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使用 EMB-LR1276S 和 STM32G431RB 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 STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

Nano LR 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 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

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
PA15
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
PA3
TX
UART RX
PA2
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 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
LTE Cat.1 6 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 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

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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