Ra-01S-P搭載了射頻芯片SX1268，Ra-01SC-P搭載了射頻芯片LLCC68，二者主要采用 LoRa?遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器，用于超長(zhǎng)距離擴(kuò)頻通信，抗干擾性強(qiáng)，功耗低。其搭載了PA后，靈敏度和功率輸出更是達(dá)到了-137dBm與+29dBm，使其傳輸距離達(dá)到6.7km以上。

01、軟硬件介紹

軟件

通過下述鏈接獲取相關(guān)demo

https://docs.ai-thinker.com/%E5%BC%80%E5%8F%91%E8%B5%84%E6%96%99

如下圖所示位系統(tǒng)初始化函數(shù)：

NVIC_PriorityGroupConfig()函數(shù)將中斷優(yōu)先級(jí)分組配置為4，4位全部分配為搶占式優(yōu)先級(jí)；PB12引腳設(shè)置為控?zé)粢_，用來(lái)指示程序發(fā)送或收到數(shù)據(jù)；將時(shí)鐘配置為1ms執(zhí)行一次中斷函數(shù)，中斷函數(shù)內(nèi)容如下圖：

如果需要查看定義位置，需要預(yù)先編譯代碼，這時(shí)需要注意選擇target

main函數(shù)如下圖所示：

LORA_DATA_SEND_AND_RECEIV_MODE來(lái)控制設(shè)置模組接收模式還是發(fā)送模式；

1）ExampleSX126xSendDemo()函數(shù)

SX126xOnTxDone()：當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)
SX126xOnRxDone()：當(dāng)接收數(shù)據(jù)完畢執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)
SX126xOnTxTimeout()：發(fā)送數(shù)據(jù)超時(shí)后執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)
SX126xOnRxTimeout()：接收數(shù)據(jù)超時(shí)后執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)
SX126xOnRxError()：接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤后執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)

Radio.Init( &SX126xRadioEvents );注冊(cè)了以上五個(gè)回調(diào)函數(shù)，如下圖為此函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

Radio.SetChannel(LORA_FRE)函數(shù)用來(lái)設(shè)置Ra-01SCH-P模組的射頻頻率，函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下圖所示；

Radio.SetTxConfig( MODEM_LORA,
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, 3000 );用來(lái)設(shè)置Ra-01S/SC-P模組的參數(shù)；參數(shù)：lora模式,發(fā)射功率,fsk用的lora設(shè)置為0就可以，帶寬，糾錯(cuò)編碼率，前導(dǎo)碼長(zhǎng)度，固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)包(一般是不固定的所以選false)，crc校驗(yàn)，0表示關(guān)閉跳頻，跳頻之間的符號(hào)數(shù)(關(guān)閉跳頻這個(gè)參數(shù)沒有意義)；此函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下圖所示：

OCP_Value = Radio.Read(REG_OCP);讀取當(dāng)前過流保護(hù)設(shè)置的最大值；
Radio.SetRxConfig( MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,
LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,
LORA_SX126X_SYMBOL_TIMEOUT,
LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, false );

用來(lái)設(shè)置Ra-01SCH-P模組RX模式的參數(shù)，函數(shù)參數(shù)：LoRa模式、帶寬、擴(kuò)頻因子、編碼糾錯(cuò)率、自動(dòng)控制頻率帶寬、前導(dǎo)碼長(zhǎng)度、符號(hào)超時(shí)時(shí)間（接收器等待下一個(gè)符號(hào)到達(dá)的最長(zhǎng)時(shí)間）、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度是否固定、負(fù)載長(zhǎng)度、是否CRC校驗(yàn)、是否啟用頻率跳變、頻率跳變周期（需啟動(dòng)頻率跳變，否則無(wú)效）、是否反轉(zhuǎn)I/Q分量、是否連續(xù)接收；

Radio.IrqProcess( )判斷是否有事件發(fā)生的處理函數(shù)，其中可判斷事件：TX_DONE、RX_DONE、CRC_ERROR、CAD_DONE、RX_TX_TIMEOUT、PREAMBLE_DETECTED、SYNCWORD_VALID、HEADER_VALID、HEADER_ERROR。函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下圖所示：

函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下圖所示：

Radio.Send(Buffer,BufferSize);通過模組發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)。參數(shù)：Buffer：需要發(fā)送的數(shù)據(jù)；BufferSize需要發(fā)送數(shù)據(jù)的大小。

delay_ms(1000);延遲1s發(fā)送一次。
ExampleSX126xReciveDemo()函數(shù)

函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下圖：

與發(fā)送demo函數(shù)重復(fù)部分不再介紹；Radio.Rx( LORA_RX_TIMEOUT_VALUE );使模組進(jìn)入接受模式；函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

開啟Rx模式后，每1ms進(jìn)入一次IrqProcess判斷是否收到數(shù)據(jù)。

軟件編寫注意

FEM 芯片最大輸入功率不能超過+5dBm，否則會(huì)有燒壞 FEM 芯片。用戶需嚴(yán)格配置LLCC68 的輸出功率，推薦 3dBm-5dBm；

此模塊為 LLCC68+外圍電路，用戶可以完全按照 LLCC68 芯片手冊(cè)進(jìn)行操作；

DIO1/DIO2 是一般通用的 IO 口，可以配置成多種功能；

其中射頻開關(guān) TX/RX 的控制，可以由外部 MCU 控制；也可以由外部 MCU 和 LLCC68的 DIO2 聯(lián)合控制；

LLCC68 與 SX1262/SX1268 的差異：

（1）SX1262/SX1268 支持?jǐn)U頻因子 SF5,SF6,SF7,SF8,SF9,SF10,SF11,SF12；
SX1262/SX1268 可設(shè)置的擴(kuò)頻因子與接收帶寬
LoRa@ Rx/Tx，BW = 7.8 - 500 kHz, SF5 TO SF12，BR=0.018 - 62.5 Kb/S
（2）LLCC68 支持?jǐn)U頻因子 SF5,SF6,SF7,SF8,SF9,SF10,SF11；

LLCC68 可設(shè)置的擴(kuò)頻因子與接收帶寬

LoRa@ Rx/Tx，BW = 125 - 250 - 500 kHz, LoRa@，SF=5-6-7-8-9 for BW=125kHz, LoRa@, SF=5-6-7-8-9-10 for BW =250 kHz, LoRa@，SF=5-6-7-8-9-10-11 for BW=500 kHz.

02、硬件介紹

Ra-01S-P管腳示意圖：

Ra-01SC-P管腳示意圖：

管腳定義：

SX1262/LLCC68 的通用 IO 引腳在 LoRa?模式下均可用。它們的映射關(guān)系取決于 RegDioMapping1和 RegDioMapping2 這兩個(gè)寄存器的配置。

原理圖

應(yīng)用知道電路

1）特殊pin腳說明

關(guān)于 CPS 腳

CPS 為模組內(nèi)置 PA 芯片的 TX 直通控制腳，內(nèi)部上拉 10K 電阻（即默認(rèn)發(fā)射模式時(shí) R F
處于 PA 放大輸出模式），模組處于發(fā)射模式時(shí)：
√ 該 pin 腳為高電平，模組的 R F 處經(jīng) PA 放大輸出；
√ 該 pin 腳為低電平，模組的 R F 不經(jīng) PA 放大直接輸出；
√ 接收狀態(tài)下該腳邏輯無(wú)效，低功耗時(shí)需置為低電平；

關(guān)于 RF_EN 腳

RF_EN 為模組內(nèi)置 PA 芯片的使能腳，該 pin 腳為高電平時(shí)，模組的 RF 處于正常收發(fā)狀態(tài)；該 pin 腳為低電平時(shí)，模組的 R F 功能被關(guān)閉，此時(shí)可以降低模組的功耗。

模組默認(rèn) BOM，CPS 與 RF_EN 內(nèi)部上拉 10K 電阻（即默認(rèn)處于正常放大收發(fā)狀態(tài)）。如果需要低功耗的工作場(chǎng)景，請(qǐng)用外部的 MCU 控制此 pin 腳為低電平狀態(tài)。低電平時(shí)，該 pin 腳默認(rèn)的上拉電阻，可能會(huì)有漏電流。如不需要內(nèi)置的上拉電阻，請(qǐng)聯(lián)系安信可修改 BOM。

綜上，模組有兩種 BOM 配置

配置 1.CPS 與 RF_EN 內(nèi)置上拉電阻 10K（默認(rèn) BOM 配置）
配置 2.CPS 與 RF_EN 內(nèi)置上拉電阻不貼件，需要外圍 MCU 的 IO 口控制

典型電路

建議外部 MCU 的 IO 口控制模組的 CPS 與 RF_EN，實(shí)現(xiàn)低功耗的應(yīng)用場(chǎng)景。

其他說明

與主控MCU的通信接口，除了SPI接口外，還要把BUSY/DIO1連接到主控 MCU的IO口。

天線焊接在主控板上，建議在天線接口處預(yù)留派型匹配電路。

推薦PCB封裝尺寸

天線的安裝

Ra-01SC-P 需要外接天線使用，模塊上有半孔焊盤可以引到主板上。

為了天線能達(dá)到最優(yōu)的效果，天線裝配的位置要遠(yuǎn)離金屬件。

天線安裝結(jié)構(gòu)對(duì)模塊性能有較大影響，務(wù)必保證天線外露，最好垂直向上。當(dāng)模塊安裝于機(jī)殼內(nèi)部時(shí)，可使用優(yōu)質(zhì)的天線延長(zhǎng)線,將天線延伸至機(jī)殼外部。

天線切不可安裝于金屬殼內(nèi)部，將導(dǎo)致傳輸距離極大削弱。

供電

推薦 3.3V 電壓，峰值 1A 以上電流；

如使用 DC-DC 建議紋波控制在 100mV 以內(nèi)；

DC-DC 供電電路建議預(yù)留動(dòng)態(tài)響應(yīng)電容的位置，可以在負(fù)載變化較大時(shí)，優(yōu)化輸出紋波；

3.3V 電源接口建議增加 ESD 器件；

在針對(duì)模塊設(shè)計(jì)供電電路時(shí)，供電電流推薦保留 30%以上余量,有整機(jī)利于長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作；

請(qǐng)注意電源正負(fù)極的正確連接,如反接可能會(huì)導(dǎo)致模塊永久性損壞；

DC-DC降壓電路：

GPIO電平轉(zhuǎn)換

模組外圍引出了一些 IO 口，如需使用建議在 IO 口上串聯(lián) 10-100 歐姆的電阻。這樣可以抑制過沖，使兩邊電平更平穩(wěn)。對(duì) EMI 和ESD 都有幫助；

特殊 IO 口的上下拉，需參考規(guī)格書的使用說明，此處會(huì)影響到模組的啟動(dòng)配置；

模組的 IO 口是 3.3V，如果主控與模組的 IO 口電平不匹配，需要增加電平轉(zhuǎn)換電路；

如果 IO 口直連到外圍接口，或者排針等端子，建議在 IO 口走線靠近端子處預(yù)留 ESD器件；

03、常見問題

影響傳輸距離因素

當(dāng)存在直線通信障礙時(shí)，通信距離會(huì)相應(yīng)的衰減；

溫度、濕度、同頻干擾，會(huì)導(dǎo)致通信丟包率提高；

地面吸收、反射無(wú)線電波，靠近地面測(cè)試效果較差；

海水具有極強(qiáng)的吸收無(wú)線電波能力，故海邊測(cè)試效果差；

天線附近有金屬物體，或放置于金屬殼內(nèi)，信號(hào)衰減會(huì)非常嚴(yán)重；

功率寄存器設(shè)置錯(cuò)誤、空中速率設(shè)置過高(空中速率越高，距離越近)；

室溫下電源低壓低于推薦值，電壓越低發(fā)功率越小；

使用天線與模塊匹配程度較差或天線本身品質(zhì)問題。

模塊使用注意事項(xiàng)

檢查供電電源，確保在推薦供電電壓之間，如超過最大值會(huì)造成模塊永久性損壞；

檢查電源穩(wěn)定性，電壓不能大幅頻繁波動(dòng)；

確保安裝使用過程防靜電操作，高頻器件靜電敏感性；

確保安裝使用過程濕度不宜過高，部分元件為濕度敏感器件；

如果沒有特殊需求不建議在過高、過低溫度下使用。

對(duì)模塊造成干擾的因素

附近有同頻信號(hào)干擾，遠(yuǎn)離干擾源或者修改頻率、信道避開干擾；

SPI 上時(shí)鐘波形不標(biāo)準(zhǔn)，檢查 SPI 線上是否有干擾，SPI 總線走線不宜過長(zhǎng)；

電源不理想也可能造成亂碼，務(wù)必保證電源的可靠性；

延長(zhǎng)線、饋線品質(zhì)差或太長(zhǎng)，也會(huì)造成誤碼率偏高。

04、使用介紹

準(zhǔn)備

準(zhǔn)備Ra-01SC-P模組或Ra-01S-P模組兩塊；

n根杜邦線；

兩個(gè)USB轉(zhuǎn)TTL工具；

Ra-01SCH-P Demo；

ST-Link燒錄工具；

STM32F103C8T6開發(fā)板*2；

USB轉(zhuǎn)TTL工具與STM32開發(fā)板接線如下圖所示：

燒錄接線如下圖所示：

Ra-01S/SC-P模組與STM32開發(fā)板接線如下圖所示：

提示：若需要更大發(fā)射功率，需要使用5V給PA供電，可給予VCCPA引腳5V電壓；（模組默認(rèn)使用內(nèi)部3.3V給PA供電）

接線如下圖所示：

燒錄程序

1）燒錄接收程序

main函數(shù)如下圖所示：

然后將ST-Link與STM32開發(fā)板鏈接編譯燒錄即可。

燒錄發(fā)送程序

然后將ST-Link與STM32開發(fā)板鏈接編譯燒錄即可。

05

展示

串口調(diào)試助手通信log信息

注意：干擾只影響接收端

06、資料庫(kù)

官方官網(wǎng)：https://www.ai-thinker.com

開發(fā)資料：https://docs.ai-thinker.com/

官方論壇：http://bbs.ai-thinker.com

技術(shù)支持：support@aithinker.com

審核編輯 黃宇