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20 分钟

使用 32001409 和 STM32F103RB 体验无缝通信的新时代

使用 915MHz 拓展视野:连接的新时代

LR 5 Click with Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

LR 5 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

通过我们的915MHz收发器确保您数据传输需求的未来,这些收发器是可靠的长距离连接的基础,开启了医疗、交通等领域的创新之门。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR 5 Click基于Mipot的32001409,这是一款低功耗、基于长距离RF技术的收发模块。它提供了高干扰免疫力的长距离扩频通信。网络采用星形拓扑结构,终端节点以占空比模式工作,显著降低了整体功耗。该Click板™具有嵌入式LoRaWAN Class A和Class C合规堆栈,为开发低功耗、高度集成的物联网网络、安全系统、报警网络等需要简单可靠网络解决方案的应用提供了简单可靠的解决方案。该Click板™可以使用简单的AT命令配置为END节点或MASTER节点。作为MASTER节点工作时,Click板™

可以使用一组特定于主节点的命令,例如配对命令。此命令将把请求配对的终端节点添加到主网络表中。作为END节点工作时,LR 5 Click可以发出特定于从节点的命令/请求,例如配对请求命令,允许该终端节点与主节点配对。LR 5 Click通过UART接口与MCU通信,使用常用的UART RX和TX引脚,数据传输速率高达115200bps。除了这些功能外,32001409还使用了几个连接到mikroBUS™插座的GPIO引脚。连接到mikroBUS™的CS引脚的WK引脚表示用于唤醒设备的唤醒功能,而mikroBUS™插座

上的RST引脚可以通过将该引脚置于低逻辑状态来执行硬件复位功能。该Click板™还具有连接到mikroBUS™插座的INT引脚的指示器,成功接收数据包并验证校验和后,将向用户提供反馈。LR 5 Click具有50Ω阻抗的SMA天线连接器,因此可以配备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 5 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,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。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

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

橡胶天线GSM/GPRS直角是我们广泛阵容中所有GSM Click boards™的完美伴侣。这款专用天线旨在通过令人印象深刻的功能优化您的无线连接。其宽频率范围覆盖824-894/1710-1990MHz或890-960/1710-1890MHz,能够处理各种频段,确保无缝且可靠的连接。天线具有50欧姆的阻抗和2dB的增益,增强了信号接收和传输。其70/180MHz的带宽为多种应用提供了灵活性。垂直极化进一步提升了其性能。天线的最大输入功率容量为50W,即使在苛刻的条件下也能确保强大的通信。这款天线长度紧凑,仅为50毫米,并配有SMA公头连接器,橡胶天线GSM/GPRS直角是您的无线通信需求的多功能且紧凑的解决方案。

LR 5 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
Wake-Up
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data TX Indication
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
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 5 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 STM32F103RB 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

该库包含 LR 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr5_get_fw_version_cmd - 该命令允许用户获取32位固件版本。

  • lr5_get_serial_no_cmd - 该命令允许用户获取32位Mipot序列号。

  • lr5_get_session_status_cmd - 该命令允许用户获取模块当前状态。

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 LR5 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from LR 5 clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes UART interface and UART interrupt, and performs a module reset commands.
 * 
 * ## Application Task  
 * Performs a group of commands to get FW version, the serial number provided by Mipot,
 * DevEUI, the session status, the activation status and the parameters for the selected channel.
 * Also sets the next transmission data rate to the desired value.
 * The responses from the Mipot module to the host will be sent to the uart terminal.
 * 
 * ## Additional Function
 * - lr5_process - The general process of collecting data the module sends.
 * - make_response - Stores data from the module to the response structure.
 * - log_response -  Sends the received response from the module to the uart terminal.
 * - wait_response - Waits until response from the module is ready and then calls the 
 *                 response logging function, or writes the error message on the uart terminal.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr5.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 300

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

static lr5_t lr5;
static log_t logger;
lr5_cmd_t response;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void lr5_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    uint8_t process_cnt = 10;
    
    uint8_t check_buf_cnt;

    while( process_cnt != 0 )
    {
        rsp_size = lr5_generic_read( &lr5, lr5.rx_dat, 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++ )
            {
                lr5_uart_isr( &lr5 );
            }
        }
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_100ms( );
        }
    }
}

void make_response ( uint8_t *rsp_code, uint8_t *rsp_length, uint8_t *rsp_data )
{
    uint8_t rsp_idx;

    response.cmd_code   = *rsp_code;
    response.cmd_length = *rsp_length;

    for ( rsp_idx = 0; rsp_idx < response.cmd_length; rsp_idx++ )
    {
        response.cmd_data[ rsp_idx ] = *rsp_data;
        rsp_data++;
    }
}

void log_response ( )
{
    uint8_t rsp_idx;
    
    log_printf( &logger, "** OPCODE : 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) response.cmd_code );
    
    log_printf( &logger, "** RESPONSE LENGTH : 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) response.cmd_length );
    
    log_printf ( &logger, "** RESPONSE : " );
    for ( rsp_idx = 0; rsp_idx < response.cmd_length; rsp_idx++ )
    {
        log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) response.cmd_data[ rsp_idx ] );
    }
    log_printf( &logger, "\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
    log_printf( &logger, "\r\n" );
}

void wait_response ( )
{
    LR5_RETVAL resp_code;
    do
    {
        lr5_process(  );
        resp_code = lr5_response_ready( &lr5 );
    }
    while ( resp_code == LR5_RESPONSE_NOT_RECEIVED );

    resp_code = lr5_task( &lr5 );
    
    switch ( resp_code )
    {
        case LR5_CMD_RESPONSE_READY :
        {
            log_response( );
        break;
        }
        case LR5_IND_RESPONSE_READY :
        {
            log_response( );
        break;
        }
        case LR5_FRAME_HEADER_ERR :
        {
            log_printf( &logger, "** Frame Header Error **\r\n" );
            log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
            log_printf( &logger, "\r\n" );
        break;
        }
        case LR5_CMD_RESPONSE_ERR :
        {
            log_printf( &logger, "** Response Code Error **\r\n" );
            log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
            log_printf( &logger, "\r\n" );
        break;
        }
        case LR5_CHKSUM_ERR :
        {
            log_printf( &logger, "** Checksum Error **\r\n" );
            log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
            log_printf( &logger, "\r\n" );
        break;
        }
        default :
        {
        break;
        }
    }
    Delay_ms( 1000 );
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    lr5_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.

    lr5_cfg_setup( &cfg );
    LR5_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    lr5_init( &lr5, &cfg );

    lr5_response_handler_set( &lr5, &make_response );
    Delay_ms( 1000 );

    lr5_reset_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    Delay_ms( 1000 );
    lr5_factory_reset_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    
    log_printf( &logger, "** LR 5 (MIPOT 32001409) reset is done **\r\n" );
    log_printf( &logger, "\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    lr5_process(  );

    log_printf( &logger, "** FW version reading...\r\n" );
    lr5_get_fw_version_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    
    log_printf( &logger, "** Serial number reading...\r\n" );
    lr5_get_serial_no_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    
    log_printf( &logger, "** DevEUI reading...\r\n" );
    lr5_get_dev_eui_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    
    log_printf( &logger, "** Session status reading...\r\n" );
    lr5_get_session_status_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    switch ( response.cmd_data[ 0 ] )
    {
        case 0x00 :
        {
            log_printf( &logger, "Idle.\r\n" );
        break;
        }
        case 0x01 :
        {
            log_printf( &logger, "Busy (LR session running).\r\n" );
        break;
        }
        case 0x02 :
        {
            log_printf( &logger, "Device not activated.\r\n" );
        break;
        }
        case 0x03 :
        {
            log_printf( &logger, "Delayed.\r\n" );
        break;
        }
        default :
        {
        break;
        }
    }
    log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "** Activation status reading...\r\n" );
    lr5_get_activation_status_cmd( &lr5 );
    wait_response( );
    switch ( response.cmd_data[ 0 ] )
    {
        case 0x00 :
        {
            log_printf( &logger, "Not activated.\r\n" );
        break;
        }
        case 0x01 :
        {
            log_printf( &logger, "Joining...\r\n" );
        break;
        }
        case 0x02 :
        {
            log_printf( &logger, "Joined.\r\n" );
        break;
        }
        case 0x03 :
        {
            log_printf( &logger, "MAC ERROR.\r\n" );
        break;
        }
        default :
        {
        break;
        }
    }
    log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "** Next TX Data Rate setting...\r\n" );
    lr5_set_next_dr_cmd( &lr5, LR5_SF10_125KHZ );
    wait_response( );
    if ( response.cmd_data[ 0 ] == 0x00 )
    {
        log_printf( &logger, "Success!\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "Error!\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, "***********************************************\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "** Channel parameters reading...\r\n" );
    lr5_get_ch_param_cmd( &lr5, LR5_CH_IDX_15 );
    wait_response( );
    Delay_ms( 10000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

额外支持

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