[嵌入式]CortexM系列MCU操控2.4G的Lora模块

1 引言

成都亿百特以SX1280为核心推出的2.4GLORA模块—E28[2G4T12S]，采用UART串口，可选板载天线或外接天线，应用门槛大为降低，价格几乎比同类SPI接口的SX1280模块一样，很受欢迎。项目开发需要，也选择了E28[2G4T12S]，应用起来并不完全如文档描述一样轻松，一波三折的，于是记录汇总一下开发过程，与同仁共享。

这里以CortexM系列MCU操控为主加以说明。直接基于MCU寄存器开发。

2 初始化与配置

配置主要是修改本机地址和通信通道号，提升与模块交互的串口通信波特率，必须在9600低波特率下进行。亿百特建议先在指定平台上完成了所需配置，再拿去生产。初步设想，采用掉电不保存配置，每次启动在初始化时进行，之后切入115200波特率下透传工作。调试时发现，并不一定能一次写入成功，需要多次，而且这样做回读时并不只有6个所需不保存数据，还有6个掉电保存的数据，共12个，这样导致启动时间特别长，最大持续达10s。因此作如下调整实现：初始化直接采用115200波特率工作，需要时通过MCU的USB接口或其它UART接口接收指令，对连接LORA的UART串口切入9600波特率完成配置，再转入115200波特率下透传工作，效果很好，尽管配置时间长，但毕竟少数，一点不影响快常规的速启动运行。配置直接写入内部闪存，回读验证也只有6个数据对照。

2.1 初始化

void Lora2G4_smpInit(void) {					// Lora2G4模块初始化
	PIO_DataOutput(0, 5, 1);							// 设置模块进入连续透传工作模式
	PIO_DataOutput(0, 6, 0);
	PIO_DataOutput(0, 7, 0);
	while(PIO_DataInput(0, 4) == 0) ;					// 等待模块有效
}

2.2 配置

void Lora2G4_vInit(void) {						// Lora2G4模块初始化
	unsigned char i, b[15] = {0};
	unsigned char a[6] = { 0xC0,					// 工作模式: 参数掉电不保存
		0x30, 0x31,								// 地址
		0x28,									// 8N1, 波特率115200, 自适空速
		0x03,									// 通道号
		0x04										// 连续透传, LBT关闭, 12db功率[100mA]
	};
	inFlshByteRead(0, AddrChnl, 3); 				// Lora地址通道号
	a[1] = AddrChnl[0]; a[2] = AddrChnl[1];				// Lora地址通道号
	a[4] = AddrChnl[2];
	PIO_DataOutput(0, 5, 1);							// 设置模块进入配置模式
	PIO_DataOutput(0, 6, 1);
	PIO_DataOutput(0, 7, 1);
	while(PIO_DataInput(0, 4) == 0) ;					// 等待模块有效
	do {												// 配置参数及其验证
		Delay(300);
		USART1_SendData(a, 6);							// 发送配置参数
		Delay(300);
		b[0] = b[1] = b[2] = 0xC1;							// 验证配置
		USART1_SendData(b, 3);
		Delay(100);
		i = USART1_QueueRcvData(b);
	}
	while( (b[0]!=a[0]) || (b[1]!=a[1]) ||
		   (b[2]!=a[2]) || (b[3]!=a[3]) ||
		   (b[4]!=a[4]) || (b[5]!=a[5]) || (i!=6) );
	//b[0] = b[1] = b[2] = 0xC4;						// 复位升效配置
	//USART1_SendData(b, 3);
	PIO_DataOutput(0, 6, 0);							// 设置模块进入连续透传模式
	PIO_DataOutput(0, 7, 0);
	USART1_CR1 &= ~6;									// USART波特率调整: 禁止收发
	USART1_BRR  = 0x00000138;									// 波特率115200
	USART1_CR1 |=  6;											// 收发使能
	while(PIO_DataInput(0, 4) == 0) ;					// 等待模块有效
}
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void Lora2G4_chgCfg(void) {						// Lora地址通道变更/系统打印信息[配合USART0接收中断]
	unsigned char tmp[10] = {0}, m;
	if(Usart0RcvFlg==5) {								// 收到有效数据
		m = USART0_QueueRcvData(tmp);
		Usart0RcvFlg = 0;
		if(m==5) {
			if(tmp[2]<0x41) {									// Lora地址通道变更
				AddrChnl[0] = tmp[2] & 15;
				AddrChnl[1] = tmp[3] & 15;
				AddrChnl[2] = tmp[4] & 15;
				inFlshPageErase();										// 闪存记录修正
				inFlshByteWrite(0, AddrChnl, 3);
				USART1_CR1 &= ~6;									// USART波特率调整
				USART1_BRR  = 0x00000E98;								// 波特率9600
				USART1_CR1 |=  6;
				Lora2G4_vInit();										// Lora重新初始化
			}
			else {											// 系统打印信息变更
				if(((optFlg>>1)&1)==0) optFlg |= 1 <<1;
				else optFlg &= ~(1 << 1);
			}
		}
	}
}

3 数据透明传输

3.1 发送

相对简单，需要时直接把数据送串口即可。

uint8_t i, m, tmp[6] = {'*', '&', '^', '#', '@', 0x0};
if(vldDtFlg==2) {								// 手势识别
	m = VL53L0X_gestureRecognition();
	if(m<5) {
		printf("###gesture:%d###\r\n", m);
		tmp[5] = m | 0x30;
		USART1_SendData(tmp, 6);					// Lora外传
	}
}

3.2 接收

相对复杂些，提高效率起见，这里采用中断及其环形队列接收，标识收到有效数据，通过USB接口上传计算机。

接收处理程序：

if(Usart1RcvFlg==6) {				// Lora收到有效数据
	m = USART1_QueueRcvData(tmp);
	Usart1RcvFlg = 0;
	if(m==6) {
		//tmp[5] = tmp[0]; tmp[0] = '*';
		//tmp[1] = '&';    tmp[2] = '^';
		//tmp[3] = '#';    tmp[4] = '@';
		DrvUSB_EpWrite(1, tmp, 6);		// 通过USB上传
	}
}

环形队列接收函数：

环形队列接收函数：
int USART1_QueueRcvData(unsigned char *Data)// 环形队列数据接收(中断服务接收, 常规程序取用)
{	int i = 0;
	USART1_CR1 |= 1 << 2;							// 使能启动接收
	if(Usart1AppPrt<Usart1RcvPrt)						// 队列正向增长数据接收
	{	do
		{	*Data++ = Usart1RcvQueue[Usart1AppPrt++];
			i++;
		} while(Usart1AppPrt!=Usart1RcvPrt);
	}
	else if(Usart1AppPrt>Usart1RcvPrt)					// 队列反向增长数据接收
	{	do
		{	*Data++ = Usart1RcvQueue[Usart1AppPrt++];
			if(Usart1AppPrt==Usart1QueueLth)
				 Usart1AppPrt = 0;
			i++;
		} while(Usart1AppPrt!=Usart1RcvPrt);
	}
	return i;											// 返回数据接收量
}

接收中断处理程序：

void USART1_Process(void)					// USART1数据收发处理
{	unsigned int status = USART1_SR;
	if(status&7)									// 异常处理: 校验错, 帧错, 噪声
    {	
		USART1_SR;
    }
    if((status>>3)&1)								// 异常处理: 溢出
    {
		USART1_SR;
    }
	if((status>>5)&1)								// 数据接收(环形队列存放, 队列满则抛掉)
	{	status = Usart1RcvPrt + 1;
		if(status>Usart1QueueLth) status = 0;
		if(status!=Usart1AppPrt) {
			status = USART1_DR;
			switch(Usart1RcvFlg) {
				case 0: 
					if(status=='*') Usart1RcvFlg += 1;
					break;
				case 1:
					if(status=='&') Usart1RcvFlg += 1;
					else Usart1RcvFlg = 0;
					break;
				case 2:
					if(status=='^') Usart1RcvFlg += 1;
					else Usart1RcvFlg = 0;
					break;
				case 3:
					if(status=='#') Usart1RcvFlg += 1;
					else Usart1RcvFlg = 0;
					break;
				case 4:
					if(status=='@') Usart1RcvFlg += 1;
					else Usart1RcvFlg = 0;
					break;
				case 5:
					Usart1RcvFlg += 1;
					break;
				default: break;
			}
			Usart1RcvQueue[Usart1RcvPrt++] = status;
			if(Usart1RcvPrt>=Usart1QueueLth) Usart1RcvPrt = 0;
		}
		else USART1_DR;
	}
}

4 存在的问题

连续透传数据接收，按手册所述，只有地址与通道口一样的模块之间才能进行，实际发现，只要通道号一样，任何地址发送的数据，都能接收到，而且通道号小时才能是不同通道号不能接收，通道号大时附近好几个通道号都可以接收数据。怪怪的，咨询亿百特技术支持，也解释不清。几年前的产品了，百特也不关注了。SPI接口的原装SX1280一定不是这样，起码用过的SX1278不是这样。