CW32W031單片機的應(yīng)用筆記

一、功能介紹?

CW32W031 的射頻部分支持 CAD 中斷。從 Deepsleep 進入 STB3，開啟 CAD 功能并進入 RX 模式后， CW32W031 會檢測信道中是否會有 ChirpIOT 信號 , 如果存在將 CAD-IRQ 置高，MCU 內(nèi)核可以通過一定的時間來檢測 CAD-IRQ 信號是否拉高來判斷信道中是否存在 ChirpIOT 信號。

用戶可通過 GPIO11 端口檢測 CAD-IRQ 信號，信號檢測流程如下：

?圖：信道活躍檢測（CAD）

注：CW32W031 的 RF 部分有多種中斷源，MCU 超時設(shè)置是在等待中斷的產(chǎn)生，然后判斷中斷是否為 CAD 中斷，從而執(zhí)行不同的命令。

二、軟件設(shè)計參考?

2.1 軟件設(shè)計流程?

1. 芯片初始化；?

2. 配置 CAD 初始化；?

3. 芯片進入接收模式；?

4. 觀察 CAD-IRQ 信號。?

2.2 軟件設(shè)計驗證?

2.2.1 驗證步驟?

1. 發(fā)送模組周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包；?

2. 接收模組配置為接收模式；?

3. 使用邏輯分析儀抓取接收端 CAD-IRQ 信號。

2.2.2 SDK 示例

參考代碼

ret = rf_init();

if(ret != OK)

{

? ? ? ? dis_err(" RF Init Fail");

? ? ? ? while(1);

}

rf_set_default_para();

rf_set_cad();

rf_enter_continous_rx();

while (1)// 等待邏輯分析儀檢測 CAD-IRQ 信號

{

? ? ? ? ?rf_irq_process();

}?

示例代碼配置了 CAD 初始化，配置 GPIO11 作為 CAD 檢測 IO 口，隨后進入接收模式。

發(fā)送模組周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包（數(shù)據(jù)包 preamble+payload 的持續(xù)時間約 20.5ms），用邏輯分析儀抓取接收

模組 GPIO11 波形，觀察檢測結(jié)果。

2.2.3 驗證結(jié)果

邏輯分析儀抓取結(jié)果如下圖所示：

圖：邏輯分析儀抓取結(jié)果（CAD）

根據(jù)結(jié)果顯示，當發(fā)送模組發(fā)送數(shù)據(jù)包時，接收模組發(fā)生了 CAD-IRQ，CAD 檢測引腳 GPIO11 被拉高約 20.5ms，維持一個完整 ChirpIOT 數(shù)據(jù)包的時間長度。

三、注意事項

3.1 關(guān)于 CAD 影響芯片的接收靈敏度

CAD 功能初始化時，修改了芯片的接收閾值，設(shè)置不同的接收閾值，會影響芯片的接收靈敏度，并可能存在CAD 誤觸發(fā)的情況。

uint32_t PAN3028_cad_en(void)

{

? ? ? ? PAN3028_set_gpio_output(MODULE_GPIO_CAD_IRQ);

? ? ? ? If(PAN3028_write_spec_page_reg(PAGE1_SEL,0x0f,0x10)!=OK)

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? ? ? ?return FAIL;

? ? ? ? }

? ? ? ? return OK;

}

接收閾值的設(shè)置，需修改 PAN3028_cad_en() 函數(shù)中的寄存器配置，默認值為 0x10，修改接收閾值對接收靈

敏度及誤觸發(fā)概率的影響如下（實驗數(shù)據(jù)在屏蔽放環(huán)境下測試）：

用戶在使用 CAD 功能時，需根據(jù)應(yīng)用場景選擇修改 PAN3028_cad_en() 函數(shù)中的寄存器值（PAGE1_SEL,0x0f, 默認值為 0x10），在使用完 CAD 功能后，建議調(diào)用 rf_set_cad_off() 函數(shù)，rf_set_cad_off() 函數(shù)可以關(guān)閉 CAD 功能并將接收閾值恢復(fù)。

3.2 關(guān)于 SDK 及演示系統(tǒng)板

SDK 中提供了 CAD 功能所需的函數(shù)接口，CAD-IRQ 被觸發(fā)時，檢測引腳 GPIO11 會被拉高。演示系統(tǒng)板將GPIO11 連接到了 PB07, 具體信息可前往官網(wǎng)查看 CW32W031 的開發(fā)板原理圖。

3.3 關(guān)于 CAD 使用方法

CW32W031 的射頻部分可以對 preamble 和 payload 進行 CAD 檢測。

3.3.1 對 preamble 檢查方式

當完整的 preamble+payload 信號到來時，用戶可以在接收端通過 GPIO 口讀取到 CAD-IRQ 信號，CAD 檢測引腳 GPIO11被拉高，拉高時間為 preamble+payload的持續(xù)時間。此時，接收端可以產(chǎn)生正確的 rxdone結(jié)果。

圖：邏輯分析儀抓取結(jié)果（完整 CAD）

當不完整的 preamble+payload 信號到來時（發(fā)射端先進行數(shù)據(jù)發(fā)送，隨后接收端在 preamble 時間段內(nèi)打開了 CAD 檢測），此時，用戶可以在接收端通過 GPIO 口讀取到 CAD-IRQ 信號，CAD 檢測引腳 GPIO11 的變化有兩種情況：

1.preamble（部分）內(nèi)含有較完整信息，GPIO11 會被拉高 preamble（部分）+payload 的持續(xù)時間。此時，接收端可以產(chǎn)生正確的 rxdone 結(jié)果。

圖：邏輯分析儀抓取結(jié)果（較完整 preamble）

2.preamble（部分）內(nèi)未含有完整信息，GPIO11 會呈現(xiàn)不規(guī)則高 - 低 - 高 - 低變換的現(xiàn)象。此時，接收端不會產(chǎn)生正確的接收結(jié)果。

圖：邏輯分析儀抓取結(jié)果（不完整 preamble）

3.3.2 對 payload 檢查方式

當只有 payload 信號到來時（發(fā)射端先進行數(shù)據(jù)發(fā)射，隨后接收端在 payload 時間段內(nèi)打開了 CAD 檢測），此時，由于 RX-CAD 檢測不到 preamble，CAD-IRQ 會呈現(xiàn)不規(guī)則高 - 低 - 高 - 低變換的現(xiàn)象。此時，接收端不會產(chǎn)生正確的接收結(jié)果。

圖：邏輯分析儀抓取結(jié)果（只含 payload）

3.3.3 軟件應(yīng)用參考

當設(shè)置的 CAD 誤觸發(fā)概率較少，或存在少量誤觸發(fā)率但不影響軟件應(yīng)用時，可以通過檢測 CAD-IRQ，GPIO11 上升沿來判斷 CAD 觸發(fā)，可以認為只要收到上升沿就是收到了 payload 信號（建議使用這種方法的接收閾值設(shè)為 0x15~0x20）。

當設(shè)置的 CAD 誤觸發(fā)概率較高時，需要結(jié)合 CAD 檢測時間用軟件方法來判斷 payload 信號，CAD 檢測的時間以單個 chirp 持續(xù)時間作為單位計算。單個 chirp 持續(xù)時間為 2SF/BW（SF 為擴頻因子，BW 為帶寬，BW單位為 Hz，時間單位為秒）。使用時，建議將檢測時間窗口設(shè)置為 3 個 chirp 持續(xù)時間為佳。用戶可以分別在 3 個 chirp 對應(yīng)的位置檢測 CAD 信號，如果同時檢測到 CAD 信號（GPIO11 高電平），則可以認為有信號存在。同時，軟件設(shè)計需要參考 3.3.1 對 preamble 檢查方式和 3.3.2 對 payload 檢查方式，進行靈活調(diào)整。

在打開 CAD 接收后，如果當前空中存在信號，那么芯片需要至少 2 個 chirp 持續(xù)時間的檢測，GPIO11 才能首次對外輸出高電平。一個典型的應(yīng)用方法為：

1.計算 one_chirp_time = 2SF/BW；

2.配置需要檢測的信道，rf_set_cad()，enter_rx；

3.檢測 check_cad_inactive()，判斷是否檢測到 CAD 信號（下面的例程檢測了三次，適用于誤觸發(fā)較多的情況）。

uint32_t check_cad_inactive(void)

{

? ? ? ?delay10us(one_chirp_time*2/10);

? ? ? ?if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

? ? ? ?{

? ? ? ? ? ? ?return LEVEL_INACTIVE;// 沒有 cad

? ? ? ?}

? ? ? delay10us(one_chirp_time/10);

? ? ? if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

? ? ? {

? ? ? ? ? ? return LEVEL_INACTIVE;

? ? ? }

? ? ? delay10us(one_chirp_time/10);

? ? ? if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

? ? ? {

? ? ? ? ? ? return LEVEL_INACTIVE;

? ? ? }

? ? ? ? ? ? return LEVEL_ACTIVE;// 有 cad

}

如果誤觸發(fā)較少，或存在少量誤觸發(fā)但不影響軟件應(yīng)用時，可以將檢測次數(shù)減少為一次（例程如下），或者通過 GPIO11 上升沿作為判斷依據(jù)。

uint32_t check_cad_inactive(void)

{

? ? ? ? delay10us(one_chirp_time*2/10);

? ? ? ? If(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

? ? ? ? {?

? ? ? ? ? ? ? return LEVEL_INACTIVE;// 沒有 cad

? ? ? ? }

? ? ? ?return LEVEL_ACTIVE;// 有 cad

}

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在MCU領(lǐng)域目前已推出通用高性能CW32F003/030系列、安全低功耗CW32L083/031/052系列、無線射頻CW32W031系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于消費電子、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、醫(yī)療電子以及汽車電子行業(yè)，未來將能夠滿足更多的市場需求。

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