本应用笔记将指导用户完成基于STM32WL系列微控制器构建特定LoRa®应用程序所需的所有步骤。
LoRa®是一种无线通信网络，旨在以极低的比特率进行远距离通信，并延长电池供电型传感器的寿命。LoRaWAN®定义了通信和安全协议，此协议会确保与LoRa®网络的互操作性。
STM32CubeWL MCU软件包中的固件兼容LoRa Alliance®规范协议LoRaWAN®，并具有以下主要特性：
9 c/ b( n: I; p5 |) z# C( J* ]

• 可直接集成应用程序
• 低功耗LoRa®解决方案的简易附加组件
• CPU负载极低
• 无延迟要求
• STM32存储器占用空间小
• 低功耗定时服务
  

& q" Y  t# S! J) I" fSTM32CubeWL MCU软件包的固件基于STM32Cube HAL驱动程序。
本文提供了有关带STM32WL55JC的NUCLEO-WL55JC开发板（适于高频段的订购代码为NUCLEO-WL55JC1，适于低频段的订购代码为NUCLEO-WL55JC2）和带STM32WL5M的B-WL5M-SUB1连接扩展板的客户应用程序示例。
为了充分利用本应用笔记中的信息并创建应用程序，用户必须熟悉 STM32 系列微控制器、LoRa®技术，并了解低功耗管理和任务排序等系统服务。
STM32CubeWL在基于Arm® Cortex®-M处理器的STM32WL系列微控制器上运行。

3 X% C8 _: J; ^9 G" e注意： Arm是Arm Limited（或其子公司）在美国和/或其他地区的注册商标。
. L( g3 v0 j: G3 L
) X1 X' d6 b- P- [1 I" @$ ISTM32CubeWL概述
STM32CubeWL MCU软件包的固件包括以下资源（参见图1）：
4 p7 |% L1 J3 x4 ?. g板级支持包：
* R( s2 B( U( n& k

• STM32WL_Nucleo驱动程序
• B-WL5M-SUBG1驱动程序
  

, l* f$ W/ t5 x: c. xSTM32WLxx_HAL_Driver
5 Y+ k7 |$ w1 o/ {' H- u% u/ G3 p7 I中间件：
- LoRaWAN包含：
, j; ?9 C7 z- a9 j

• LoRaWAN层
• LoRa实用程序
• LoRa软件密码引擎
• LoRa状态机
  , q/ u( K, t, s" j: B: M0 ^$ i

! Q% H5 q4 j" a, s- 包含无线电和radio_driver接口的SubGHz_Phy层中间件
LoRaWAN应用程序：

• LoRaWAN_AT_Slave（单核及双核）
• LoRaWAN_End_Node（单核、双核、使用FreeRTOS的单核以及使用FreeRTOS的双核）
  9 B6 e) s# V$ o

* p; A9 d" M0 g* @  j- }$ aSubGHz_Phy应用程序：
$ Z- X5 S+ F  V; s2 H, N0 u

• SubGHz_Phy_PingPong（单核及双核）
• SubGHz_Phy_Per（单核）
• SubGHz_Phy_AT_Slave（单核）
• SubGHz_Phy_LrFhss（单核）
  1 b( X' q2 ^& W5 X, m2 `1 K

, ?: y0 c# s- J+ Q% _  g另外，此应用程序还提供与以下设备的高效系统集成：
! l6 ]3 k" P" u) a

• 调度器，用于在后台执行任务并在没有活动时进入低功耗模式
• 定时器服务，为应用提供在RTC上运行的虚拟定时器（在停止和待机模式下）
  

若需更多信息，请参见第9节。
/ l* r% f( ?2 r% J6 H' ?8 p5 }4 H

3 SubGHz HAL驱动程序
本节主要介绍SubGHz HAL（未详述其他HAL功能，如定时器或GPIO）。
. @; F( v1 W( z) l: c. z  X' ASubGHz HAL直接位于sub-GHz无线电外设上方（参见图3）。
8 I6 I/ x: \" ISubGHz HAL驱动程序基于简单的一次性面向指令架构（无完整过程）。因此，未定义LL驱动程序。
& ?% c! ~& \& _8 I" M此SubGHz HAL驱动程序由以下主要部分组成：
' l4 Q6 V* f. v$ _

• 句柄、初始化和配置数据结构
• 初始化API
• 配置和控制API
• MSP和事件回调
• 基于SUBGHZ_SPI的总线I/O操作（固有服务）
  + s2 n+ B5 O9 L% Q5 }

. j$ |0 U: n4 y5 _5 A由于HAL API主要基于总线服务通过一次性操作发送指令，因此，除了复位/就绪HAL状态外，不使用功能状
态机。
/ d( S9 T, b2 ]* a% D
3.1  SubGHz资源
初始化无线电时会调用以下HAL SubGHz API：
# p2 R( ~  G2 s7 {( C

• 声明SUBGHZ_HandleTypeDef句柄结构。
• 通过调用HAL_SUBGHZ_Init(&hUserSubghz) API，初始化sub-GHz无线电外设。
• 通过实现HAL_SUBGHZ_MspInit() API，初始化SubGHz低级资源：
  

; w8 _) b* o, X) ~    - PWR配置：启用sub-GHz无线电外设的唤醒信号。
% U7 M% X8 M; `% f    - NVIC配置：
8 T+ b1 U) B. J      ☆ 启用NVIC无线电IRQ中断。
, B4 u- Q) F4 Z* ]  P8 H6 J      ☆ 配置sub-GHz无线电中断优先级。
: o1 T+ S0 K  }# e# M9 c在stm32wlxx_it.c 文件中会调用以下HAL无线电中断：
2 L. I! |6 E$ h

• SUBGHZ_Radio_IRQHandler中的 HAL_SUBGHZ_IRQHandler。
    a. F. \2 a& ]+ F$ u9 J0 M

3.2  SubGHz数据传输
$ E/ ]9 c+ K$ @0 QSet 指令操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecSetCmd(); API执行。
; ^8 Q! k% h" `% G# S) AGet Status 操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecGetCmd(); API执行。
2 a- Y% O' Z) [% R! Y6 F读/写寄存器访问操作在轮询模式下使用以下API执行：

• HAL_SUBGHZ_WriteRegister();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegister();
• HAL_SUBGHZ_WriteRegisters();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegisters();
• HAL_SUBGHZ_WriteBuffer();
• HAL_SUBGHZ_ReadBuffer();
  # U- i2 v( c+ _2 z! O0 U9 j

4 BSP STM32WL板
本 BSP 驱动程序提供了一系列无线电射频服务管理功能，如射频开关设置和控制、TCXO 设置以及 DC/DC
设置。
' E' ^0 v. i: C: u+ g8 i; M" L* L注意： 无线电中间件（SubGHz_Phy）通过radio_board_if.c/h 接口文件连接无线电 BSP。当使用定制用户板时，建议执行一个以下选项：

• 第一个选项
  

    - 复制BSP/STM32WLxx_Nucleo/目录。
# J3 S% [. O+ G, I" c6 n    - 使用以下信息重命名并更新用户BSP API：
  x0 J/ l/ Y# C& y      ☆ 用户射频开关配置和控制（如引脚控制或端口编号）
2 d& H& T& U. i8 m* j/ r      ☆ 用户TCXO配置
      ☆ 用户DC/DC配置
    - 将IDE项目中的STM32WLxx_Nucleo BSP文件替换为用户BSP文件。

• 第二个选项
  

      ☆ 禁用Core/Inc/platform.h 中的 USE_BSP_DRIVER，并在 radio_board_if.c中直接实现 BSP功能。

/ {9 h1 Y0 ?; f) E4.1 频段
0 _# p0 j8 d; y  U; x" z, ESTM32WL系列上可以使用两种Nucleo板：

• NUCLEO-WL55JC1：高频段，适于865 MHz至930 MHz之间的频率
• NUCLEO-WL55JC2：低频段，适于470 MHz至520 MHz之间的频率
  % S; @! t+ t; Q

如果用户试图在低频段板上运行在868 MHz下编译的固件，预计射频性能会非常差。
5 O' H2 U; s9 }$ U固件不会检查其所在的板的频段。

# u5 _2 ~2 |4 ?& q+ q% [! Q4.2 RF开关
STM32WL Nucleo板内置一个射频3端口开关（SP3T），使用同一个板即可实现以下模式：
: u$ S% F( L7 \! n

• 高功率输出
• 低功率输出
• 接收
  / S) y- P7 Y0 @

表3. BSP无线电开关

RF状态与开关配置如下表所示。

表4. RF状态与开关配置

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【应用笔记】AN5406 如何使用STM32CubeWL构建LoRa®应用程序.pdf (2.99 MB, 下载次数: 32)

2025-2-10 09:55 上传

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