在APT-Pi与LoRa上使用lora-radio-driver软件包的步骤

1 前言

1 前言

本文主要描述了如何在APT-Pi平台与LoRa扩展板(LRS007)从零开始使用lora-radio-driver软件包，开发环境采用RT-Thread Studio 2.0.0、MDK5.29。 LoRa-Radio-Driver软件包的使用可详见《LoRa-Radio-Driver软件包使用说明》。

1.1 准备工作

1.1.1 所需硬件

ART-Pi 开源平台

RT-Thread官方开源硬件平台

LoRa扩展板(LRS007)

LRS007是根据APT-Pi主板设计的LoRa模块扩展板，支持多种不同频点、不同类型的LoRa模块，可同时支持2路SPI的LoRa模块，可根据实际需要灵活组合

LSD4RF-2R717N40 (SX1268,470M频段)

LSD4RFC-2L722N10 (LLCC68,470M频段)

LSD4RF-2R822N30 (SX1262,868\915M频段)

…

1.1.2 所需软件

IDE开发工具

RT-Thread Studio 最新版本

MDK5

RT-Thread操作系统

lora-radio-driver软件包

lora spi驱动

multi-rtimer软件包

低功耗定时模块

2 基于RT-Thread Studio的开发

2.0 安装最新APT-Pi SDK包

若首次使用RT-Thread Studio\ART-Pi或者需更新为最新SDK包，点击SDK管理器图标

，在“Board_Support_Packages”——>“STMicroelectronics”选择最新的“STM32H750-RT-ART-Pi”安装。

2.1 新建RT-Thread Studio工程

2.1.2 新建项目

RT-Thread Studio“文件”——>“新建”——>“RT-Thread项目”

在弹出的“新建项目”对话中，选择“基于开发板”——>“开发板”——>“STM32H750-RT-ART-PI”——>“示例工程”——>“art_pi_blink_led”,根据实际需求，重命名“Project name”部分的内容.

2.2 配置lora-radio-driver软件包

lora-radio-driver已适配ART-Pi与LRS007，可根据实际需要，直接勾选lora-radio-driver软件包对应的功能配置。具体实现原理也可以查看lora-radio-driver的配置文件Kconfig

首先使能lora-radio-driver软件包，点击Studio工程左侧”RT-Thread Settings”,勾选”软件包”->”peripheral libraries and drivers”->”lora_radio_driver”。

或者在“软件包中心”点击“立即添加”，搜索lora关键字，选择“lora_radio_driver”——>“添加”

2.2.1 在[lora-radio-driver软件包]配置LoRa模块关联的GPIO口

在“lora_radio_drier”软件包中，可根据实际需要选择LRS007的RF通道（RF_A或者RF_B），然后配置APT-Pi与LRS007上LoRa模块实际工作所关联的GPIO口。

PS:注意当前lora-radio-driver软件包当前只支持单实例（单通道）

2.2.1.1 选用ART-Pi与LRS007的RF_A通道

若LRS007 RF_A通道M5位号贴装LSD4RF-2R717N40[SX1268]，RF_A使用了SPI2，M5接口电路如下所示

lora-radio-driver软件包Kconfig配置实现，如下所示

2.2.1.2 选用ART-Pi与LRS007的RF_B通道

若LRS007 RF_B通道M6位号贴装LSD4RF-2R717N40SX1268，RF_B使用了SPI4，M6接口电路如下所示

lora-radio-driver软件包Kconfig配置实现，如下所示

2.2.2 在[Hardware Drivers Config]配置LoRa模块所使用的SPI外设

2.2.2.1 Kconfig使能SPI外设

在完成上述“2.2.1”操作后，在ART-Pi硬件平台，RT-Thread Studio会根据lora-radio-driver软件包的Kconfig文件，自动使能LoRa模块所使用的SPI外设.

注意因为.config文件会保存上一次的值，如果是从已生效的配置切换为其他LoRa模块，则需要先删除.config的配置项”LORA_RADIO_SPI_SETUP”，或者直接手动设置，比如“Setup LoRa Radio Spi Name” 由 spi2 修改为 spi4。

lora-radio-driver软件包的Kconfig使能所使用SPI外设的语法，如下示例：

menuconfig LORA_RADIO_DRIVER_USING_TRAGET_BOARD_ART_PI_AND_LRS007_RF_A

bool "APR-Pi [STM32H750XB] and LRS007 RF_A Channel"

config LORA_RADIO_SPI_SETUP

bool

  select BSP_USING_SPI

  select BSP_USING_SPI2

  default y

可以在RT-Thread Studio的“硬件” -> “Hardware Drivers Config”——> “On-chip Periopheral”——> “Enable SPI”进一步查看SPI是否正确打开

注：

将lora radio driver软件包移植到新的硬件平台，则需根据实际情况,在board\Kconfig增加实际LoRa模块所使用的SPI外设，然后手动勾选。

board\Kconfig中使能SPI外设语法，如下所示

menuconfig BSP_USING_SPI

    bool "Enable SPI"

    default n

    select RT_USING_SPI

    if BSP_USING_SPI

        config BSP_USING_SPI1

            bool "Enable SPI1"

            default n

        config BSP_USING_SPI2

            bool "Enable SPI2"

            default n

        config BSP_USING_SPI4

            bool "Enable SPI4"

            default n

    endif

2.2.2.2 使用STM32CubeMX配置SPI外设

点击\board\CubeMX_Config.ioc，根据实际使用的RF通道，使能对应的SPI外设。

ART-Pi与LRS007的RF_A 通道使用SPI2

ART-Pi与LRS007的RF_B 通道使用SPI4

很重要的一步是手动更新 \board\board.c中的系统时钟配置函数system_clock_config()，如此处使能SPI2，因此需增加RCC_PERIPHCLK_SPI2初始化，如下所示

void system_clock_config(int target_freq_mhz)

{

PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_LTDC|RCC_PERIPHCLK_USART3

                          |RCC_PERIPHCLK_UART4|RCC_PERIPHCLK_SPI4

                          |RCC_PERIPHCLK_SPI1|RCC_PERIPHCLK_SPI2|RCC_PERIPHCLK_SDMMC

                          |RCC_PERIPHCLK_ADC|RCC_PERIPHCLK_USB

                          |RCC_PERIPHCLK_FMC;

}

2.2.3 定时服务

LoRa Radio Driver所需定时服务支持2种方式，分别是

基于RT-Thread内核RT_Tick

基于multi-rtimer软件包

若使用multi-rtimer，则需要开启硬件RTC功能.

点击 ..\project\lrs007_lora_radio\board\CubeMX_Config\CubeMX_Config.ioc，开启STM32CubeMX，然后使能RTC外设。

2.2.3.1 开启LSE支持

如果应用需要精确的ms级别的定时\超时服务，需选择RTC的时钟源由外部低频晶振(LSE)来驱动。开启STM32CubeMX，使能RCC的LSE功能。

使能LSE

RTC的时钟源选择为LSE

将STM32CubeMX新生成的系统时钟配置（LSE关联部分）手动添加到project\lrs007_lora_radio\board.c\system_clock_config()函数中

void system_clock_config(int target_freq_mhz)

{

HAL_PWR_EnableBkUpAccess();

__HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);

// ...

RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI48|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE

    |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;

RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON;

//....

PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;

if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)

{

    Error_Handler();

}

}

3 基于MDK5的开发

3.1 新建MDK工程

按照”2.1”章节新建一个示例工程，该示例工程包含了MDK的工程。

点击新建工程目录下mklinks.bat 或者以管理员权限打开 windows 命令行，执行 mklink 命令，分别为 rt-thread 及 libraries 文件创建符号链接

mklink /D rt-thread ....\rt-thread

mklink /D libraries ....\libraries

3.1.1 配置MDK的APT-Pi下载算法

首次使用MDK，需要将sdk-bsp-stm32h750-realthread-artpi\debug\flm\ART-Pi_W25Q64.FLM复制到MDK本地安装目录\ARM\Flash下。

连接APT-Pi后，“Debug”选择“ST-Link Debugger”，自动识别出下载算法。

3.2 配置lora-radio-driver软件包

使用 ENV 工具，使能”RT-Thread online packages “->”peripheral libraries and drivers”->”lora_radio_driver”，根据实际需要配置lora-radio-driver软件包，然后保存退出。

使用 ENV 工具执行 scons —target=mdk5即可

4 LoRa-Radio-Driver软件包测试

使用lora-radio-driver自带的shell命令示例代码可以进行lora模块的功能测试与验证、空口数据抓包（监听）等。

在“lora-radio-driver”软件包中使能”Enable LoRa Radio Test Shell”，编译后下载到APT-Pi。

LoRa点对点通信测试至少需要准备两个LoRa设备(一个作为主机(master)，另外一个作为从机(slaver))。

lora-radio-driver自带的shell命令测试示例，如下图(lora-radio-llcc68-1268-v12-r.gif)所示。

4.1 测试Case1 默认配置

默认配置指的是不使能“Enable LoRa Radio Debug”、同时只使用rt_kprintf，未使能ulog日志输出的情况。

在msh输入lora probe，检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。

在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。

msh >lora ping -s

Slaver Address(SA):[0x1020304]

Stay to Rx Continuous with freq=470300000, SF=7, CR=1, BW=0

在主机侧msh输入lora ping -m，开启lora双向通信测试.默认通信次数为10次ping pong测试，ping测试完成后，主机侧会输出本次测试结果。

可以在 lora ping -m命令后面设定测试次数，如lora ping -m 1000,设置测试次数为1000次

4.2 测试Case2 使能详细日志输出

使能“Enable LoRa Radio Debug”，根据需要勾选所需日志输出（spi访问、lora芯片驱动、radio上层驱动等）

在msh输入lora probe，检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。

在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。

在主机侧msh输入lora ping -m，开始lora双向通信测试，此时会看到增加了phy等日志信息的输出

4.3 测试Case3 开启ulog日志功能

在4.2的基础上，进一步设置“组件”——>“工具”——>勾选“使能ulog”——>并勾选“使能ISR日志”，

“日志最的最大宽度”根据RAM情况实际设置，这里建议设置为384，保证较长的日志输出完整。

在msh输入lora probe，检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。

在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。

在主机侧msh输入lora ping -m，开始lora双向通信测试，此时会看到进一步增加了ulog携带的日志信息的输出

5 注意事项

使用RT-Thread Studio或者MDK下使用EVN工具，执行从一个LoRa模块切换到另外一个LoRa模块的时候（比如此处希望从LRS007 RF_B切换到LRS007 RF_A），可能会出现LoRa模块pin引脚号没有正确配置（使用的是之前的配置）的情况，解决方式：

首先取消勾选所有LoRa模块选项并保存（以清除本地已有的配置信息.config，也可以手动删除.config已有的LoRa模块引脚定义）

然后再次进入”Select Supported Target Board”，并选择目标LoRa模块

使用MDK出现”Can’t open file “rt-thread/kconfig”错误

原因：因为没有为 rt-thread 及 libraries 文件创建符号链接

解决方式：可参考“3.1 新建MDK工程”中创建符号链接。

原作者：ForestRain

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