全面拆解和构建5G物联网：LoRa终端--射频芯片SX1261 SX1262的收发数据的全寄存器设置

本文详细介绍了SX1261/2收发数据包的整个流程以及所有相关寄存器的设置。

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一. 射频芯片功能模式以及与MCU之间的操作接口

1. 功能模块

2. 操作接口

在上述电路中，MCU通过SPI接口访问LoRa芯片内部的寄存器，也是通过SPI接口操作芯片内部的FIFO，用于收发数据包。

不同于那些把所有操作都直接基于“寄存器地址空间”访问的芯片，LoRa视频芯片暴露给MCU的是：基于“命令”的访问。有点类似所谓的AT命令的格式。

因此MCU是通过“命令”的方式配置、管理、控制LoRa芯片的工作方式。

同时MCU也是通过“命令”的方式，从LoRa内部data buffer中读取数据，向LoRa内部data buffer中写入数据。

SX1261/2通过GPIO busy管脚向MCU指示，当前是否正在执行某一个命令，命令的执行是否完成，以允许或禁止执行下一个命令。

MCU可以通过置位NSS复位管脚，强制SX1261/2终止正在执行的命令。

3.命令格式：

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二、数据帧的发送过程

0. power on and come into standby mode.

1.If not in STDBY_RC mode, then go to this mode with the command SetStandby(...)：切换到standby 模式

standby有两种模式，一种是RC13M工作时钟， 有VBAT电池管脚供电； 另一种是XTAL_32M工作时钟，有VDD管脚供电。

2.Define the protocol (LoRa orFSK) with the command SetPacketType(...)：设置调制解调器的类型

3.Define the RF frequency with the command SetRfFrequency(...)：设置过载频频率的中心频点

该公式的含义是：

FXTAL:静态震荡器的频率，在这里是32M = 32 * 10^6.

2^25是对静态震荡器32M进行分频的分频因子，相除以后得到的结果，表明每个二进制比特所代表的频率粒度，或者载波频率设置的步长。

RF_frefq：是期望的频率，比如433M或470M或其他数值。

RF_requency：期望的载波频率所对应的寄存器的值。

4.Define the Power Amplifier configuration with the command SetPaConfig(...)：设置功率放大器功率放大倍数

设置Device最大的输出功率，很显然，SX1261和SX1262的最大功率是不一样的。

5.Define output power and ramping time with the command SetTxParams(...)：设置功率放大的参数

定义的是某次发送数据包时的功率。

6.Define where the data payload will be stored with the command SetBufferBaseAddress(...)：设置发送Bufffer的起始地址

7.Send the payload to the data buffer with the command WriteBuffer(...)：把需要发送payload数据写到buffer中。

把数据写到基地址+offset

注意：

写入buffer中存放的数据只包括payload净荷，不包括帧头信息：前导，同步字，长度和地址。发送时，这些信息存放在寄存器中，有自动添加到发送的物理帧中。无论是变长帧还是股东长度帧，长度域不在净荷中。

8.Define the modulation parameter according to the chosen protocol with the command SetModulationParams(...)：设置调制器的参数

这里分FSK和LoRa调制解调器参数，参见如下：

（1）设置FSK调制器参数

• 设置波特率

• 设置带宽

• 设置FDA

FSK上述三个参数的制约关系：

（2）设置LoRa调制解调器的参数

• 扩频因子设置

• 基带信号的带宽设置（必须大于扩频后最小带宽的要求）

• FEC纠错码长度设置

• 低速率优化功能开关设置

9. Define the frame format to be used with the command SetPacketParams(...)：定义物理层帧的格式，主要是帧头信息，前导，同步字，长度和地址。数据净荷已经在第7步准备好了。

（1）设置FSK物理帧参数：

• 发送的物理层帧的前导字节的长度：（每个字节的前导的模式为0x55，即0x0101 01010）

• 接收的物理帧的前导字节的长度：

• 同步字的长度：

同步字的模式，可以通过WriteReg来设定

• 节点的地址控制开关：

节点地址是用来过滤的，因此该参数用于接受一侧的过滤，主要用于点对多点的通信模式，不能用于点对点通信。

在这种模式下，每个节点只能接收地址域与自己一致的数据包。

• 允许接受的广播地址：

• 设置数据包的长度类型：定长或变长，如果接收和发送方采用定长模式，则在数据包中就不包含长度信息，节省了数据量。

• payload的长度：发送payload长度，以及接收的最大数据的payload的长度。

• CRC类型

• 白噪声编解码使能：

（2）LoRa物理层帧的设置

• 前导位长度设置

• payload长度特性设置：可变还是固定

• 固定payload长度指定（在headerType=01时才有意义）

• CRC使能设置

• IQ反转设置（通常情况下，不需要更改此设置）

（3）CAD参数设置

10.Configure DIO and IRQ: use the command SetDioIrqParams(...) to select TxDone IRQ and map this IRQ to a DIO (DIO1, DIO2 or DIO3): 设置哪个IO哪些IO管脚用于发送中断。

Irq：定义使能哪些中断，如下是支持的中断源

DIO1-3：用于设置DIO1-3管脚是否要向外请求中断。

11.Define Sync Word value: use the command WriteReg(...) to write the value of the register via direct register access：定义双方的物理层帧的同步字。

12.Set the circuit in transmitter mode to start transmission with the command SetTx(). Use the parameter to enable Timeout：启动发送

13.Wait for the IRQ TxDone or Timeout: once the packet has been sent the chip goes automatically to STDBY_RC mode：MCU等待发送的完成或超时。一旦发送数据完成，切换芯片的状态，进入standby模式。

14.Clear the IRQ TxDone flag：清除发送中断。

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三、数据帧的接收过程

接收的过程与发送的过程大体相同

0. power on and come into standby mode：重启进入standby模式

1.If not in STDBY_RC mode, then set the circuit in this mode with the command SetStandby()：进入standby模式

2.Define the protocol (LoRa® or FSK) with the command SetPacketType(...)：设置调制解调器的类型

3.Define the RF frequency with the command SetRfFrequency(...)：设置过载频频率的中心频点

4.Define where the data will be stored inside the data buffer in Rx with the command SetBufferBaseAddress(...)：设置数据用于接收数据净荷的其实内存的地址。

5.Define the modulation parameter according to the chosen protocol with the command SetModulationParams(...)：定义解调器的参数。

6.Define the frame format to be used with the command SetPacketParams(...)：定义允许接收的合法的数据帧的格式，这也要是帧头信息：，前导，同步字，长度和地址。

这里还包括广播地址和自身的地址信息。地址信息用于指明，数据帧是否属于自己，如果地址与自动的地址不一致，需要丢掉该物理层的帧。

7.Configure DIO and irq: use the command SetDioIrqParams(...) to select the IRQ RxDone and map this IRQ to a DIO (DIO1 or DIO2 or DIO3), set IRQ Timeout as well.：定义用于接收终端的IO管脚信息。

8.Define Sync Word value: use the command WriteReg(...) to write the value of the register via direct register access：定义物理层帧的同步字。

9.Set the circuit in reception mode: use the command SetRx(). Set the parameter to enable timeout or continuous mode：进入接收模式，启动数据的接收。

10.Wait for IRQ RxDone or Timeout: the chip will stay in Rx and look for a new packet if the continuous mode is selected
otherwise it will goes to STDBY_RC mode.

等待有效数据的接收，

如果不是连续接收模式，自动关闭接收，进入standby模式，

如果是 连续接收模式，允许呆在Rx模式，继续接收数据包，这种模式就需要Mux一边读数据，射频芯片一边收数据。

11.In case of the IRQ RxDone, check the status to ensure CRC is correct: use the command GetIrqStatus()：

Note:
The IRQ RxDone means that a packet has been received but the CRC could be wrong: the user must check the CRC before
validating the packet.

如果RxDone中断，还需要检查数据包的CRC是否正确，MCU以决定，是否需要接纳该数据包 。

12.Clear IRQ flag RxDone or Timeout: use the command ClearIrqStatus(). In case of a valid packet (CRC OK), get the packet length and address of the first byte of the received payload by using the command GetRxBufferStatus(...)：清除接收中断，获取接收到的数据包的长度。

13.In case of a valid packet (CRC OK), start reading the packet：如果CRC OK, 则从Buffer中读取数据包。

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