( \! M  `8 }7 l! P) c7 J7 f  [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。
5 \1 a. h  _+ S) l# P" GSTM32CubeWL 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：

• 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
  

$ `$ g9 d4 V8 K8 ]+ X4 mSTM32CubeWL 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。
; s4 j# M, N) G& {5 m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。
7 Y* A9 D6 L' |: x5 u  V
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。

STM32CubeWL概述
STM32CubeWL MCU软件包的固件包括以下资源（参见图1）：
板级支持包：
* U7 c# \& X/ [" Z) p

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

( L0 `) V1 r7 g# I) p) y1 dSTM32WLxx_HAL_Driver
& N( `# y# U+ l7 }中间件：
' v3 Z& C* `2 N+ a. d- ]- LoRaWAN包含：

• LoRaWAN层
• LoRa实用程序
• LoRa软件密码引擎
• LoRa状态机
  7 G8 F& f; M" ]

  F0 h4 A" a; K- 包含无线电和radio_driver接口的SubGHz_Phy层中间件
LoRaWAN应用程序：
' w; d3 R6 d" l. \

• 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）
  

- }6 @7 {4 _" `8 pSubGHz_Phy应用程序：

• SubGHz_Phy_PingPong（单核及双核）
• SubGHz_Phy_Per（单核）
• SubGHz_Phy_AT_Slave（单核）
• SubGHz_Phy_LrFhss（单核）
  8 L6 S; H, e" R, s

% t( P! T+ C2 C/ p9 o; r另外，此应用程序还提供与以下设备的高效系统集成：

• 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）
  

9 n1 K6 H3 @9 \7 X: u2 E$ I若需更多信息，请参见第9节。

3 SubGHz HAL驱动程序
5 u2 g5 n/ a1 H! x: C本节主要介绍SubGHz HAL（未详述其他HAL功能，如定时器或GPIO）。
+ p8 E$ c/ Q* k; [$ R# B1 {SubGHz HAL直接位于sub-GHz无线电外设上方（参见图3）。
SubGHz 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。
3 |  M% r& Y6 }  R: C7 c% T此SubGHz HAL驱动程序由以下主要部分组成：

• 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）
  9 q# M1 ~( |  ^( f- K0 t

6 o" ?8 U4 m5 o! U" 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
% J! I! \$ h! H. f8 f1 \2 _% Y态机。

3.1  SubGHz资源
初始化无线电时会调用以下HAL SubGHz API：

• 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：
  

    - PWR配置：启用sub-GHz无线电外设的唤醒信号。
    - NVIC配置：
) _. q7 P" s& B* E3 l      ☆ 启用NVIC无线电IRQ中断。
7 d, D, K8 T8 ^% R8 ^9 \      ☆ 配置sub-GHz无线电中断优先级。
在stm32wlxx_it.c 文件中会调用以下HAL无线电中断：
: }$ {+ s, i8 m! j2 x2 G8 H4 a

• SUBGHZ_Radio_IRQHandler中的 HAL_SUBGHZ_IRQHandler。
  - b& w4 ~+ K& r$ @. \/ [

, q% G; H3 ?/ K+ I, C" K/ D3.2  SubGHz数据传输
# ?4 J0 Q1 M8 v6 cSet 指令操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecSetCmd(); API执行。
Get Status 操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecGetCmd(); API执行。
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();
  

3 w' b  E- j& T% x( y9 O( }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
( A; Y5 i" D- @) {8 Z! }设置。
" Y, `) J) R: A9 `3 Z, Z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：
; J9 h' @0 }) l1 y$ R7 c' }7 a

• 第一个选项
  : k& U$ S" j6 m( |3 M

    - 复制BSP/STM32WLxx_Nucleo/目录。
    - 使用以下信息重命名并更新用户BSP API：
, F' b: \. S+ [      ☆ 用户射频开关配置和控制（如引脚控制或端口编号）
# a6 R& H, H; J3 R$ l! O      ☆ 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。
$ L8 u8 \& N1 F2 j9 A; D

• 第二个选项
  6 W. a2 ?- B- R" S$ h& D3 P" A/ c

      ☆ 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。

4.1 频段
3 V8 ?" h* I2 v# |STM32WL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
  

5 u9 A. e: o" s! l2 [* A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。
固件不会检查其所在的板的频段。
+ a8 e3 X& Z- J8 S4 {
7 ?3 e% x) T" z: O) a8 e- O4.2 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：
3 H, K8 A- M9 P* I

• 高功率输出
• 低功率输出
• 接收
  

表3. BSP无线电开关

RF状态与开关配置如下表所示。
7 L$ f3 E2 c8 R4 r

表4. RF状态与开关配置

$ s" S* ^) ]4 |# L5 v$ g7 ^, b3 q

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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: 2)

2025-2-10 09:55 上传

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