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PRF: IO Pulse Transmitter

重要

此例程仅存在于特殊版本的SDK中,如有需要请联系Panchip。

1 功能概述

此项目演示了无线脉冲透传-发送端功能:通过IO口接收将外部的PWM波形,并通过2.4G传输给接收端设备。

发射端捕获上升沿和下降沿,在上升沿来到时,发个脉冲包,在下降沿来到时,再发个脉冲包。接收端(参考prf_io_pulse_rx)收到脉冲包后控制GPIO输出恢复原始脉冲。

系统框图:

image

IO Pulse 通信系统框图

2 环境要求

  • board: 支持 2.4G 功能的开发板

  • uart (option): 显示串口log

  • 脉冲输出: PAN1020 EVB 或者 手动调整IO输入。

  • 波形分析工具:逻辑分析仪或示波器。

需要搭配一个运行 prf_io_pulse_rx 的板子一起使用。

3 编译和烧录

例程位置:zephyr\samples_panchip\proprietary_radio\prf_io_pulse_tx

使用 ZAL 工具可以对其进行编译、烧录、打开 VS Code 调试等操作。关于 ZAL 工具的详细介绍请参考:Zephyr APP Launcher 工具介绍

4 演示说明

  1. 将”samples_panchip\proprietary_radio\prf_io_pulse_tx\PAN1020_PWM.hex“通过j-link烧录到PAN1020 EVB板。

    如果使用PAN1020 EVB作为脉冲产生器,需要一块PAN1020开发板,烧录 PAN1020_PWM.hex。这个例程会有两个输出:

    • PWM FREQ 50Hz: P2_3

    • PWM FREQ 1Hz: P2_4

  2. PAN1080 EVB板发射端的GPIO捕获端口P2_3和PAN1020 EVB板输出端口连接P2_3或P2_4,同时将捕获端口接到逻辑分析仪或示波器上。

  3. 配置接收端(参考prf_io_pulse_rx)。

  4. 在逻辑分析仪上检查输出波形。

4.1 演示结果

  1. PAN1020 PWM为50hz,占空比为50%,输出脉冲的宽度为10ms。发射端和接收端的波形如下:

    发射端:

    image

    发射端

    接收端:

    image

    接收端

    发射端和接收端的脉冲宽度相差1us。

    image

    发射端与接收端脉冲延迟

    发射端和接收端的脉冲延迟220us。

  2. PAN1020 PWM为1hz,占空比为1%,输出脉冲的宽度为10ms。发射端和接收端的波形如下:

    发射端:

    image

    发射端

    接收端:

    image

    接收端

    发射端和接收端的脉冲宽度无误差。

    image

    发射端与接收端脉冲延迟

    发射端和接收端的脉冲延迟220us。

5 性能指标

  • 支持带外传输:脉冲包通过私有2.4G传输,传输频点为2360~2510Mhz中的非标频点。

  • 一个脉冲的长度,约10ms - 80ms,脉冲的频率1hz~50hz。还原脉冲的精度误差小于1us。从发射端捕获脉冲到接收端还原脉冲的延迟小于10ms。

  • 为了确保传输过程中不丢包必须要用2.4G增强型模式,收发转换满足150us。

6 开发说明

发射端GPIO捕获上升沿和下降沿,上升沿和下降沿都会产生中断,每来一次中断发送一包2.4G数据。

6.1 GPIO初始化

static void callback_edge(const struct device *port, struct gpio_callback *cb,
			  gpio_port_pins_t pins)
{
	panchip_prf_payload_t tx_payload = {
		.data_length		= 4,
		.data				= { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, },
	};

	if (pins == BIT(2)) {
	}

	if (pins == BIT(3)) {
		panchip_prf_set_data(&tx_payload);
		panchip_prf_trx_start();
	}
}

void GPIO_Init(void)
{
	const struct device *port;

	port = device_get_binding(DT_LABEL(DT_NODELABEL(p2)));

	gpio_pin_configure(port, 2, GPIO_INPUT);
	gpio_pin_configure(port, 3, GPIO_INPUT);

	gpio_init_callback(&gpio_cb, callback_edge, BIT(2) | BIT(3));
	gpio_add_callback(port, &gpio_cb);

	gpio_pin_interrupt_configure(port, 2, GPIO_INT_EDGE_BOTH);
	gpio_pin_interrupt_configure(port, 3, GPIO_INT_EDGE_BOTH);
}

6.2 2.4G发射初始化

发射频点为带外频点2566Mhz:

pan_prf_config_t tx_config = {
		.work_mode			= PRF_MODE_NORMAL,
		.chip_mode			= PRF_CHIP_MODE_SEL_XN297,
		.trx_mode			= PRF_TX_MODE,
		.phy				= PRF_PHY_1M,
		.crc				= PRF_CRC_SEL_CRC8,
		.src				= PRF_SRC_SEL_NOSRC,
		.rx_timeout			= 50000,
		.rf_channel			= 2566,
		.tx_no_ack			= DISABLE,
		.nrf52_mode			= DISABLE,
		.rx_length			= 0,
		.addr_length		= 5,
		.addr				= { 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55 },
	};

2.4G初始化配置说明如下:

初始化配置的结构体“pan_prf_config_t”

Type

name

Description

prf_mode_t

work_mode

工作模式配置,包括普通型和增强型

prf_chip_mode_sel_t

chip_mode

xn297通信协议和nordic通信协议配置

prf_trx_mode_t

trx_mode

收发模式配置

prf_phy_t

phy

通信速率配置,可配置为1M和2M

prf_crc_sel_t

crc

数据包CRC配置,可配置为crc 16bit,crc 8bit,no crc

prf_scramble_sel_t

src

数据包扰码的配置,可配置为使用扰码和不使用扰码

uint16_t

rx_timeout

接收超时时间配置,最大50000us

uint16_t

rf_channel

2.4g频点配置,配置范围2402-2480Mhz

uint8_t

tx_no_ack

配置增强型模式下tx是否需要ack

uint8_t

nrf52_mode

nordic的长包模式配置,最大payload的长度为255

uint8_t

rx_length

rx接收数据包长度配置,增强型模式下可不配置

uint8_t

addr_length

接入地址长度配置,可配置为3、4、5字节

uint8_t

addr[5]

接入地址的内容

prf_mode_t:

Type

Value

Description

PRF_MODE_NORMAL

0

普通型

PRF_MODE_ENHANCE

1

增强型

prf_chip_mode_sel_t:

Type

Value

Description

PRF_CHIP_MODE_SEL_BLE

1

蓝牙模式

PRF_CHIP_MODE_SEL_XN297

2

XN297模式

PRF_CHIP_MODE_SEL_NORDIC

3

NORCDIC模式

prf_trx_mode_t:

Type

Value

Description

PRF_TX_MODE

0

2.4G发射

PRF_RX_MODE

1

2.4G接收

prf_phy_t:

Type

Value

Description

PRF_PHY_1M

1

1M通信速率

PRF_PHY_2M

2

2M通信速率

prf_crc_sel_t:

Type

Value

Description

PRF_CRC_SEL_NOCRC

0

no crc

PRF_CRC_SEL_CRC8

1

crc 8bit

PRF_CRC_SEL_CRC16

2

crc 16bit

prf_scramble_sel_t:

Type

Value

Description

PRF_SRC_SEL_NOSRC

0

不使能扰码

PRF_SRC_SEL_EN

1

使能扰码

6.3 2.4G各中断处理

void event_tx_fun(void)
{
	printk("tx done\n");
}

void event_rx_fun(void)
{
	panchip_prf_payload_t rx_payload;

	rx_payload.data_length = panchip_prf_data_rec(&rx_payload);
	printk("rx data:");
	data_printk(rx_payload.data, rx_payload.data_length);
}

void event_rx_timeout_fun(void)
{
	printk("rx timeout\n");
}

void event_crc_err_fun(void)
{
	printk("rx data crc err\n");
}

void event_pid_err_fun(void)
{

}

注:此例程对时间要求较高,因此在GPIO中断和LL中断中不宜添加打印或者执行时间长的代码。

7 RAM/Flash资源使用情况

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
FLASH:       30688 B      256 KB      11.71%
SRAM:        10592 B        64 KB     16.16%