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通过 MAX41460 和 STM32G431RB 在需要时传送数据和控制信号

无处不在的卓越传输

ISM TX Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

ISM TX Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

我们的ISM RF发射解决方案确保了在物联网到远程监控等多个行业中无线数据传输的卓越表现。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ISM TX Click 基于 MAX41460,这是一款 UHF 亚 GHz ISM/SRD 发射器,设计用于传输来自模拟设备的开关键控(OOK)、振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和高斯(G)FSK(或 2GFSK)数据。MAX41460 的晶体架构提供了更大的调制深度、更快的频率稳定、更高的传输频率容差以及减少的温度依赖性。它集成了分数锁相环(PLL),因此在该 Click board™ 上使用的单个低成本 16MHz 晶体可以生成常用的全球亚 GHz 频率。缓冲时钟输出信号使该设备兼容几乎所有 MCU 或代码跳变发生器。MAX41460 具有在数据活动检测时快速唤醒振荡器的功能,并且具有自动关机功能以延长电池寿命。这个 Click 

board™ 具有四个主要操作状态:关机、待机、编程和发射器启用模式。这些状态描述了发射器三个主要内部电路块的电源开/关状态:晶体振荡器(XO)、PLL 合成器和高效开漏开关模式功率放大器(PA)。为确保 MAX41460 在上电后进入关机状态,上电时必须将 DATA 引脚保持低电平。PA 引脚用于调整频率,仅需要与外部天线匹配网络相关的频率依赖组件,以使该 Click board™ 的频率固定为 433.92MHz。MAX41460 使用标准 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大频率为 20 MHz。该设备支持两种类型的 SPI 事务:仅寄存器访问和寄存器访问后数据传输。在关机和待机状态下,不允许通过 SPI 接口进行编程。配置

寄存器值在所有状态下保持不变,除非通过编程更改或设备断电。这个 Click board™ 除了电源 LED 指示灯外,还有一个额外的绿色 LED 指示灯,标记为 DATA,用于直观指示通过 SPI 接口成功传输数据。ISM TX Click 具有 SMA 天线连接器,可用于连接 MIKROE 提供的合适天线,如橡胶天线 GSM/GPRS 右角。这种天线是所有 GSM/GPRS 应用的绝佳选择,支持一系列频率和频段。这个 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

ISM TX 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

右角433MHz橡胶天线具有433MHz的频率范围,确保在该频谱内的最佳性能。其50欧姆阻抗有助于高效的信号传输。天线的垂直极化增强了特定方向的信号接收。1.5dB的增益可以在一定程度上提高信号强度。天线可处理最大输入功率为50W,适用于各种应用。其紧凑的50mm长度最小化了空间需求。配备SMA公头连接器,能够轻松连接兼容设备。这款天线是无线通信需求的灵活解决方案,尤其是在垂直极化至关重要时。

ISM TX Click accessories 1 image

868MHz 右角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。其工作频率范围为868-915MHz,确保了信号接收和传输的最佳效果。该天线具有50欧姆阻抗,兼容各种设备和系统。2dB的增益提高了信号强度并扩展了通信范围。垂直极化进一步提高了信号清晰度。设计能够处理高达50W的输入功率,使其在各种应用中表现出色。天线长度仅为48mm,既低调又实用。SMA公头连接器确保与设备的安全可靠连接。无论您是在与物联网设备、远程传感器或其他无线技术合作,868MHz右角天线都能提供无缝通信所需的性能和灵活性。

ISM TX Click accessories 2 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
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
NC
NC
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

ISM TX 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 ISM TX Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ismtx_set_cfg - ISM TX 写入配置。

  • ismtx_set_frequency - 设置特定传输频率。

  • ismtx_transmit_data - 用前导字节和长度传输数据的功能。

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 ISMTX Click example
 *
 * # Description
 * This application shows capability of ISM TX Click board. 
 * It sets default configuration, and transmits data in 
 * manchester encoding with FSK or ASK signal modulation.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of log and communication, sets signal modulation, 
 * resets device, and sets default configuration for selected modulation.
 *
 * ## Application Task
 * Transmits data via external antenna in span of 100ms.
 *
 * @note
 * Default configuration configures device and sets transmission frequency to 433.92 MHz.
 * If selected modulation is FSK frequency deviation is set to 40kHz.
 *
 * @author Luka Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ismtx.h"

#define PREAMBLE_BYTE   0xFF

uint8_t tx_data_buf[ 9 ] = { 'M', 'I', 'K', 'R', 'O', 'E', '\r', '\n', 0 };

static ismtx_t ismtx;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;      /**< Logger config object. */
    ismtx_cfg_t ismtx_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.
    ismtx_cfg_setup( &ismtx_cfg );
    ISMTX_MAP_MIKROBUS( ismtx_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == ismtx_init( &ismtx, &ismtx_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }

    ismtx.modulation = ISM_TX_MODULATION_FSK;

    ismtx_soft_reset( &ismtx );
    
    if ( ismtx_default_cfg ( &ismtx ) < 0 )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, select correct signal modulation... " );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_info( &logger, " Data sent: %s", tx_data_buf );
    ismtx_transmit_data( &ismtx, PREAMBLE_BYTE, tx_data_buf, sizeof( tx_data_buf ) );
    Delay_ms ( 100 );
}

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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