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。
6 z8 v6 J$ Z5 F; u" K* E! zSTM32CubeWL 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：
1 u: r' w6 K3 D3 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
    b# A' f5 ^) U6 N! W8 j

STM32CubeWL MCU软件包的固件基于STM32Cube HAL驱动程序。
9 Y2 F  _# o) u& r0 I. _' B: i; z+ d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。

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。

3 z4 @% A% m4 Z. D( L9 i8 sSTM32CubeWL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：
' c  F; R9 I. k

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

2 X$ J9 @4 {+ i9 k! Y" P- B) l( ^STM32WLxx_HAL_Driver
8 m8 {% a8 {4 u) R. n9 B1 n中间件：
( U- e3 F3 W  a# y- d- LoRaWAN包含：
( k( o; n) S9 s* k5 b

• LoRaWAN层
• LoRa实用程序
• LoRa软件密码引擎
• LoRa状态机
  

- 包含无线电和radio_driver接口的SubGHz_Phy层中间件
LoRaWAN应用程序：
- g( ]7 ]$ e0 C0 O) S

• 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）
  $ f$ s) J+ L2 \# m, {/ a; ]

SubGHz_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）
  9 |( j; _8 l" d" L+ B8 ]

另外，此应用程序还提供与以下设备的高效系统集成：
, l% |: I, C# ~3 ^& W

• 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）
  ; o- k1 P2 \! D  y; S

9 @: B0 @" ]2 n7 [% P$ W: v若需更多信息，请参见第9节。

3 SubGHz HAL驱动程序
. T# d2 K) g% p' ^* @2 y7 y本节主要介绍SubGHz HAL（未详述其他HAL功能，如定时器或GPIO）。
( S; r, l6 x& v$ \' |$ g5 H& [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。
# t; [* E; `/ H- _此SubGHz HAL驱动程序由以下主要部分组成：
+ a6 A# v3 M) M

• 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）
  

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
$ N) T8 x3 l( q1 R- m态机。
9 o, \- q- }- o, s0 D
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：
  . q* e4 T0 u. N5 W% ~# w

, o, F7 J: l: W+ A/ ?) ]6 e( q    - PWR配置：启用sub-GHz无线电外设的唤醒信号。
; [+ Z9 s& p% j& k$ U8 l    - NVIC配置：
      ☆ 启用NVIC无线电IRQ中断。
# l! P* O# O' U1 H1 t      ☆ 配置sub-GHz无线电中断优先级。
+ k- f" b$ F' ?' x8 ~在stm32wlxx_it.c 文件中会调用以下HAL无线电中断：
& x* r: j( T# {- q  _, \/ O

• SUBGHZ_Radio_IRQHandler中的 HAL_SUBGHZ_IRQHandler。
  2 J' V/ K+ Y: u9 E

3.2  SubGHz数据传输
) X" y! i, k% e0 s; J4 HSet 指令操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecSetCmd(); API执行。
' d) ^) x5 v: `' g7 u/ S! aGet 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();
  / Q# ~" f  Z* P. c

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：

• 第一个选项
  

    - 复制BSP/STM32WLxx_Nucleo/目录。
    - 使用以下信息重命名并更新用户BSP API：
) l# e1 x( |; ?$ E      ☆ 用户射频开关配置和控制（如引脚控制或端口编号）
      ☆ 用户TCXO配置
; w8 i+ s+ e% o, W5 b      ☆ 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。
0 W" t; W5 }; a$ P( l8 |

• 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。
" b; j: L. S2 }
1 I. J1 a" N2 X7 }6 }+ \- D4.1 频段
STM32WL系列上可以使用两种Nucleo板：
$ W4 M1 J; [4 Q4 t. b9 |' `

• 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
  * z  Z7 _+ c: B5 P) j

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。

4.2 RF开关
: I0 a! H, W! X  H' zSTM32WL 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：

• 高功率输出
• 低功率输出
• 接收
  

  ]9 s, R2 U- [" U9 ~9 Q

表3. BSP无线电开关

RF状态与开关配置如下表所示。
0 [5 g3 ?- c+ x, G+ h+ U3 g) @

表4. RF状态与开关配置

# q$ ^7 P/ b) P% l

产看更多该应用笔记详情，请点击附件下载查看>>

【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

点击文件名下载附件

  w! P$ g# r- o2 A/ Y