2 k; T8 Y9 n; V! Z$ S. A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。
" v8 o( P. g6 TLoRa®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：
  {- M8 T8 S2 |7 j3 M4 U

• 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
  

STM32CubeWL 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。

2 |' F5 r! N% q7 j; _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。
, _. N, i8 ^0 `" L& q! J1 R9 |6 _
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：
: w) a2 J, M: A3 A6 e2 g: F- y& }

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

STM32WLxx_HAL_Driver
中间件：
: O4 D4 |8 @5 [. H- LoRaWAN包含：

• LoRaWAN层
• LoRa实用程序
• LoRa软件密码引擎
• LoRa状态机
  0 [$ V5 O+ G5 L5 W+ ]; m

- 包含无线电和radio_driver接口的SubGHz_Phy层中间件
; [. M& O% N0 W  Y0 [: ]3 l. N3 JLoRaWAN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）
  

/ D+ F+ e, f+ o/ }; GSubGHz_Phy应用程序：
6 s6 ]/ D5 b' A7 O

• SubGHz_Phy_PingPong（单核及双核）
• SubGHz_Phy_Per（单核）
• SubGHz_Phy_AT_Slave（单核）
• SubGHz_Phy_LrFhss（单核）
  

另外，此应用程序还提供与以下设备的高效系统集成：
6 r# P# |. g  v& g8 L! o

• 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）
  ( h. E6 p1 A. g# C" q/ N2 X

若需更多信息，请参见第9节。

3 SubGHz HAL驱动程序
9 Z! q, H4 t( y0 f本节主要介绍SubGHz HAL（未详述其他HAL功能，如定时器或GPIO）。
SubGHz HAL直接位于sub-GHz无线电外设上方（参见图3）。
5 Q! M! \: f+ @! bSubGHz 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。
) p% I8 s9 b$ g: e1 a此SubGHz HAL驱动程序由以下主要部分组成：
  L' |) g, u3 z

• 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）
  & r- P1 c( D0 y" {: |& y

- ?9 _1 b, b# F) u; Y) q! ?. H# `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
, m, n, v3 t3 r. _& }' |态机。
! l# _+ q) F- ~7 `; @
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：
: K3 Z' o" a+ ~9 J/ @      ☆ 启用NVIC无线电IRQ中断。
; j% Y7 x- Y) {5 e  e' q      ☆ 配置sub-GHz无线电中断优先级。
8 i6 V4 y6 N- ]5 s在stm32wlxx_it.c 文件中会调用以下HAL无线电中断：

• SUBGHZ_Radio_IRQHandler中的 HAL_SUBGHZ_IRQHandler。
  ' F5 N; D* J3 Z, @* S

3.2  SubGHz数据传输
7 F+ A$ w4 y  z& O0 xSet 指令操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecSetCmd(); API执行。
5 d7 h/ X* g& N( V! H5 YGet Status 操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecGetCmd(); API执行。
- i" A& [: d1 o8 f  f7 m读/写寄存器访问操作在轮询模式下使用以下API执行：
6 t7 S! H) ~9 U, o/ Y  |

• HAL_SUBGHZ_WriteRegister();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegister();
• HAL_SUBGHZ_WriteRegisters();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegisters();
• HAL_SUBGHZ_WriteBuffer();
• HAL_SUBGHZ_ReadBuffer();
  8 K% A, j/ I8 f+ A; X+ m& @4 ~

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。
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：

9 A# S; \, q# }, m3 G6 L

• 第一个选项
  - ?3 ]: M  p& E

    - 复制BSP/STM32WLxx_Nucleo/目录。
    - 使用以下信息重命名并更新用户BSP API：
. e$ p1 {; F) ?0 F6 [8 E, D) j- o      ☆ 用户射频开关配置和控制（如引脚控制或端口编号）
' v3 W9 j5 e4 {: `% x" ?& V      ☆ 用户TCXO配置
! P: X( ?# ~9 n( A) e# t! D      ☆ 用户DC/DC配置
7 N- Q! q( A! h7 e0 e3 H! E    - 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。
$ E* M# ~9 k- U0 h
4.1 频段
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
  

; H7 Z, y/ l8 `. W5 b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。
& {: h) ~# n, {  C& w0 U固件不会检查其所在的板的频段。
' e8 j, V! ^8 s! a2 T$ g2 h9 c, Z& |
, C' X/ n! N0 L) n, [. w% V4.2 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：
$ {$ D6 d; c. o5 d0 E% b, @/ I3 [; H

• 高功率输出
• 低功率输出
• 接收
  4 U  x8 h/ n8 _0 ~$ I" j0 g

. c7 [$ k6 B. s- X' ~

表3. BSP无线电开关

RF状态与开关配置如下表所示。
9 L5 u& z' Q1 }# X8 E2 y% `

表4. RF状态与开关配置

& k) q2 {$ O$ u  |$ `2 ]* R

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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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