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LoRa开发2：终端硬件平台

LoRa终端硬件平台

1 硬件基本框图

一般而言，LoRa终端主要部件包括：MCU，SX1278，TCXO，RF_SWITCH，它们的功能如下表：

部件

功能

MCU

驱动SX1278，实现无线网络协议，与用户系统交互等

SX1278

完成LoRa无线信号的接收与发送

TCXO

为SX1278高频电路提供精确时钟

RF_SWITCH

为半双工的SX1278切换输入或输出状态


一个LoRa终端硬件框图如下所示：

LoRa开发2：终端硬件平台_第1张图片
在实际工程应用中，为更好地移植射频部分，会将SX1278、TCXO和RF_SWITCH集成到一个电路板上，做成射频模块。此时，LoRa终端如下所示：

LoRa开发2：终端硬件平台_第2张图片

2 射频模块

锐米通信集成了射频模块，该模块的20引脚定义如下图所示：

LoRa开发2：终端硬件平台_第3张图片


这20引脚的连接与控制如下表所示：（注：站在SX1278角度，定义引脚类型）

序号

引脚

类型

功能

1

DIO3

数字IO

详见下表“DIO映射模式”

2

DIO4

数字IO

3

DIO5

数字IO

4

SCK

输入

MCU给SX1278提供SPI时钟源

5

MISO

输出

SPI数据总线，MCU输入，SX1278输出

6

MOSI

输入

SPI数据总线，MCU输出，SX1278输入

7

NSS

输入

SPI片选，低电平有效

8

RXTX

输出

SX1278工作状态，高电平=TX，低电平=RX

9

RXE

输入

详见下表“RF_SWITCH控制”

10

GND

-

地

11

ANT

-

天线

12

GND

-

地

13

TXE

输入

详见下表“RF_SWITCH控制”

14

DIO0

数字IO

详见下表“DIO映射模式”

15

DIO1

数字IO

16

DIO2

数字IO

17

IOVCC

输入

低电平=关闭TCXO，一般用于低功耗；

高电平=开启TCXO，一般用于射频接收或发送

18

RST

输入

低电平=复位SX1278；高电平=SX1278正常工作

19

GND

-

地

20

VCC

-

电源，支持1.8V～3.7V

 

表“DIO映射模式”（配置寄存器，SX1278这6个引脚对相应事件做出响应）

映射

DIO5

DIO4

DIO3

DIO2

DIO1

DIO0

00

Mode

Ready

CadDetected

CadDone

FhssChangeChannel

RxTimeout

RxDone

01

ClkOut

PllLock

ValidHeader

FhssChangeChannel

FhssChangeChannel

TxDone

10

ClkOut

PllLock

PayloadCrcError

FhssChangeChannel

CadDetected

CadDone

11

-

-

-

-

-

-

 

表“RF_SWITCH控制”

射频工作状态

RXE

TXE

发送数据

低电平

高电平

接收数据

高电平

高电平

CAD侦听

高电平

高电平

 

3  MCU

MCU选型是硬件设计中非常重要的环节，锐米LoRa终端的MCU选用ST公司的STM8L151C8T6，主频达到16MHz，RAM为4KB，ROM为64KB，低功耗十分出色，性能稳定。我们的选型依据如下表：

选项

指标

价格与供货保证

价格适中，该芯片是ST大批量出货的品种，供货稳定。

主频

16MHz，满足终端运行需求。

硬件接口

外设丰富，尤其RAM=4KB可以承载较复杂的软件系统。

操作系统

可以运行Contiki、OSAL和embOS等

应用领域

工业级芯片，工作温度范围较宽：-40～+85℃

功耗

非常出色，休眠功耗仅0.4uA，支持5种节能模式

封装

LQFP48封装，容易焊接，引脚数量适中

可延续与继承性

支持引脚兼容的STM32系统芯片，方便升级

仿真器

ST LINK 仿真器，便宜，方便

技术支持

ST提供驱动库，丰富的手册和应用案例

开发工具

IAR和Keil等IDE都支持开发该芯片

开发周期

官方提供源代码和评估板，可以缩短开发周期

4 终端接口

终端需要从外界取电，与外界通信，为此，锐米LoRa终端保留如下接口：

引脚号

引脚名称

引脚类型

描述

1

VCC

Supply

3.3V电源

2

GND

Supply

电源地

3

RXD

D IN/OUT

UART接收

4

TXD

D IN/OUT

UART发送

5

CON1

DIN/OUT

终端唤醒用户系统

6

CON2

DIN/OUT

用户系统唤醒终端

7

CON3

D IN/OUT

保留

8

RST

D IN/OUT

复位引脚


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