【NUCLEO-WL55JC2测评4 】STM32WL sub-GHZ射频(LoRa\FSK..)

nich20xx

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<div class='showpostmsg'><i class="pstatus"> 本帖最后由 nich20xx 于 2020-7-5 06:31 编辑 </i>

# 1 前言
STM32WL的sub-GHZ射频模块可运行在150~960MHz ISM频段，支持LoRa、(G)FSK\(G)MSK的收发功能，支持(D)BPSK的发送功能。
> 注：LoRa版本只在STM32WLE**5**、STM32WL5**5**系列中支持

# 2 STM32WL sub-GHz Radio
## 2.1 STM32WL Radio系统框图

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# 3NUCLEO-WL55JC2 射频前端电路
NUCLEO-WL55JC2 射频硬件电路支持两种功率输出方式(LoRa)：TX HP PA ( 高功率输出，最大22dBm）与TX LP PA（ 缺省功率输出， 最大15Bm）。

- 使用1个单刀三掷(SP3T)的高频开关(BGS13S4N9)来实现TX HP PA、TX LP PA、RX 三条射频回路的切换。
 - 使用2个单刀双掷(SP2T)的高频开关(NX3L1T3157GM)来实现DC供电与LDO供电方式的切换。

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## 3.1 射频发送电路
NUCLEO-WL55JC2 射频发送电路设计的非常灵活，可以用于评估4种功率输出组合，以满足不同IoT需求。

1. Power Management Config.
  - 通过LDO与DC-DC的选择，以满足成本与射频整体功耗（发送与接收）的不同需求
   - LDO具有更大的功耗，但是具有较低的BOM成本
   - DC-DC具有更优的功耗，但是因为额外需要电感等器件，因此具有相对较高些的BOM成本
 2. Power Outputs
  - 通过TX LP PA与TX HP PA的选择,以满足输出功率（距离）与射频发送功耗的不同需求
   - LP PA 最大输出14dBm，在14dBm范围内的应用，具有非常好的发送功耗优势
   - LP HA 最大输出22dBm，具有更大的输出功率，更远的距离，但相对发送功耗也会较大

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Power Management与Power Output

通过组合Power Management与Power Output，可以形成以下4种射频发送电路方案，用户可根据实际应用场景选择。

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<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_486936" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=486936&handlekey=savephoto_486936">保存到相册</a>

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# 4 射频测试
## 4.1 射频测试代码

1. NUCLEO-WL55JC2高频开关控制函数,可以用于控制射频前端回路，具有4种切换状态，关闭（睡眠）、RX、TX LP PA、TX HP PA
```
/**
* @briefConfigure Radio Switch.
* @paramConfig: Specifies the Radio RF switch path to be set. 
*   This parameter can be one of following parameters:
*   @arg RADIO_SWITCH_OFF
*   @arg RADIO_SWITCH_RX
*   @arg RADIO_SWITCH_RFO_LP
*   @arg RADIO_SWITCH_RFO_HP
* @retval BSP status
*/
int32_t BSP_RADIO_ConfigRFSwitch(BSP_RADIO_Switch_TypeDef Config)
{
switch (Config)
{
  case RADIO_SWITCH_OFF:
  {
  /* Turn off switch */
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL3_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL3_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL1_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL2_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  break;  
  }
  case RADIO_SWITCH_RX:
  {
  /*Turns On in Rx Mode the RF Swicth */
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL3_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL3_PIN, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL1_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL1_PIN, GPIO_PIN_SET); 
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL2_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL2_PIN, GPIO_PIN_RESET); 
  break;
  }
  case RADIO_SWITCH_RFO_LP:
  {
  /*Turns On in Tx Low Power the RF Swicth */
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL3_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL3_PIN, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL1_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL1_PIN, GPIO_PIN_SET); 
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL2_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL2_PIN, GPIO_PIN_SET); 
  break;
  }
  case RADIO_SWITCH_RFO_HP:
  {
  /*Turns On in Tx High Power the RF Swicth */
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL3_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL3_PIN, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL1_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL1_PIN, GPIO_PIN_RESET); 
  HAL_GPIO_WritePin(RF_SW_CTRL2_GPIO_PORT, RF_SW_CTRL2_PIN, GPIO_PIN_SET); 
  break;
  }
  default:
  break;  
}

return BSP_ERROR_NONE;
}
```
2. 简化的发射性能测试代码
```
{
// Radio initialization
RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
RadioEvents.RxDone = OnRxDone;
RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;
RadioEvents.RxTimeout = OnRxTimeout;
RadioEvents.RxError = OnRxError;
Radio.Init(&RadioEvents);

Radio.SetTxConfig(MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,
      LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,
      LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
      true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, TX_TIMEOUT_VALUE);

Radio.SetChannel(RF_FREQUENCY);
Radio.TxCw();
while(1);
}
```

## 4.2 射频性能测试结果

- NUCLEO-WL55JC2 工作频段 433~510MHz
- 输出功率理论设置为470.3MHz，14dBm
 - 实测值为13.2dBm（未包含线损）
 - 二次谐波为-44.3dBm

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# 5 参考

- RM0461 STM32WLEx advanced Arm-based 32-bit MCUs with sub-GHz radio solution Rev01
- STM32Cube_FW_WL_V0.4.0
- UM2592_Nucleo-73_WL55.pdf

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littleshrimp

图片显示不正常？

hillmailbox

ST的官网上怎么没有这个芯片的和开发板的资料啊。

nich20xx

有点奇怪，我本地预览是可以的，稍后我更新下。似乎论坛markdown直接带图片链接也不支持，只能本地先上传好图片这种方式吗？

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