淺談CC1101驅動在STM32F103的移植

本文主要是關于CC1101的相關介紹，并著重對CC1101驅動在STM32F103的移植進行了詳盡的闡述。

淺談CC1101驅動在STM32F103的移植

首先明確：CC1101是通過SPI與MCU進行通信的。根據從TI官方上獲得CC1101驅動，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，對于SPI的移植，直接參考STM32開發板上關于通過SPI操作Flash示例代碼，對于SPI的配置與TI提供的驅動代碼里的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。當然，這里使用到了串口，所以需要同時將串口的代碼實現，同樣參考串口實例。

其次，當STM32與CC1101的SPI通信完成后，果斷開始CC1101后續驅動的移植。移植過程中，所有變量名、函數名與TI提供的驅動里的保持一致，當然CC1101寄存器配置也保持移植。對于移植初期，我并沒有太多的關心CC1101的時序問題，只關心怎么去移植，這也是自己的一個不好的習慣，所以初期移植的時候，對著TI提供的驅動代碼，TI代碼里有什么函數，我也移植什么函數；函數里有CS管腳的操作，也對應在操作在STM32下定義的CS管腳；TI里延時多長，我也跟著在STM32下延時相應的時間。整個驅動移植下來，關于CC1101的驅動函數也大多了然在心了。

最后，TI驅動里提供的是輪詢的方式收發數據，對于初期來說，首先需要實現CC1101的工作，編譯調試移植到STM32上的CC1101驅動代碼，看見數據從接收端串口打印出的那瞬間，心情真心不錯基于STM32F103的CC1101驅動移植。

當然，輪詢的方式并不適合我在實際中應用，改用中斷方式接收數據，且使用FIFO小于64BYTE，對于中斷接收，做如下總結：

方法一：配置寄存器IOCFGx.GDOx_CFG=0x06（可查看CC1101數據手冊通用引腳部分），以下降沿觸發中斷。

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

對于中斷的試用，具體可根據對IOCFGx.GDOx_CFG的配置實現。

本以為，這樣之后就完成了CC1101的驅動移植，最后才知道，自己菜得不行，移植的代碼只是純粹的數據收發，當導師問道有無CCA、CS檢測等等，我就茫然了，恰好又是期末了，大牛導師最后自己去重新移植了有CCA檢測機制的驅動（主要參考TI官方提供的SimpliciTI代碼），心里真心難受基于STM32F103的CC1101驅動移植，好失敗，后期只對CC1101驅動進行了維護和改進。

關于在后期維護和改進中，主要解決兩個問題：

1.通信距離

測試參考SimpliciTI移植的CC1101驅動，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，通過增加發射功率PA值，通信距離也不太明顯。查閱資料，通信距離與應用環境、通信速率、PA等有關，與是準備將它通信速率（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 軟件進行配置。速率改變也必須注意CCA監測過程中RSSI可用等待時間，RSSI可參考其TI提供的DN505文檔。最后，通過降低傳輸速率，將PA值設為10db，測試通信距離在空曠場地下可達到200多米，可穿透三堵墻，已經滿足項目需要。但測試期間，修改后的10K速率驅動，經常CCA檢測失敗，雖然通過DN505文檔修改了RSSI等待的時間，但依舊這樣，最終此問題糾結了我3天，最后突發奇想地去修改了調制解調方式為2-FSK后，CCA檢測正常運行，至今還是沒明白為什么會這樣。

2.關于GDO0的問題

由于項目中是定時發送數據，接收端采用GDO0以中斷方式接收數據，但在測試中發現，終端正常運行不定時間后，中斷無法產生，調試為發現FIFO溢出等，通過去TI論壇上查找，發現有類似問題，但沒有徹底的解決方法，目前主要通過設置定時閾值，超過閾值未接收到數據，就判定為GDO0中斷出現問題，便執行FIFO刷新操作，然后終端又能繼續正常運行，

CC1101與STM32的低功耗

1.stm32低功耗

（1）進入stop模式

由于項目需要在睡眠時也保留RAM的數據，顧考慮采用stop模式以減少STM32 的功耗，進入stop的方法很簡單，直接調用庫函數中的 PWR_EnterSTOPMode（PWR_Regulator_LowPower， PWR_STOPEntry_WFI）; 此處，我選擇了關閉電壓轉換器以進一步降低功耗，使用指令WFI進入，關于STOP進入方式的選擇，可參考前文提供的博客。

（2）STM32的喚醒

由于，應用中采用發送完數據變進入休眠，并定時喚醒發送，且STOP模式下RTC正常工作，所以在本應用中采用了RTC鬧鐘周期中斷喚醒，對于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時鐘的選擇，選擇RCC_LSE ，時間比較精確，但會產生相對長一點的喚醒時延選擇；RCC_LSI，時間則不那么準確，且功耗要多一點，但產生的喚醒時延較小，具體可查閱STM32使用手冊關于低功耗部分的介紹。

2.CC1101低功耗

（1）進入掉電模式

CC1101進入IDEL狀態 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.調試低功耗

前期調試，只分別測試了STM32和CC1101在休眠功能上的實現，即是否能進入休眠以及是否能夠成功進行喚醒，未對實際功耗進行測試（由于硬件的特殊性）。

后期第一次測試STM32+CC1101整體模塊低功耗模式下功耗為4點幾mA，頓時就無語了關于STM32低功耗+CC1101低功耗；然后果斷挑斷模塊上的所有LED燈，再次測試，功耗直接降到1mA左右，此時雖然有所下降，但離手冊上的幾uA真不是一個檔次的，但對于菜鳥的我此時根本不知道怎么繼續減少功耗了，好吧，我只有去茫茫網絡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，并關閉所有不用的PIN，但最終測試功耗依然未降低，這就納悶了，為啥還是每降低呢關于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，同時在有個低功耗經驗師兄的提醒下，果斷參考了其官方提供的超低功耗代碼關于STM32低功耗+CC1101低功耗，并在自己的項目中進行如下操作：

在每次進入休眠前：

#關閉所有時鐘以及外設（如本項目中用到的串口、SPI、timer）

#將所有I/O口改為GPIO_Mode_AIN狀態

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：

#開啟休眠前所關閉的對應時鐘以及外設

#初始化使用到的GPIO口

添加了如上的處理后，再次測試低功耗，終于讓我看見了uA級別的功耗關于STM32低功耗+CC1101低功耗，但功耗最低時在40uA左右，與根據芯片手冊提供的低功耗數據相比，還是有很大的距離，不過至此，通過軟件進一步實現低功耗，我已經無法再想到其他的方法，外設該關的都已經關掉，功耗在40uA左右，目前能想到的就是硬件上功耗降降低，

結語

關于CC1101的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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