从零搭建基于STM32的M系列通信例程
介绍
本文适用于零基础，手把手搭建基于STM32单片机控制亿佰特公司E22-xxxMxx的模块，旨在降低M系列模块开发难度，帮助大家更快上手M系列的模组。
二、CubeMX生成HEL库代码文件
本文使用的单片机型号为STM32F407VET6，打开STM32CubeMX软件，如果没有这个软件请到官网进行下载，官网连接https://www.st.com/stm32cubemx。新建代码工程如图2.1所示，进入CubeMX界面之后，点击“序号1”新建代码工程。
图2.1
选择对应的芯片创建工程。如图2.2所示，进入工程创建之后，在“序号1”的框框里面输入自己的STM单片机型号，我这里使用的是STM32F407VET6单片机，所以输入“STM32F407VET6”，然后选中“序号2”的内容，最后点击“序号3”，开始新工程的搭建。
图2.2
配置SWD烧录接口。如图2.3所示，进去芯片配置界面，点击“System Core”选项卡里面的“序号1”SYS，然后找到“序号2”的选择框，我们选择“Serial Wire”，这样程序烧录引脚就配置好了，以便后续程序的烧入和Debug调试。
配置时钟输入源。如图2.4所示，还是在“System Core”选项卡里面找到“序号1”RCC，选择单片机的时钟源，点击“序号2”的下拉菜单，选择“Crystall/Ceramic Resonator”晶振，这里只配了高速时钟，如果需要低速时钟的话，可以自己配置下面的选项卡“Low Speed Clock(LSE)”配置即可。
图2.4
配置LED灯初始化。如图2.5所示，接下来配置LED，用于发送接收时候状态的指示，可以选择不配置。本文使用到的单片机控制LED 的GPIO口是PC13，这里选择你自己的单片机控制LED的IO口引脚就行，本文就以PC13口作为示例。首先找到并点击“序号1”的PC13芯片引脚，选择“GPIO_Output”,接下来点击“序号3”就会弹出下面的选择框，如“序号4”所示，可以参考“序号4”的配置，这样LED的GPIO口就配置好了。
图2.5
配置DIO1中断引脚。DIO1是亿佰特M系类模块特有的可配置通用 IO 口，不同单片机引脚些许不同，主要是看单片机这个引脚有无EXTI中断引脚，本文是以PA3作为示例，如图2.6所示，首先点击“序号1”，然后选择“GPIO_EXTI3”,继续点击“序号3”，然后按照“序号4”进行配置。
图2.6
配置NSS引脚。如图2.7所示，按照上文的方式配置SPI_CS片选引脚。
图2.7
配置RESET复位引脚。如图2.8所示，按照上文的方式配置RESET引脚。
图2.8
配置BUSY引脚。如图2.9所示，按照上文的方式配置BUSY引脚。
图2.9
配置TXEN发送使能引脚。如图2.10所示，按照上文的方式配置TXEN引脚。
图2.10
配置RXEN接收使能引脚。如图2.11所示，按照上文的方式配置RXEN引脚。
图2.11
配置NVIC中断。引脚已经配置完毕，如图2.12所示，在这个界面选择“序号1”NVIC，这里开启EXTI中断使能，勾选上“序号2”，使能EXTI中断。
图2.12
配置系统时钟树。如图2.13所示。点击序号1“Clock Configuration”，然后在“序号2”的框中改为8，我们选择的是8MHz的晶振，这里按照自己单片机的实际晶振可做修改，然后点击“序号3”，再点击“序号4”，最后把“序号5”的框中改为72，这里配置的系统时钟频率是72MHz，也可以自己选择配置成自己想要且合理的系统时钟频率。
图2.13
配置SPI通信。如图2.14所示，选择“序号1”的Connectivity，点击“序号2”的SPI1，然后点击“序号3”的菜单下拉框，选择“Full-Duplex Master”，继续点击“序号4”出现下面的选项框，找到“序号5”，把这个“Prescaler”改成16，注意不管怎么配置，一定要确保“序号5”下面一行的Baud Rate为4.5Mbits/s或者更高。
图2.14
配置USART串口。如图2.15所示，选择“序号1”，点击序号“2”，选择“USART1”，然后点击“序号3”的菜单下拉框，选择“Asynchronous”,然后点击“序号4”弹出选择框，找到“序号5”，把波特率改为“9600 Bit/s”，这样串口通信就配置好了。
图2.15
配置USART串口中断。如图2.16所示，选择“序号1”，在点击“序号2”的USART1，选择“序号3”的 “NVIC Settings”，然后勾选“序号4”，使能串口中断。
图2.16
项目管理工程配置。如图2.17所示，先点击“序号1”，然后在“序号2”的框中为自己的工程文件取名字，我这里取名为“STM_M”，再在“序号3”中选择自己工程文件的存储位置，最后在选择框“序号4”中选择“MDK-ARM”。
图2.17
项目管理代码生成器配置。如图2.18所示，选择“序号1”，然后点击“序号2”，这里选项的意思是该工程文件只生成必要的函数库文件，再勾选上“序号3”，最后选择点击“序号4”完成工程代码的生成。
图2.18
三、Keil文件配置及其代码编写
3.1 射频芯片底层驱动文件配置
本文使用E22系列模块，使用的射频芯片为sx126x，可以在Semtech官网进行下载sx126x驱动文件，下载地址如下
https://github.com/Lora-net/sx126x_driver/archive/refs/tags/v2.3.2.zip
把下载好的文件解压缩，得到“sx126x_driver-x.x.x”文件夹，把此文件夹移动到XX\STM32_M\Drivers项目的驱动文件夹下。打开keil工程“STM32_M.uvprojx”，按照如图3.1所示，添加sx126x驱动.c文件。
图3.1
再通过图3.2所示，添加sx126x驱动.h文件。注意“序号5”文件路径是XX\STM32_M\Drivers\sx126x_driver-2.3.2\src。
图3.2
3.2 编写射频模块硬件抽象层代码
e22_hal.c代码见附件1，e22_demo.c代码见附件2。
在XX\STM32_M\Core\Src文件下创建“e22_hal.c”文件，名字可以自己取。然后按照图3.3所示，添加e22_hal.c文件。
图3.3
然后在e22_hal.c文件中进行代码的编写，先引用sx126x、gpio和spi的头文件，如图3.4所示。
图3.4
编写射频模组复位函数和状态忙等待函数，如图3.5所示。
图3.5
编写射频模组唤醒函数，如图3.6所示。
图3.6
编写射频模组寄存器写入函数，如图3.7所示。
图3.7
编写射频模组寄存器读取函数，如图3.8所示。
图3.8
编写射频模组发送和接收切换函数，如图3.9所示。
图3.9
最后在e22_hal.h文件的最末尾加上如下代码，详细见图3.9(2)所示。
sx126x_hal_status_t sx126x_rf_switch_tx(void);
sx126x_hal_status_t sx126x_rf_switch_rx(void);
图3.9(2)
在XX\STM32_M\Core\Src文件下创建“e22_demo.c”文件和e22_demo.h，名字可以自己取。然后在Keil中像添加e22_hal.c文件一样添加e22_ demo.c文件。
然后在e22_demo.c文件中进行代码编写，如图3.10所示，引用头文件和书写相关结构体，注意配置默认参数时，要注意自己模块的初始频率，本文使用的170MHz的频率，因此选择frequency_mhz = 170。
图3.10
编写射频模组SPI读写测试和晶振启动测试函数，如图3.11所示。
图3.11
编写射频模组初始化函数，如图3.12所示，注意图中红色框框的内容，选择自己模块的对应频率，本文使用模块的频率为170Mhz。
图3.12
编写射频模组重新配置参数函数，如图3.13所示。
图3.13
编写射频模组的射频发射函数，如图3.14所示。
图3.14
编写射频模组的持续接收函数，如图3.15所示。
图3.15
编写射频模组查询是否有接收数据的函数，如图3.16所示。
图3.16
编写射频模组中断响应函数，如图3.17和图3.18所示。
图3.17
图3.18
3.3 其他细节代码
在main.h文件中，添加头文件引用，结构体和函数声明，代码如下，具体见图3.19和2.20所示。
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
typedef struct
{
int lora_sf;
int lora_bw;
int lora_cr;
int frequency_mhz;
int tx_power;
int tx_count;
}menu_config_t;
extern menu_config_t user_config;
void e22_demo_init( void );
void e22_demo_menu_config( menu_config_t *config );
void e22_demo_transmit( uint8_t *buffer , uint8_t length );
void e22_demo_receive( void );
void e22_demo_dio1_interrupt_callback(void);
bool e22_demo_check_rx_done( uint8_t *buffer, uint8_t * length , int8_t *rssi);
图3.19
图3.20
在stm32f4xx_it.c文件中（不同型号的单片机的文件名不一样），添加中断回调函数，最好在void EXTI3_IRQHandler(void)函数下方，添加如下函数，详细见图3.21所示。
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if( GPIO_Pin == DIO1_Pin )
{
e22_demo_dio1_interrupt_callback();
}
}
图3.21
四、应用与实现
4.1 接收
在main.c文件中，while(1)前面和while(1)里面添加如下代码，详细见图4.1所示。
e22_demo_init();
e22_demo_menu_config( &user_config );
e22_demo_receive();
static uint8_t rx_mode_buffer[255];
static uint8_t rx_mode_length = 0;
int8_t rx_rssi = 0;
if( e22_demo_check_rx_done( rx_mode_buffer, &rx_mode_length, &rx_rssi) == true )
{
/* 如果接收到数据，灯进行闪烁 */
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
}
图4.1
软件配置好了，接线按照STM32CubeMX配置的进行连线，下图4.2是本文使用的单片机与模块的接线，最后下载程序到单片机，射频模块接上天线，最终完成接收的功能。注意，接收到信息并未处理，请自主实现，本教程模组接收到信息时，对应LED灯闪一下。
图4.2
4.2 发送
在main.c文件中，while(1)前面和while(1)里面添加如下代码，详细见图4.3所示。
e22_demo_init();
e22_demo_menu_config( &user_config );
e22_demo_receive();
uint8_t value[12] = {0x54,0x58,0x2E,0x30,0x31,0x30,0x2E,0x30,0x30,0x34,0x2E,0x00};
uint8_t tx_length = 0;
e22_demo_transmit( (uint8_t*)value , 12);
HAL_Delay(500);
HAL_GPIO_WritePin( LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(500);
图4.3
软件配置好了，接线按照STM32CubeMX配置的进行连线，最后下载程序到单片机，射频模块接上天线，最终完成发送的功能，每隔0.5秒发送一包数据。