15_hopping 跳频通信例程¶
一、简介¶
本例程演示 PAN211 芯片的跳频通信功能，包含主动跳频和被动跳频两种模式。主动跳频模式下，发送端和接收端按照预定的跳频序列同步跳频；被动跳频模式下，接收端在超时后自动跳频。
二、条件说明¶
芯片工作模式：PAN211_CHIPMODE_XN297
CRC：2字节
数据速率：1Mbps
SPI类型：3线SPI
跳频通道：3个通道（20, 40, 65）
数据长度：8字节（7字节应用数据 + 1字节序列号）
工作模式：普通型
发送功率：9dBm
跳频间隔：10ms（主动跳频）/ 30ms（被动跳频）
三、接口（移植）实现¶
根据硬件实现以下配置：
SPI_CS引脚配置为推挽输出
SPI_SCK引脚配置为推挽输出
SPI_DATA引脚配置为推挽输出或输入模式，低功耗模式下需配置为输入模式并启用上拉电阻
#define SPI_CS_HIGH CS_PIN = 1 /* 将SPI_CS引脚设置为高电平 */
#define SPI_CS_LOW CS_PIN = 0 /* 将SPI_CS引脚设置为低电平 */
#define SPI_SCK_HIGH SCK_PIN = 1 /* 将SPI_SCK引脚设置为高电平 */
#define SPI_SCK_LOW SCK_PIN = 0 /* 将SPI_SCK引脚设置为低电平 */
#define SPI_DATA_HIGH DATA_PIN = 1 /* 将SPI_DATA引脚设置为高电平 */
#define SPI_DATA_LOW DATA_PIN = 0 /* 将SPI_DATA引脚设置为低电平 */
#define SPI_DATA_STATUS DATA_PIN /* 读取SPI_DATA引脚状态 */
#define SPI_DATA_OUTPUT GPIO_SetModeByPin(P4_3, GPIO_MODE_OUTPUT) /* 配置SPI_DATA引脚为输出模式 */
#define SPI_DATA_INPUT GPIO_SetModeByPin(P4_3, GPIO_MODE_INPUT) /* 配置SPI_DATA引脚为输入模式 */
根据实际使用的MCU修改SPI接口初始化代码：
/**
* @brief 初始化PAN211 3线SPI接口
* @param 无
* @return 无
* @note 该函数配置SPI_SCK、SPI_CS和SPI_DATA引脚为GPIO模式，并设置为输出模式
* @note PAN211没有独立中断引脚，可开启SPI_DATA引脚中断复用功能
* @note PAN216具有独立中断引脚，可通过P4_5来检测PAN216的中断事件
*/
void BSP_3LineSPIInit(void)
{
CLK_AHBPeriphClockCmd(CLK_AHBPeriph_GPIO, ENABLE);
// 将引脚配置为GPIO模式，以软件SPI实现
SYS_ConfigMFP(P4_0, SYS_MFP_GPIO); // SPI_SCK
SYS_ConfigMFP(P4_1, SYS_MFP_GPIO); // SPI_CS
SYS_ConfigMFP(P4_3, SYS_MFP_GPIO); // SPI_DATA
SYS_ConfigMFP(P4_5, SYS_MFP_GPIO); // IRQ引脚，PAN211未使用
GPIO_SetModeByPin(P4_1, GPIO_MODE_OUTPUT); // 配置SPI_CS为输出模式
GPIO_SetModeByPin(P4_0, GPIO_MODE_OUTPUT); // 配置SPI_SCK为输出模式
GPIO_SetModeByPin(P4_3, GPIO_MODE_OUTPUT); // 配置SPI_DATA为输出模式，后续根据时序需要设置为输入模式
GPIO_SetModeByPin(P4_5, GPIO_MODE_INPUT); // PAN211没有中断引脚，PAN216有中断引脚，配置为输入模式
P41 = 1; // SPI_CS置高，表示未选中
P40 = 0; // SPI_SCK置低，SPI时钟极性为低电平有效
P43 = 0; // SPI_DATA置低
GPIO_EnablePullupPath(P4, BIT3); // 将SPI_DATA引脚设置为输入模式，并启用上拉电阻
}
四、应用范例¶
1. 主动跳频模式¶
发送端配置¶
/* 跳频通道表 */
static const uint8_t HopChannels[] = {20, 40, 65}; /* 3个通道 */
#define HOP_CHANNEL_COUNT (sizeof(HopChannels)/sizeof(HopChannels[0]))
/* 发送计数和通道索引 */
static uint32_t TxCount = 0;
static uint8_t CurrentChannelIndex = 0;
/* 发送数据缓冲区 */
static uint8_t TxBuf[8]; /* 7字节应用数据 + 1字节序列号 */
/* 跳转到下一个通道 */
static void HopToNextChannel(void)
{
CurrentChannelIndex = (CurrentChannelIndex + 1) % HOP_CHANNEL_COUNT;
PAN211_SetChannel(HopChannels[CurrentChannelIndex]);
}
int main(void)
{
/* MCU 初始化 */
/* 初始化PAN211 */
if (PAN211_Init() != 1)
{
printf("PAN211 init failed.\r\n");
while (1);
}
/* 设置初始通道 */
PAN211_SetChannel(HopChannels[0]);
PAN211_ClearIRQFlags(0xFF);
printf("Active hopping TX demo started on CH%d\r\n", HopChannels[0]);
while (1)
{
test_value++;
/* 准备发送数据 */
memset(TxBuf, test_value, 7); /* 7字节应用数据 */
TxBuf[7] = (TxCount % 3) + 1; /* 序列号1,2,3循环 */
/* 发送数据 */
PAN211_WriteFIFO(TxBuf, sizeof(TxBuf));
PAN211_TxStart();
/* 等待发送完成 */
while (!IRQDetected());
/* 检查发送状态 */
while (1)
{
IRQFlag = PAN211_GetIRQFlags();
if (IRQFlag & RF_IT_TX_IRQ)
{
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_ALL_IRQ);
printf("Tx Count:%lu, Channel:%d, Seq:%d\r\n",
++TxCount, HopChannels[CurrentChannelIndex], TxBuf[7]);
break;
}
}
/* 发送3个数据包后切换通道 */
if(TxCount % 3 == 0)
{
HopToNextChannel();
}
/* LED指示 */
BSP_Led2Toggle();
/* 延时10ms */
BSP_DelayMs(10);
}
}
接收端配置¶
/* 跳频通道表 */
static const uint8_t HopChannels[] = {20, 40, 65}; /* 3个通道 */
#define HOP_CHANNEL_COUNT (sizeof(HopChannels)/sizeof(HopChannels[0]))
#define LOST_MAX_VALUE 10 /* 最大丢包数 */
#define REV_INTERVAL_NORMAL 10 /* 正常接收间隔 */
/* 接收计数和通道索引 */
static uint32_t RxCount = 0;
static uint8_t CurrentChannelIndex = 0;
static uint8_t LostCount = 0; /* 丢包计数 */
static uint8_t RevInterval = REV_INTERVAL_NORMAL; /* 接收间隔 */
static uint8_t HoppingInterval = 10; /* 跳频间隔 */
/* 接收数据缓冲区 */
static uint8_t RxBuf[8]; /* 7字节应用数据 + 1字节序列号 */
/* 跳转到下一个通道 */
static void HopToNextChannel(void)
{
CurrentChannelIndex = (CurrentChannelIndex + 1) % HOP_CHANNEL_COUNT;
PAN211_SetChannel(HopChannels[CurrentChannelIndex]);
}
/* 重置接收状态 */
static void ResetRevStatus(void)
{
LostCount = 0;
RevInterval = REV_INTERVAL_NORMAL;
}
int main(void)
{
/* MCU 初始化 */
/* 初始化PAN211 */
if (PAN211_Init() != 1)
{
printf("PAN211 init failed.\r\n");
while (1);
}
/* 设置初始通道并启动接收 */
PAN211_SetChannel(HopChannels[0]);
PAN211_ClearIRQFlags(0xFF);
PAN211_RxStart();
printf("Active hopping RX demo started on CH%d\r\n", HopChannels[0]);
while (1)
{
/* 检查是否收到数据 */
IRQFlag = PAN211_GetIRQFlags();
if (IRQFlag & RF_IT_RX_IRQ)
{
/* 读取接收到的数据 */
PAN211_ReadFIFO(RxBuf, 8);
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_ALL_IRQ);
/* 根据序列号决定跳频时间 */
switch(RxBuf[7]) /* 序列号 */
{
case 1: HoppingInterval = 25; break; /* 序列号1，25ms后跳频 */
case 2: HoppingInterval = 15; break; /* 序列号2，15ms后跳频 */
case 3: HoppingInterval = 5; break; /* 序列号3，5ms后跳频 */
default: HoppingInterval = 10; break;
}
printf("Rx Count:%lu, Channel:%d, Seq:%d, Hop in %dms\r\n",
++RxCount, HopChannels[CurrentChannelIndex], RxBuf[7], HoppingInterval);
/* 重置接收状态 */
ResetRevStatus();
timeout_count = 0; /* 重置超时计数器 */
/* LED指示 */
BSP_Led2Toggle();
}
else
{
/* 超时检测 */
timeout_count++;
if(timeout_count >= RevInterval)
{
timeout_count = 0;
LostCount++;
if(LostCount >= LOST_MAX_VALUE)
{
RevInterval = 100; /* 丢包过多时，切换到100ms超时 */
}
}
/* 跳频检测 */
if(timeout_count >= HoppingInterval)
{
timeout_count = 0;
HopToNextChannel();
HoppingInterval = 30; /* 切换频点后默认下一次跳频的时间间隔为30ms */
}
}
}
}
2. 被动跳频模式¶
接收端配置¶
/* 跳频通道表 */
static const uint8_t HopChannels[] = {20, 40, 65}; /* 3个通道 */
#define HOP_CHANNEL_COUNT (sizeof(HopChannels)/sizeof(HopChannels[0]))
/* 接收计数和通道索引 */
static uint32_t RxCount = 0;
static uint8_t CurrentChannelIndex = 0;
/* 接收数据缓冲区 */
static uint8_t RxBuf[8]; /* 7字节应用数据 + 1字节序列号 */
/* 跳转到下一个通道 */
static void HopToNextChannel(void)
{
CurrentChannelIndex = (CurrentChannelIndex + 1) % HOP_CHANNEL_COUNT;
PAN211_SetChannel(HopChannels[CurrentChannelIndex]);
}
int main(void)
{
/* MCU 初始化 */
/* 初始化PAN211 */
if (PAN211_Init() != 1)
{
printf("PAN211 init failed.\r\n");
while (1);
}
/* 设置初始通道并启动接收 */
PAN211_SetChannel(HopChannels[0]);
PAN211_ClearIRQFlags(0xFF);
PAN211_RxStart();
printf("Passive hopping RX demo started on CH%d\r\n", HopChannels[0]);
while (1)
{
if (IRQDetected()) /* 如果引脚上有中断事件 */
{
delay_count = 0;
while(1)
{
IRQFlag = PAN211_GetIRQFlags(); /* 获取中断标志 */
if (IRQFlag & RF_IT_RX_IRQ) /* 接收中断 */
{
PAN211_ReadFIFO(RxBuf, sizeof(RxBuf)); /* 读取FIFO数据到RxBuf缓冲区 */
PAN211_WriteFIFO(RxBuf, sizeof(RxBuf));
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_RX_IRQ); /* 清除接收中断标志 */
printf("Rx Count:%lu, Channel:%d\r\n",
++RxCount, HopChannels[CurrentChannelIndex]);
printf("+RxHexData:\r\n");
PrintHex(RxBuf, sizeof(RxBuf)); /* 以十六进制方式打印接收数据 */
BSP_Led3Toggle(); /* 切换LED3状态 */
}
else if (IRQFlag & RF_IT_TX_IRQ) /* 发送中断 */
{
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_TX_IRQ); /* 清除发送中断标志 */
printf(">> RF_IT_TX_IRQ[0x%02X].\r\n", IRQFlag);
BSP_Led2Toggle(); /* 切换LED2状态 */
break;
}
else if (IRQFlag & RF_IT_PID_ERR_IRQ) /* PID错误中断 */
{
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_PID_ERR_IRQ); /* 清除PID错误中断标志 */
printf(">> RF_IT_PID_ERR_IRQ[0x%02X].\r\n", IRQFlag);
break;
}
else if (IRQFlag & RF_IT_CRC_ERR_IRQ) /* CRC错误中断 */
{
PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_CRC_ERR_IRQ); /* 清除CRC错误中断标志 */
printf(">> RF_IT_CRC_ERR_IRQ[0x%02X]. \r\n", IRQFlag);
break;
}
}
}
else
{
/* 超时检测 */
delay_count++;
if(delay_count >= 30) /* 30ms超时 */
{
delay_count = 0;
HopToNextChannel();
}
BSP_DelayMs(1);
}
}
}
五、参考文档¶
03_DOC/PAN211x 跳频参考.pdf