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使用 EMB-LR1276S 和 STM32L073RZ 最大限度地提高您的数据传输能力

使用 868MHz 长距离收发器开拓新视野

Nano LR Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 28, 2024

点击板

Nano LR Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

我们的868MHz长距离收发器经过精心设计,旨在扩展您的无线通信范围,使您能够从偏远和具有挑战性的地点收集和传输关键数据,且具备无与伦比的可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Nano LR Click基于EMB-LR1276S模块,这是一种支持LoRaWAN长距离无线协议的亚1GHz无线模块,基于Embit的SAMR34 SiP。它提供了高干扰免疫力的长距离扩频通信。Nano LR Click非常适用于各种应用,如物联网、家庭和建筑自动化、无线报警和安全系统、自动抄表、工业监控和控制等。EMB-LR1276S可以配置为嵌入式微系统或简单的数据调制解调器,适用于868MHz和915MHz频段的低功耗应用。它

配备了多达256 KB的Flash和多达40 KB的SRAM,并支持长距离和FSK调制。Nano LR Click通过UART接口与MCU通信,使用常用的UART RX和TX引脚,以及硬件流控制引脚UART CTS、RTS、RI(清除发送、准备发送和振铃指示器)。除了这些引脚外,Nano LR Click还具有GP1和STAT引脚,分别连接到mikroBUS™插座的PWM和AN引脚。STAT引脚还连接到一个单独的LED指示灯,标记为STAT,以便快速简便

地指示模块状态。Nano LR Click具有50Ω阻抗的U.FL天线连接器,因此可以配备MIKROE提供的适当天线。该Click board™只能在3.3V逻辑电平下运行。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。

Nano LR 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

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。

Nano LR 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中的微型同轴连接器。"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。

Nano LR Click accessories 2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Module Status
PC0
AN
Reset
PC12
RST
UART CTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General-Purpose I/O
PC8
PWM
UART RTS
PC14
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

Nano LR 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
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
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 Nano LR Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nanolr_send_data - 该函数根据所选择的网络协议发送数据命令。

  • nanolr_uart_isr - 该函数从设备读取响应字节,并在每个接收的字节后设置标志。

  • nanolr_rsp_rdy - 该函数检查响应是否准备就绪。

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 NanoLR Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from Nano LR Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, and performs the Click default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends a desired message
 * every 2 seconds. All data is being displayed on the USB UART.
 * 
 * ## Additional Function
 * - nanolr_process ( ) - Waits until a new message is ready, then parses it and displays the message
 *                        info on the USB UART.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

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

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

// #define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

#define TEXT_TO_SEND "MikroE - Nano LR Click"

static nanolr_t nanolr;
static log_t logger;

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

void nanolr_process( )
{
    uint8_t tmp_buf[ 200 ];
    
    // Clear RX buffer
    nanolr_generic_read( &nanolr, tmp_buf, 200 );
    
    while ( nanolr_rsp_rdy( &nanolr ) == 0 )
    {
        nanolr_uart_isr ( &nanolr );
        Delay_ms ( 1 ); 
    }

    nanolr_err_t error;
    nanolr_rsp_t response;

    error = nanolr_parser_rsp( &nanolr, &response );

    if ( error == 0 )
    {
        log_printf( &logger, "** Message received!\r\n" );
        log_printf( &logger, "** Message Length: %u\r\n", response.length );
        log_printf( &logger, "** Notification ID: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) response.message_id );
        log_printf( &logger, "** Options: 0x%.4X\r\n", ( response.payload[ 0 ] << 8 ) | response.payload[ 1 ] );
        log_printf( &logger, "** RSSI in dBm: %d\r\n", ( response.payload[ 2 ] << 8 ) | ~response.payload[ 3 ] );
        log_printf( &logger, "** Source Address: 0x%.4X\r\n", ( response.payload[ 4 ] << 8 ) | response.payload[ 5 ] );
        log_printf( &logger, "** Destination Address: 0x%.4X\r\n", ( response.payload[ 6 ] << 8 ) | response.payload[ 7 ] );
        log_printf( &logger, "** Message Content: " );
        for ( uint16_t cnt = 8; cnt < response.length - 4; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", ( uint16_t ) response.payload[ cnt ] );
        }

        log_printf( &logger, "\r\n** Checksum: 0x%.2X\r\n", ( uint16_t ) response.crc );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "** Message Error!\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, "------------------------------------\r\n" );

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

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    nanolr_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.

    nanolr_cfg_setup( &cfg );
    NANOLR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    nanolr_init( &nanolr, &cfg );

    nanolr_default_cfg( &nanolr );

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

#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    log_printf( &logger,  "---- RECEIVER MODE ----\r\n" );
#endif
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger,  "---- TRANSMITER MODE ----\r\n" );
#endif 
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    nanolr_process( );
#endif

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    nanolr_send_data( &nanolr, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
    log_printf( &logger, "The message \"%s\" has been sent!\r\n", ( uint8_t * ) TEXT_TO_SEND );
    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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