵活 PCB 厚度和背面的粘性胶带提供方便和安全的安装选项。无论是用于 LoRaWAN®、Sigfox®、WiFi HaLow™ 或其他 ISM 和遥控应用,这款天线都能提供可靠的性能和多功能性。此外,它还服务于多个行业,包括机器对机器 (M2M)、物联网、计量和工业自动化,使其成为广泛应用的优秀选择。

ccRF2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

General-Purpose I/O
PC0
AN
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General-Purpose I/O
PC8
PWM
General-Purpose I/O
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ccRF2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - upright/background 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

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

此库包含 ccRF2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ccrf2_receive_rx_data - 此功能从 CC1120 单芯片无线电收发器的发送模块接收 RX 数据。

  • ccrf2_send_tx_data - 此功能向 CC1120 单芯片无线电收发器的接收模块发送 TX 数据。

  • ccrf2_set_rx_mode - 此功能在 ccRF 2 Click 上设置 CC1120 单芯片无线电收发器的 RX 模式。

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 
 * \brief ccRf2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of ccRF 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, performs the default configuration and enables the selected mode.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds. All data is being logged on the USB UART where you can track their changes.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ccrf2.h"

#define TEXT_TO_SEND "MikroE\r\n"

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

#define DEMO_APP_TRANSMITTER
// #define DEMO_APP_RECEIVER

static ccrf2_t ccrf2;
static log_t logger;

static uint8_t rx_buffer[ 255 ];

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ccrf2_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    ccrf2_cfg_setup( &cfg );
    CCRF2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ccrf2_init( &ccrf2, &cfg );
    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Hardware reset\r\n" );
    ccrf2_hw_reset( &ccrf2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " Default config\r\n" );
    ccrf2_default_cfg( &ccrf2 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );

#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    ccrf2_set_rx_mode( &ccrf2 );
    
    log_printf( &logger, " Receiver mode\r\n" );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    ccrf2_set_tx_mode( &ccrf2 );
    
    log_printf( &logger, " Transmitter mode\r\n" );
#endif

    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    uint8_t num_bytes = ccrf2_receive_rx_data( &ccrf2, &rx_buffer[ 0 ] );
    if ( num_bytes )
    {
        log_printf( &logger, " Received message: " );
        for ( uint8_t cnt = 3; cnt < rx_buffer[ 0 ]; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", rx_buffer[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, " Packet number: %u", ccrf2.packet_counter );
        log_printf( &logger, "\r\n----------------------\r\n" );
    }
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    ccrf2_send_tx_data( &ccrf2, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
    log_printf( &logger, " Sent message: MikroE\r\n" );
    log_printf( &logger, " Packet number: %u\r\n", ccrf2.packet_counter );
    log_printf( &logger, "----------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    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;
}


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

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