初学者
10 分钟

使用Ra-01S和STM32G071RB实现远距离的安全可靠数据传输

用于超远距离扩频通信的LoRa™无线射频模块

LR 6 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

LR 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

利用LoRa™技术的强大功能,解锁超长距离通信的潜力

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR 6 Click基于Ai-Thinker Technology的Ra-01S LoRa™无线射频模块,专为超长距离扩频通信设计。Ra-01S模块采用SX1268无线电芯片,主要使用LoRa™调制技术以实现更长的通信范围。该模块以其强大的抗干扰能力和低功耗著称,特别适合需要可靠长距离通信的应用。凭借Semtech的专利LoRa™技术,SX1268芯片提供超过-148dBm的卓越灵敏度和+22dBm的输出功率。它支持多种调制方式,包括FSK、GFSK、MSK、GMSK、LoRa™和OOK,工作频率范围为433MHz(410MHz至525MHz)。与传统的调制技术相比,LoRa™在抗阻塞性和信号选择性方

面具有显著优势,能够有效解决距离、干扰和电源效率问题。LR 6 Click非常适合于各种应用场景,如自动抄表、家居和楼宇自动化、安全系统和远程灌溉系统,这些场景中长距离通信和可靠性至关重要。该Click板™通过标准的4线SPI接口与主MCU通信,支持最高10MHz的频率。除了接口引脚外,Ra-01S模块还使用来自mikroBUS™插座的MD引脚选择TX或RX操作模式。它配备了一个复位引脚(RST)和一个用于模块复位的RESET按钮。此板还包括两个未焊接的两针插头——一个用于I/O数字信号以进行附加的软件配置,另一个用于RF端口控制的额外UART接口,以

及一个BSY引脚和一个红色BUSY LED,用于指示数据传输活动(模块状态)。LR 6 Click还配备了一个阻抗为50Ω的SMA天线连接器,可与MIKROE提供的各种天线(如Rubber Antenna 433MHz)兼容,以增强其连接性。该Click板™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,板上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,可作为进一步开发的参考。

LR 6 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB 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 STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

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

LR 6 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Mode Control
PC0
AN
Reset / ID SEL
PC12
RST
SPI Select / ID COMM
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
NC
NC
PWM
Status Indicator
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

LR 6 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 STM32G071RB 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

此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:

  • Application Output - 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。

软件支持

库描述

该库包含 LR 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr6_send_data - 此函数通过SPI串行接口,使用选定的模式将所需数量的数据字节发送到缓冲区。

  • lr6_receive_data - 此函数通过SPI串行接口,接收所需数量的数据字节到缓冲区。

  • lr6_set_lr_config - 此函数通过SPI串行接口执行所需的LoRa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 6 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of LR 6 click board by processing
 * the incoming data and displaying them on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After driver initialization, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * The demo application is an echo example that sends a demo LoRa packet string 
 * and receives and processes all incoming data.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr6.h"

static lr6_t lr6;
static log_t logger;

// Demo string to be sent
#define LR6_DEMO_TEXT            "MikroE\r\n" 

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lr6_cfg_t lr6_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.
    lr6_cfg_setup( &lr6_cfg );
    LR6_MAP_MIKROBUS( lr6_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == lr6_init( &lr6, &lr6_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( LR6_ERROR == lr6_default_cfg ( &lr6 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " --------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t rx_data[ 255 ] = { 0 };
    if ( LR6_OK == lr6_send_data( &lr6, LR6_DEMO_TEXT, strlen( LR6_DEMO_TEXT ), LR6_TX_MODE_SYNC ) ) 
    {
        log_info( &logger, " Send - success" );
        uint8_t rx_len = 0;
        do 
        {
            if ( LR6_OK == lr6_receive_data( &lr6, rx_data, strlen( LR6_DEMO_TEXT ), &rx_len ) )
            {
                if ( rx_len > 0 )
                { 
                    log_info( &logger, " Receive - success" );
                    log_printf( &logger, " > Receive: " );
                    for ( uint8_t cnt = 0; cnt < strlen( LR6_DEMO_TEXT ); cnt++ )
                    {
                        log_printf( &logger, "%c", rx_data[ cnt ] );
                    }

                    int8_t rssi, snr;
                    if ( LR6_OK == lr6_get_packet_status( &lr6, &rssi, &snr ) )
                    {
                        log_printf( &logger, " Rssi Pkt: %d dBm\r\n", ( int16_t ) rssi );
                        log_printf( &logger, " Snr Pkt : %d dB\r\n", ( int16_t ) snr );
                        log_printf( &logger, " --------------------\r\n" );
                        break;
                    }
                }
            }
        } 
        while ( rx_len == 0 );
    }
    else
    {
        log_info( &logger, "Send - fail" );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

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

额外支持

资源

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