+ o, @5 b& M$ n& r0 V* C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。
- N9 c' i* c! U) ]0 uSTM32CubeWL 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：
- r2 J1 n# z7 e4 y6 G

• 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
  

7 f( w- _+ }% E4 i5 V% O! x& S/ rSTM32CubeWL MCU软件包的固件基于STM32Cube HAL驱动程序。
5 R9 i+ z- w2 {6 O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。
* K7 j' L4 k/ |" g; ~' v! I0 H0 M
# H0 ^, b2 z( ^4 R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。
, K5 G' F$ [8 X) s
* x' j2 `8 }4 E" iSTM32CubeWL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：

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

$ j" N  \* w$ D* ?- q) Y. ESTM32WLxx_HAL_Driver
( r8 O9 o" w. u' i/ [- o8 O中间件：
# H" x) }, s; }! C6 r7 ?- LoRaWAN包含：
+ u+ @' ^2 M& P/ K

• 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
6 o3 m' G. |& _( TLoRaWAN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）
  + S# v5 |* k4 f9 F7 x

# p" T4 g! F9 t- \2 TSubGHz_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）
  ' L. }& z4 @& |( D4 n

另外，此应用程序还提供与以下设备的高效系统集成：
- p5 W, _( _' |5 _$ I2 Q7 Y

• 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）
  . V5 n/ L- q# D; A1 z( s' q3 z4 f  A

若需更多信息，请参见第9节。
8 j; l3 y9 ^; [) Q0 C  ?

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）。
+ }2 @. s9 J+ z7 U& B" LSubGHz 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。
此SubGHz HAL驱动程序由以下主要部分组成：
- D' P) P) [- S& G  L0 ?; 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）
  / b" D* C; W+ E1 J4 y+ b8 ?" t

) T) I. V0 i1 B4 |4 W# Z: F! d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
7 ?/ E& l& D) ~% |/ h态机。
& n5 W6 U/ k( k+ x2 e  [. a, K
) R3 X* D* q; ]5 b  }: E3.1  SubGHz资源
" D& B7 T& W" q! r, L# C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：
5 Y) V5 u$ E6 X; X      ☆ 启用NVIC无线电IRQ中断。
9 [, n3 Q/ t$ ]1 L# ~+ @" I      ☆ 配置sub-GHz无线电中断优先级。
! r' \7 I+ G- M; @- o4 \在stm32wlxx_it.c 文件中会调用以下HAL无线电中断：
/ h, b( z3 A# \2 I# g# A

• SUBGHZ_Radio_IRQHandler中的 HAL_SUBGHZ_IRQHandler。
  - ?; z- t% _- p' ]1 c/ g

3.2  SubGHz数据传输
5 c6 N: k1 u) `Set 指令操作在轮询模式下使用HAL_SUBGHZ_ExecSetCmd(); API执行。
5 _; Y3 X3 c6 }" C8 L. N6 _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：
' H; Q' j+ p! j1 Y% J# \, T

• HAL_SUBGHZ_WriteRegister();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegister();
• HAL_SUBGHZ_WriteRegisters();
• HAL_SUBGHZ_ReadRegisters();
• HAL_SUBGHZ_WriteBuffer();
• HAL_SUBGHZ_ReadBuffer();
  

3 A4 z# _+ l* |9 s+ o4 BSP STM32WL板
/ ]' u1 }5 t8 a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。
' `+ {6 Z0 f4 B" m3 o- p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：
4 Q8 O2 c! `, W3 n# r

• 第一个选项
  ; g; }+ J' ]* {5 i' `! I

    - 复制BSP/STM32WLxx_Nucleo/目录。
    - 使用以下信息重命名并更新用户BSP API：
0 q6 M7 \" Y) y( J* D/ n; T0 K      ☆ 用户射频开关配置和控制（如引脚控制或端口编号）
1 B9 G1 X. n6 G3 t/ v      ☆ 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
  6 x5 P) E+ B: G! J

      ☆ 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。
) r  a, ^; L% S$ O: P- E
4.1 频段
2 S7 `. z( |3 U/ D. g  oSTM32WL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
  8 M$ K+ i6 m# \% r( |# |, F0 ?

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。
+ e$ |7 Y9 L2 ?8 v固件不会检查其所在的板的频段。
3 u$ B4 `! c; R% E
4.2 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：
+ a( _9 j, x+ I3 q

• 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。

表4. RF状态与开关配置

( d  X8 O6 J( K

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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: 3)

2025-2-10 09:55 上传

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