淺談CC1101驅(qū)動(dòng)在STM32F103的移植

本文主要是關(guān)于CC1101的相關(guān)介紹，并著重對(duì)CC1101驅(qū)動(dòng)在STM32F103的移植進(jìn)行了詳盡的闡述。

淺談CC1101驅(qū)動(dòng)在STM32F103的移植

首先明確：CC1101是通過SPI與MCU進(jìn)行通信的。根據(jù)從TI官方上獲得CC1101驅(qū)動(dòng)，直接先移植SPI部分，STM32F103提供了SPI1和SPI2兩條SPI總線，可自行選擇，對(duì)于SPI的移植，直接參考STM32開發(fā)板上關(guān)于通過SPI操作Flash示例代碼，對(duì)于SPI的配置與TI提供的驅(qū)動(dòng)代碼里的SPI配置保持一致。SPI移植完成之后，接上CC1101射頻模塊，測(cè)試SPI是否能正常通信，主要通過向CC1101任意可讀可寫寄存器寫一個(gè)任意值，然后再讀出該寄存器里的值，通過串口打印出該值，通過以上操作判斷SPI是否正常通信，SPI移植是否成功。當(dāng)然，這里使用到了串口，所以需要同時(shí)將串口的代碼實(shí)現(xiàn)，同樣參考串口實(shí)例。

其次，當(dāng)STM32與CC1101的SPI通信完成后，果斷開始CC1101后續(xù)驅(qū)動(dòng)的移植。移植過程中，所有變量名、函數(shù)名與TI提供的驅(qū)動(dòng)里的保持一致，當(dāng)然CC1101寄存器配置也保持移植。對(duì)于移植初期，我并沒有太多的關(guān)心CC1101的時(shí)序問題，只關(guān)心怎么去移植，這也是自己的一個(gè)不好的習(xí)慣，所以初期移植的時(shí)候，對(duì)著TI提供的驅(qū)動(dòng)代碼，TI代碼里有什么函數(shù)，我也移植什么函數(shù)；函數(shù)里有CS管腳的操作，也對(duì)應(yīng)在操作在STM32下定義的CS管腳；TI里延時(shí)多長(zhǎng)，我也跟著在STM32下延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間。整個(gè)驅(qū)動(dòng)移植下來，關(guān)于CC1101的驅(qū)動(dòng)函數(shù)也大多了然在心了。

最后，TI驅(qū)動(dòng)里提供的是輪詢的方式收發(fā)數(shù)據(jù)，對(duì)于初期來說，首先需要實(shí)現(xiàn)CC1101的工作，編譯調(diào)試移植到STM32上的CC1101驅(qū)動(dòng)代碼，看見數(shù)據(jù)從接收端串口打印出的那瞬間，心情真心不錯(cuò)基于STM32F103的CC1101驅(qū)動(dòng)移植。

當(dāng)然，輪詢的方式并不適合我在實(shí)際中應(yīng)用，改用中斷方式接收數(shù)據(jù)，且使用FIFO小于64BYTE，對(duì)于中斷接收，做如下總結(jié)：

方法一：配置寄存器IOCFGx.GDOx_CFG=0x06（可查看CC1101數(shù)據(jù)手冊(cè)通用引腳部分），以下降沿觸發(fā)中斷。

方法二：配置寄存器IOCFGx.GDOx_CFG=0x01，以上升降沿觸發(fā)中斷。

對(duì)于中斷的試用，具體可根據(jù)對(duì)IOCFGx.GDOx_CFG的配置實(shí)現(xiàn)。

本以為，這樣之后就完成了CC1101的驅(qū)動(dòng)移植，最后才知道，自己菜得不行，移植的代碼只是純粹的數(shù)據(jù)收發(fā)，當(dāng)導(dǎo)師問道有無CCA、CS檢測(cè)等等，我就茫然了，恰好又是期末了，大牛導(dǎo)師最后自己去重新移植了有CCA檢測(cè)機(jī)制的驅(qū)動(dòng)（主要參考TI官方提供的SimpliciTI代碼），心里真心難受基于STM32F103的CC1101驅(qū)動(dòng)移植，好失敗，后期只對(duì)CC1101驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了維護(hù)和改進(jìn)。

關(guān)于在后期維護(hù)和改進(jìn)中，主要解決兩個(gè)問題：

1.通信距離

測(cè)試參考SimpliciTI移植的CC1101驅(qū)動(dòng)，其通信距離只有20幾米，能穿透一堵墻，無法滿足我們的需求，通過增加發(fā)射功率PA值，通信距離也不太明顯。查閱資料，通信距離與應(yīng)用環(huán)境、通信速率、PA等有關(guān)，與是準(zhǔn)備將它通信速率（TI提供的是空中速率為250K的），修改為10K的速率，開始以為純粹配置一下MDMCFG3 為10K就行，但最終是必須配置channel filter bandwidth 、frequency deviation等，這些配置均建議通過TI提供的SmartRF Studio 軟件進(jìn)行配置。速率改變也必須注意CCA監(jiān)測(cè)過程中RSSI可用等待時(shí)間，RSSI可參考其TI提供的DN505文檔。最后，通過降低傳輸速率，將PA值設(shè)為10db，測(cè)試通信距離在空曠場(chǎng)地下可達(dá)到200多米，可穿透三堵墻，已經(jīng)滿足項(xiàng)目需要。但測(cè)試期間，修改后的10K速率驅(qū)動(dòng)，經(jīng)常CCA檢測(cè)失敗，雖然通過DN505文檔修改了RSSI等待的時(shí)間，但依舊這樣，最終此問題糾結(jié)了我3天，最后突發(fā)奇想地去修改了調(diào)制解調(diào)方式為2-FSK后，CCA檢測(cè)正常運(yùn)行，至今還是沒明白為什么會(huì)這樣。

2.關(guān)于GDO0的問題

由于項(xiàng)目中是定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端采用GDO0以中斷方式接收數(shù)據(jù)，但在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，終端正常運(yùn)行不定時(shí)間后，中斷無法產(chǎn)生，調(diào)試為發(fā)現(xiàn)FIFO溢出等，通過去TI論壇上查找，發(fā)現(xiàn)有類似問題，但沒有徹底的解決方法，目前主要通過設(shè)置定時(shí)閾值，超過閾值未接收到數(shù)據(jù)，就判定為GDO0中斷出現(xiàn)問題，便執(zhí)行FIFO刷新操作，然后終端又能繼續(xù)正常運(yùn)行，

CC1101與STM32的低功耗

1.stm32低功耗

（1）進(jìn)入stop模式

由于項(xiàng)目需要在睡眠時(shí)也保留RAM的數(shù)據(jù)，顧考慮采用stop模式以減少STM32 的功耗，進(jìn)入stop的方法很簡(jiǎn)單，直接調(diào)用庫(kù)函數(shù)中的 PWR_EnterSTOPMode（PWR_Regulator_LowPower， PWR_STOPEntry_WFI）; 此處，我選擇了關(guān)閉電壓轉(zhuǎn)換器以進(jìn)一步降低功耗，使用指令WFI進(jìn)入，關(guān)于STOP進(jìn)入方式的選擇，可參考前文提供的博客。

（2）STM32的喚醒

由于，應(yīng)用中采用發(fā)送完數(shù)據(jù)變進(jìn)入休眠，并定時(shí)喚醒發(fā)送，且STOP模式下RTC正常工作，所以在本應(yīng)用中采用了RTC鬧鐘周期中斷喚醒，對(duì)于RTC的使用即配置可如下：

void RTC_Configuration（void）

{

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP， ENABLE）;

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line17）;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line17;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）;

PWR_BackupAccessCmd（ENABLE）;

BKP_DeInit（）;

#ifdef RCC_LSE

RCC_LSEConfig（RCC_LSE_ON）;

while（RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_LSERDY） == RESET）

{

}

RCC_RTCCLKConfig（RCC_RTCCLKSource_LSE）;

#else

RCC_LSICmd（ENABLE）;

while （RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_LSIRDY） == RESET）

{

}

RCC_RTCCLKConfig（RCC_RTCCLKSource_LSI）;

#endif

RCC_RTCCLKCmd（ENABLE）;

RTC_WaitForSynchro（）;

RTC_SetPrescaler（32767）;

RTC_WaitForLastTask（）;

RTC_ITConfig（RTC_IT_ALR， ENABLE）;

RTC_WaitForLastTask（）;

RTC_Alarm_Interrupt（DISABLE）;

}

以上，主要注意RTC時(shí)鐘的選擇，選擇RCC_LSE ，時(shí)間比較精確，但會(huì)產(chǎn)生相對(duì)長(zhǎng)一點(diǎn)的喚醒時(shí)延選擇；RCC_LSI，時(shí)間則不那么準(zhǔn)確，且功耗要多一點(diǎn)，但產(chǎn)生的喚醒時(shí)延較小，具體可查閱STM32使用手冊(cè)關(guān)于低功耗部分的介紹。

2.CC1101低功耗

（1）進(jìn)入掉電模式

CC1101進(jìn)入IDEL狀態(tài) 一》 使用掉電模式（SPWD）即可。

（2）喚醒

直接操作拉低CS管腳即可。

3.調(diào)試低功耗

前期調(diào)試，只分別測(cè)試了STM32和CC1101在休眠功能上的實(shí)現(xiàn)，即是否能進(jìn)入休眠以及是否能夠成功進(jìn)行喚醒，未對(duì)實(shí)際功耗進(jìn)行測(cè)試（由于硬件的特殊性）。

后期第一次測(cè)試STM32+CC1101整體模塊低功耗模式下功耗為4點(diǎn)幾mA，頓時(shí)就無語(yǔ)了關(guān)于STM32低功耗+CC1101低功耗；然后果斷挑斷模塊上的所有LED燈，再次測(cè)試，功耗直接降到1mA左右，此時(shí)雖然有所下降，但離手冊(cè)上的幾u(yù)A真不是一個(gè)檔次的，但對(duì)于菜鳥的我此時(shí)根本不知道怎么繼續(xù)減少功耗了，好吧，我只有去茫茫網(wǎng)絡(luò)中尋找低功耗的蛛絲馬跡了，果然在http://www.openedv.com/posts/list/18372.htm#116532里找到了希望，真心感謝博主的分享，于是趕緊把用到的SPI管腳以及串口管腳安裝博主提供的修改，并關(guān)閉所有不用的PIN，但最終測(cè)試功耗依然未降低，這就納悶了，為啥還是每降低呢關(guān)于STM32低功耗+CC1101低功耗，突然想起了不久前看過的STM32L系列低功耗的芯片，同時(shí)在有個(gè)低功耗經(jīng)驗(yàn)師兄的提醒下，果斷參考了其官方提供的超低功耗代碼關(guān)于STM32低功耗+CC1101低功耗，并在自己的項(xiàng)目中進(jìn)行如下操作：

在每次進(jìn)入休眠前：

#關(guān)閉所有時(shí)鐘以及外設(shè)（如本項(xiàng)目中用到的串口、SPI、timer）

#將所有I/O口改為GPIO_Mode_AIN狀態(tài)

void DisableGPIO（void）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure

;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOC\

|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_AFIO， ENABLE）;

//Configure all GPIO port pins in Analog Input mode （floating input trigger OFF）

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;

GPIO_Init（GPIOB， &GPIO_InitStructure）;

GPIO_Init（GPIOC， &GPIO_InitStructure）;

GPIO_Init（GPIOD， &GPIO_InitStructure）;

GPIO_Init（GPIOE， &GPIO_InitStructure）;

//GPIOs Periph clock disable

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC

|RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE， DISABLE）;

}

在每次喚醒后：

#開啟休眠前所關(guān)閉的對(duì)應(yīng)時(shí)鐘以及外設(shè)

#初始化使用到的GPIO口

添加了如上的處理后，再次測(cè)試低功耗，終于讓我看見了uA級(jí)別的功耗關(guān)于STM32低功耗+CC1101低功耗，但功耗最低時(shí)在40uA左右，與根據(jù)芯片手冊(cè)提供的低功耗數(shù)據(jù)相比，還是有很大的距離，不過至此，通過軟件進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低功耗，我已經(jīng)無法再想到其他的方法，外設(shè)該關(guān)的都已經(jīng)關(guān)掉，功耗在40uA左右，目前能想到的就是硬件上功耗降降低，

結(jié)語(yǔ)

關(guān)于CC1101的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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