普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400。希望對大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問。

普冉PY32系列(一) PY32F0系列32位Cortex M0+ MCU簡介
普冉PY32系列(二) Ubuntu GCC Toolchain和VSCode開發(fā)環(huán)境
普冉PY32系列(三) PY32F002A資源實(shí)測 - 這個(gè)型號不簡單
普冉PY32系列(四) PY32F002A/003/030的時(shí)鐘設(shè)置
普冉PY32系列(五) 使用JLink RTT代替串口輸出日志
普冉PY32系列(六) 通過I2C接口驅(qū)動(dòng)PCF8574擴(kuò)展的1602LCD
普冉PY32系列(七) SOP8,SOP10,SOP16封裝的PY32F002A/PY32F003管腳復(fù)用
普冉PY32系列(八) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XN297LBW
普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

XL2400

前面介紹了 XN297LBW, 順帶再介紹一個(gè)非常類似的型號 XL2400, 生產(chǎn)商是深圳芯嶺技術(shù), 同時(shí)市面上還有一個(gè) WL2400, 從數(shù)據(jù)手冊看和 XL2400 是一模一樣的. XL2400 和XN297LBW 一樣都是 SOP8 封裝的2.4GHz頻段無線收發(fā)芯片, 但是零售價(jià)格更便宜, 在0.7元左右. 寄存器設(shè)置也存在大量 NRF24L01 的痕跡, 但是有一些區(qū)別.

產(chǎn)品頁地址: http://www.xinlinggo.com/pd.jsp?id=1

芯嶺對 XL2400 的介紹: "XL2400 系列芯片是工作在 2.400~2.483GHz 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發(fā)芯片. 該芯片集成射頻收發(fā)機(jī)、頻率收生器、晶體振蕩器、調(diào)制解調(diào)器等功能模塊, 并且支持一對多組網(wǎng)和帶 ACK 的通信模式. 發(fā)射輸出功率、工作頻道以及通信數(shù)據(jù)率均可配置. 芯片已將多顆外圍貼片阻容感器件集成到芯片內(nèi)部. 容易過 FCC 等認(rèn)證."

XL2400 主要特性

無線
- 通信頻段：2.400GHz~2.483GHz
- 數(shù)據(jù)速率：2Mbps,1Mbps,250Kbps,125Kbps
- 調(diào)制方式：GFSK
發(fā)射器
- 輸出功率：最高8dBm
接收器
- -90dBm@2Mbps
- -92dBm@1Mbps
- -95dBm@250Kbps
- -96.5dBm@125Kbps
協(xié)議引擎
- 支持最大數(shù)據(jù)長度為 128 字節(jié)(4 級 FIFO)
- 支持一對多組網(wǎng)和帶 ACK 的通信模式
電源管理
- 工作電壓：1.7V~3.6V
- 發(fā)射模式(0dBm)工作電流 13.7mA
- 接收模式工作電流 12.3mA
- 休眠電流 2uA
主機(jī)接口
- 支持3引腳SPI, SPI接口速率最高支持 4Mbps
封裝
- SOP8
- 1M/2Mbps模式需要晶振精度 ±40ppm&C L =12pF
- 125K/250kbps模式需要晶振精度 ±20ppm&C L =12pF
- BLE 廣播包模式需要晶振精度 ±10ppm&C L =12pF
- 工作溫度支持-40~+125℃

與XN297L相比

發(fā)射功率低2個(gè)dbm, 但是支持125Kbps速率, 有更高的靈敏度. 因?yàn)榇嬖谔摌?biāo)的可能性, 需要在實(shí)際使用中驗(yàn)證
4級FIFO, 最大數(shù)據(jù)長度128字節(jié), 支持更大的單組數(shù)據(jù)
支持BLE, 因?yàn)槭謨院蚐DK都未涉及這部分, 暫無法驗(yàn)證

PIN腳定義和應(yīng)用電路

XL2400 的PIN腳定義和 XN297LBW 是完全一樣的

普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

VDD 和 VSS 分別接 VCC 和 GND
XC1 和 XC2 接晶振
ANT 接天線
用于MCU接口通信的只有 CSN, SCK 和 DATA 這三個(gè)PIN

推薦電路與XN297LBW相比更簡單. 實(shí)際上外圍電路只需要一個(gè)16MHz晶振.

普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

模塊實(shí)物

嘉立創(chuàng)打樣的測試模塊 (項(xiàng)目地址 https://oshwhub.com/iosetting/xn297lbw-xl2400-evb)

因?yàn)殡娐放cXN297LBW相似, 所以PCB通用, 只是焊接的元件有區(qū)別

普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

如果只是做驗(yàn)證, 可以用SOP8轉(zhuǎn)接板加焊一個(gè)16MHz晶振和一截 5~10cm 漆包線作為天線.

使用 PY32F0 驅(qū)動(dòng) XL2400

XN297L最新的SDK可以從芯嶺網(wǎng)站下載下載地址或者從百度網(wǎng)盤下載下載地址. SDK中的例子使用GPIO模擬SPI方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng). 但是實(shí)際上也可以通過硬件SPI方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng).

硬件準(zhǔn)備

XL2400 模塊
PY32F002A/PY32F003/PY32F030 系列MCU的開發(fā)板, 建議在驗(yàn)證階段使用 20PIN 及以上封裝的型號, 避免PIN腳復(fù)用引起的干擾. 跑通后再遷移到低PIN型號
USB2TTL模塊, 用于觀察輸出
以上硬件需要兩套, 測試中分別用于接收和發(fā)送

下面以PY32F002A為例. 代碼不需調(diào)整可以直接運(yùn)行于 PY32F003x 和 PY32F030x 系列的其它型號. 因?yàn)?XL2400 和 XN297LBW 的示例代碼幾乎是一模一樣, 就不仔細(xì)介紹了, 大部分代碼可以參考前面的 XN297LBW 的代碼說明, 只介紹有區(qū)別的地方.

GPIO模擬方式

接線

接線和XN297LBW一樣, 注意電源使用3.3V

PY32          XL2400 SOP8
PA1   ------> CLK/SCK
PA6   ------> CSN/NSS
PA7   ------> DATA/MOSI

              USB2TTL
PA2(TX) ----> RX
PA3(RX) ----> TX

代碼說明

XL2400 的初始化. 這部分與XN297LBW是有區(qū)別的. XL2400 的寄存器中存在大量多字節(jié)的設(shè)置項(xiàng), 設(shè)置時(shí)會(huì)需要先讀取再寫入

void XL2400_Init(void)
{
    // Analog config
    XL2400_ReadToBuf(XL2400_CMD_R_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, xbuf, 13);
    *(xbuf + 4) &= ~0x04;
    *(xbuf + 12) |= 0x40;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, xbuf, 13);
    // Switch to software CE control, wake up RF
    XL2400_WakeUp();
    // Enable Auto ACK on all pipes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_EN_AA, 0x3F);
    // Enable all pipes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_EN_RXADDR, 0x3F);
    // Address Width, 5 bytes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_SETUP_AW, 0xAF);
    // Retries and interval
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_SETUP_RETR, 0x33);
    // RF Data Rate 1Mbps
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_SETUP, 0x22);
    // Number of bytes in RX payload, pipe 0 and pipe 1
    *(cbuf + 0) = XL2400_PLOAD_WIDTH;
    *(cbuf + 1) = XL2400_PLOAD_WIDTH;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RX_PW_PX, cbuf, 2);
    // Dynamic payload width: off
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_DYNPD, 0x00);
    // Other features
    //bit7&6=00 return status when send register address
    //bit5=0 long data pack off
    //bit4=1 FEC off
    //bit3=1 FEATURE on
    //bit2=0 Dynamic length off
    //bit1=0 ACK without payload
    //bit0=0 W_TX_PAYLOAD_NOACK off
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_FEATURE, 0x18);
    // Enable RSSI
    *(cbuf + 0) = 0x10;
    *(cbuf + 1) = 0x00;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RSSI, cbuf, 2);
}

設(shè)置通信頻道

void XL2400_SetChannel(uint8_t channel)
{
    if (channel > 80) channel = 80;
    // AFC reset
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, 0x06);
    // AFC on
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, 0x0E);
    // Frequency(MHz) 2400:0x960 -> 2480:0x9B0
    *(cbuf + 0) = 0x60 + channel;
    *(cbuf + 1) = 0x09;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_CH, cbuf, 2);
    // AFC Locked
    *(cbuf + 1) |= 0x20;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_CH, cbuf, 2);
}

XL2400 的發(fā)送和接收函數(shù)和 XN297LBW 通用

完整代碼

XL2400 示例代碼的 GitHub 倉庫地址: https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/GPIO/XL2400_Wireless

運(yùn)行測試

修改 main.c 中的模式設(shè)置, 0為接收, 1為發(fā)送, 分別寫入至兩個(gè)PY32F002A開發(fā)板, 觀察UART的輸出.

// 0:RX, 1:TX
#define XL2400_MODE 0

接收端在每次接收到數(shù)據(jù)時(shí), 輸出第1,2,31個(gè)字節(jié)的值; 發(fā)送端每發(fā)送255組數(shù)據(jù)(每組32字節(jié))后, 會(huì)顯示發(fā)送成功的個(gè)數(shù)(十六進(jìn)制), 這個(gè)輸出可以用于計(jì)算發(fā)送成功率, 以及發(fā)送速度.

硬件SPI方式

接線

接線和XN297LBW的硬件SPI方式一樣, 使用4線制全雙工, PY32的MOSI和MISO都接到XL2400的DATA, 但是在MOSI(PA7)上串一個(gè)1K的電阻.

PY32                XL2400 SOP8
PA0   ------------> DATA/MOSI
PA7   ---> 1KR ---> DATA/MOSI
PA1   ------------> CLK/SCK
PA6   ------------> CSN/NSS

                    USB2TTL
PA2(TX) ----------> RX
PA3(RX) ----------> TX

代碼說明

參考XN297LBW的代碼說明, 兩者是一樣的.

完整代碼

XL2400 示例代碼的 GitHub 倉庫地址: https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/SPI/XL2400_Wireless

運(yùn)行測試

和GPIO模擬方式的一樣, 修改 main.c 中的模式設(shè)置, 0為接收, 1為發(fā)送, 分別寫入至兩個(gè)PY32F002A開發(fā)板, 觀察UART的輸出.

// 0:RX, 1:TX, 2:TX_FAST
#define XL2400_MODE 0

利用FIFO隊(duì)列提升發(fā)送速度

XL2400 也可以使用直接寫入 FIFO 隊(duì)列的方式提升發(fā)送速度, 發(fā)送相比普通發(fā)送方式有10%的性能提升.

在硬件SPI通信的示例中可以通過設(shè)置XL2400_MODE為2可以啟用快速發(fā)送模式文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-710719.html

// 0:RX, 1:TX, 2:TX_FAST
#define XL2400_MODE 2

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普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

目錄

XL2400

XL2400 主要特性

PIN腳定義和應(yīng)用電路

PIN腳定義和應(yīng)用電路

模塊實(shí)物

使用 PY32F0 驅(qū)動(dòng) XL2400

硬件準(zhǔn)備

GPIO模擬方式

接線

代碼說明

完整代碼

運(yùn)行測試

硬件SPI方式

接線

代碼說明

完整代碼

運(yùn)行測試

利用FIFO隊(duì)列提升發(fā)送速度

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普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動(dòng)無線收發(fā)芯片XL2400

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XL2400

XL2400 主要特性

PIN腳定義和應(yīng)用電路

PIN腳定義和應(yīng)用電路

模塊實(shí)物

使用 PY32F0 驅(qū)動(dòng) XL2400

硬件準(zhǔn)備

GPIO模擬方式

接線

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完整代碼

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硬件SPI方式

接線

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