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10 分钟

通过 SP1ML 和 STM32G431RB 体验前所未有的无线自由

简化连接,放大可能性!

SPIRIT Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

SPIRIT Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们的 868MHz 超低功耗 RF 模块使远距离无线通信变得轻松,确保远程监控和控制系统的稳健连接。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Spirit Click 基于 STMicroelectronics 的 SP1ML,这是一款 Spirit1 868MHz 低功率 RF 模块,集成了微控制器。除了 STM32L1 MCU,该模块还集成了滤波器/平衡器和芯片天线。通过芯片天线,它可以实现高达 +11.6dBm 的输出功率,并使用调制方案 2-FSK、GFSK、GMSK、OOK 和 ASK。其紧凑的尺寸、集成设计、所有必要的 FCC 模块批准和 CE 合规性降低了上市时间,使其成为无线应用的理想选择。数据速率取决于所使用的调制方式。UART 主机接口允许与标准固件的外部微控制器简单连接,从而使用 AT 命令便于 RF 配置、数据传输和接收,使用简单的点对点通信。它还可以在命令和操

作模式之间切换模块。此外,串行线调试接口(SWD)也可用,因为 Spirit Click 和 SP1ML 模块支持定制模块固件。除了模块,5 引脚头还可用于调试目的。额外的 RXTX LED 状态指示器显示数据何时发送或接收。命令模式允许使用扩展的 AT 风格命令集配置模块设置和查询模块状态。在操作模式下,模块将作为无线收发器发挥其主要作用。在上电或复位后,模块将以从 EEPROM 加载的当前配置开始在操作模式下运行。在操作模式下,从 UART 接口接收到的数据将由 Spirit1 无线电使用当前配置设置的频率、数据速率、调制和输出功率进行无线传输。相反,任何符合配置的过滤条件的由 Spirit1 接收到

的数据将被输出到 UART 接口。在命令模式下,模块将接受命令以配置模块设置和查询模块状态。Spirit Click 使用标准 UART 接口与主 MCU 通信,支持从 9600 到 250000bps 的波特率,而 38400bps 是默认值。您可以通过 RST 引脚重置 Spirit Click,并通过 SHD 引脚关闭它。要更改操作模式,有 CMD 引脚。这个 Click 板™ 可以通过 LOGIC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 的逻辑电压水平运行。这样,既可以使用 3.3V 又可以使用 5V 能力的 MCU 可以正确使用通信线路。此外,这个 Click 板™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步的开发。

SPIRIT Click top side image
SPIRIT Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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 STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
Command Mode
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Shutdown
PC8
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

SPIRIT 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 STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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 Compiler Selection Step Image 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

这个库包含 SPIRIT Click 驱动的 API。

关键函数:

  • spirit_power_module - SPIRIT Click 的电源模式功能。

  • spirit_reset - 重置 SPIRIT Click 的功能。

  • spirit_set_mode - 设置 SPIRIT Click 模式的功能。

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 SPIRIT Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from SPIRIT click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and configures the click board.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message 
 * every 2 seconds.
 *
 * ## Additional Function
 * - static err_t spirit_process ( void ) - The general process of collecting the received data.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spirit.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 500
#define PROCESS_COUNTER     20

#define TEXT_TO_SEND           "MikroE - SPIRIT click board\r\n"

#define DEMO_APP_RECEIVER
//#define DEMO_APP_TRANSMITTER

static spirit_t spirit;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;

/**
 * @brief SPIRIT data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 *
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 *
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static void spirit_process ( void );

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

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;
    spirit_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.

    spirit_cfg_setup( &cfg );
    SPIRIT_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    spirit_init( &spirit, &cfg );
    Delay_ms( 1000 );

    log_info( &logger, "---- Configuring the module ----" );
    spirit_power_module( &spirit, SPIRIT_MODULE_WAKE_UP );
    spirit_reset( &spirit );
    spirit_set_mode( &spirit, SPIRIT_OPERATING_MODE );
    Delay_ms( 1000 );
    log_printf( &logger, "COMMAND MODE\r\n" );
    spirit_send_cmd( &spirit, SPIRIT_CMD_ENTER_COMMAND_MODE );
    spirit_process( );
    log_printf( &logger, "FIRMWARE VERSION\r\n" );
    spirit_send_cmd( &spirit, SPIRIT_CMD_READ_MODULE_VERSION );
    spirit_process( );
    log_printf( &logger, "TXRX LED - OPEN DRAIN OUTPUT\r\n" );
    spirit_send_cmd_with_parameter( &spirit, SPIRIT_CMD_CFG_TXRX_LED, SPIRIT_PCFG_TXRXLED_OPEN_DRAIN );
    spirit_process( );
    log_printf( &logger, "STORE CONFIG\r\n" );
    spirit_send_cmd( &spirit, SPIRIT_CMD_STORE_CURRENT_CONFIG );
    spirit_process( );
    log_printf( &logger, "OPERATING MODE\r\n" );
    spirit_send_cmd( &spirit, SPIRIT_CMD_ENTER_OPERATING_MODE );
    spirit_process( );
    log_info( &logger, "---- The module has been configured ----" );
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    log_info( &logger, "---- RECEIVER MODE ----" );
#endif 
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_info( &logger, "---- TRANSMITTER MODE ----" );
#endif 
    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void ) {
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    spirit_process( );
#endif   
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER 
    spirit_generic_write( &spirit, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
    log_info( &logger, "---- The message has been sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif
}

void main ( void ) {
   
    application_init( );

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

static void spirit_process ( void ) {
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;

    while( process_cnt != 0 ) {
       
        rsp_size = spirit_generic_read( &spirit, &uart_rx_buffer, PROCESS_BUFFER_SIZE );
        
        if ( rsp_size > 0 ) {  
            
            for ( uint8_t cnt = 0; cnt < rsp_size; cnt++ ) {
               
                log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ cnt ] );
                if ( uart_rx_buffer[ cnt ] == '\n' ) {
                   
                    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
                }
            }
        } 
        else {
           
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_100ms( );
        }
    }
}

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

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