基于stm32的正点原子Lora模块教程

2022-05-26 16:08 浏览：180

- 初识LoRa
- 上手LoRa
- 程序编写
- 结果演示
- 再见LoRa

初识LoRa

简单来讲，LoRa就是一种低功耗远程无线通信技术。它是基于Semtech公司SX1276/1278芯片开发的无线数传模块，这种芯片集成规模小、效率高，从而让LoRa模块拥有高接收灵敏度。那么它相比于我们常用的蓝牙和WiFi有什么优势呢？总结而言，就是低功耗、远距离、抗干扰。相同条件下，LoRa模块比WIFI模块传输距离更远。多见的WIFI、蓝牙等近距离无线通信技术，通信距离一般也就只有几十米左右。如果要覆盖某个地区一个城市的网络，部署的成本会很高，不划算。而作为低功耗广域网的LoRa技术，无线通信距离可以达到几公里，甚至十几公里，相对WIFI模块而言，距离要远得多。而这些优势，使得LoRa在现在的物联网中应用广泛，得到了很快的发展。

上手LoRa

本次教程使用的LoRa模块是正点原子的ATK-LORA-01，实物图就长这样：

刚开始拿到手一看，不就是个无线串口嘛，写一下串口的数据收发就完事了，应该很快就能调好了。可是最后前前后后调通大概花了我一天时间，这当然得归功于正点那个又臭又长的例程，和讲不明白重点的用户手册。我觉得大家用这些模块肯定是想直接就可以拿来用的，程序应该是很方便移植的那种，可是正点偏不，非要在程序里面加各种各样的显示屏、外设模块，然后写一些复复杂杂的看着就头大的程序。于是我又上网参考了一下别人的程序，结合自己的调试经验，又重新写了LoRa模块的程序，移植十分方便。

拿到一个模块，在编程之前肯定是要看的用户手册和数据手册，先要知道它要怎么用。我把正点给的资料中一些重要的地方（和编程使用模块相关的地方）贴在这里，读者如果还有其他需求可以自行查阅手册。

首先便是引脚功能描述：除了串口常见的那四个引脚外，还多了两个引脚。参考它的说明我们可以得出这两个引脚是用于配置模块通信的引脚，因为是无线串口，肯定两个模块得有相同的配置才能通信嘛。

接着就是这两个配置引脚的描述了，它关系到我们如何让模块处于不同的工作状态下：显然，当AUX和MD0引脚都为低电平时，才是模块的通信功能（即两个LoRa模块互相收发数据）。而我们在刚开始给它配对的时候，需要进入配置功能，这时候需要MD0引脚为高电平。然后我们从手册中得知，MD0、 AUX 引脚悬空下为低电平。

这也就是说，当我们已经配对好两个模块后，我们是可以不用接MD0、AUX这两个引脚的线的，让它们悬空处于低电平两个模块就可以通信了，这样基本就和串口没什么区别了，程序也会相应地简化很多了。

那么如何配对两个模块呢？我个人的建议就是接一个USB转TTL连到电脑上，然后用正点提供的上位机去设置。这样可以不去关心那些AT指令的写法及意义，达到最快速的上手使用LoRa模块。这里连接好后修改模块基本参数配置就好，工作模式配置和发送状态先保持默认。模块参数配置里面两个模块必须都保持一致，我个人建议把通信信道、模块地址可以修改一下，这样可以减少干扰（以防万一嘛）。

一旦我们的模块配对好后，程序的编写逻辑就很简单了，就只是串口的接收和发送了。当然，我们完全可以把模块的配置之类的操作写在程序里，不过试想我们需要再连两个引脚的线，而且多写很多的逻辑控制，为什么不先把它配对好后当个串口用呢？

程序编写

这里我的目的是使stm32和电脑通过两个LoRa模块实现无线通信，并都能显示接收到和发送的数据。MCU端让LoRa使用串口3，然后将串口3接收端的数据通过串口1在电脑上打印出来。

usart3.h的编写：

#ifndef __USART3_H#define __USART3_H	 #include "sys.h"  #define USART3_MAX_RECV_LEN		1024			    //最大接收缓存字节数#define USART3_MAX_SEND_LEN		600					//最大发送缓存字节数#define USART3_RX_EN 			1					//0,不接收;1,接收.extern u8  USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 		//接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN字节extern u8  USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN]; 		//发送缓冲,最大USART3_MAX_SEND_LEN字节extern vu16 USART3_RX_STA;   						//接收数据状态void usart3_init(u32 bound);		//串口2初始化 void usart3_set(u8 bps,u8 parity);    void usart3_rx(u8 enable);void u3_printf(char* fmt,...);#endif

usart3.c的编写：

#include "delay.h"#include "usart3.h"#include "stdarg.h"	 	 #include "stdio.h"	 	 #include "string.h"	 #include "timer.h"extern u8 Lora_mode;//串口接收缓存区 	u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; 			//接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN个字节.u8 USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN]; 			//发送缓冲,最大USART3_MAX_SEND_LEN字节u8 Temp;//通过判断接收连续2个字符之间的时间差不大于10ms来决定是不是一次连续的数据.//如果2个字符接收间隔超过timer,则认为不是1次连续数据.也就是超过timer没有接收到//任何数据,则表示此次接收完毕.//接收到的数据状态//[15]:0,没有接收到数据;1,接收到了一批数据.//[14:0]:接收到的数据长度vu16 USART3_RX_STA=0;   	void USART3_IRQHandler(void){	u8 res;	      	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据	{	 		res =USART_ReceiveData(USART3);		 		if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)              //接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据		{ 			if(USART3_RX_STA<USART3_MAX_RECV_LEN)	//还可以接收数据			{							if(!Lora_mode)//配置功能下(启动定时器超时)				{					TIM_SetCounter(TIM7,0);             //计数器清空          									if(USART3_RX_STA==0) 				//使能定时器7的中断 					{						TIM_Cmd(TIM7,ENABLE);           //使能定时器7					}				}				USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res;	//记录接收到的值	 			}else 			{				USART3_RX_STA|=1<<15;				//强制标记接收完成			} 		}	} }   USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//初始化IO 串口3//pclk1:PCLK1时钟频率(Mhz)//bound:波特率	  void usart3_init(u32 bound){  	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // GPIOB时钟	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); //串口3时钟使能 	USART_DeInit(USART3);                           //复位串口3   //USART3_TX   PB10	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;      //PB10	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);          //初始化PB10   	//USART3_RX	  PB11	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;           //浮空输入	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                          //初始化PB11		USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;                     //波特率一般设置为9600;	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;     //字长为8位数据格式	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;          //一个停止位	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;             //无奇偶校验位	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式		USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3 	USART_Cmd(USART3, ENABLE);                  //使能串口 		//使能接收中断    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断   		//设置中断优先级	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//抢占优先级3	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器		TIM7_Int_Init(99,7199);	//10ms中断	USART3_RX_STA=0;		//清零	TIM_Cmd(TIM7,DISABLE);	//关闭定时器7}//串口3,printf 函数 发送端LORA模块发送数据//确保一次发送数据不超过USART3_MAX_SEND_LEN字节void u3_printf(char* fmt,...)  {  	u16 i,j; 	va_list ap; 	va_start(ap,fmt);	vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);  //使用参数列表发送格式化输出到字符串	va_end(ap);	i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF);		//此次发送数据的长度	for(j=0;j<i;j++)							//循环发送数据	{	  while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==RESET); //循环发送,直到发送完毕   	  USART_SendData(USART3,USART3_TX_BUF[j]); 	} } //串口接收使能控制//enable:0,关闭 1,打开void usart3_rx(u8 enable){	 USART_Cmd(USART3, DISABLE); //失能串口 		 if(enable)	 {		 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式	 }else	 {		 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;//只发送 	 }	 	 USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口3   USART_Cmd(USART3, ENABLE); //使能串口 	}

lora.h的编写：

#ifndef __LORA_H#define __LORA_H#include "sys.h"void LoRa_Process(void);void LoRa_SendData(void);void LoRa_ReceData(void);void Lora_Test(void);#endif

lora.c的编写：

#include "lora.h"#include "sys.h"#include "delay.h"#include "usart3.h"#include "string.h"#include "stdio.h"#include "usart.h"#include "led.h"#include "key.h"//设备工作模式(用于记录设备状态)u8 Lora_mode=0;//0:配置模式 extern u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//LORA模块发送数据void LoRa_SendData(void){        	u8 temp[256] = "Hello Lora !!!";			u3_printf("%srn",temp);			}//Lora模块接收数据void LoRa_ReceData(void){		u16 len=0;    if(USART3_RX_STA&0x8000)	{		len = USART3_RX_STA&0X7FFF;		USART3_RX_BUF[len]=0;//添加结束符		USART3_RX_STA=0;		printf("接收到的数据为");		printf("%srn",USART3_RX_BUF);  }}//发送和接收数据处理进程void LoRa_Process(void){	 u8 key=0;	 u8 t=0;	 static u8 n = 1;	   while(1)		{			if(n==1)			{			 printf("按下KEY0发送数据rn");			 n++;			}	     key = KEY_Scan(0);	    if(key==KEY0_PRES)			{				if(n==2)				{					printf("KEY0已被按下rn");				  LoRa_SendData();//发送数据  					printf("数据已被发送rn");				}			}		  LoRa_ReceData();		  t++;			if(t==20)			{					t=0;					LED1=~LED1;			}								delay_ms(10);					  }}void Lora_Test(void){   	  u8 t=0;		u8 key=0;		while(1)		{ 			printf("按下KEY_UP进入数据测试rn");		  key = KEY_Scan(0);			if(key==WKUP_PRES)			{	      printf("进入数据测试rn");			  LoRa_Process();//开始数据测试			}				 t++;				if(t==30)				{					t=0;					LED1=~LED1;				}				delay_ms(10);		}}

main.c的编写：

#include "sys.h"#include "delay.h"#include "usart.h"#include "key.h"#include "led.h"#include "lora.h"#include "timer.h"#include "usart3.h"  int main(void) {			NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200	usart3_init(115200);  //串口3初始化为115200 	usart3_rx(1);//开启串口3接收	LED_Init();	KEY_Init();	printf("LORA模块测试程序开始rn");	 	Lora_Test();//主测试}