18_longrange_ble_rx Long Range 接收例程¶

一、简介¶

本例程演示 PAN211 芯片的BLE Long Range 接收功能。

BLE Long Range 模式也称为 Coded PHY 模式，在蓝牙 5 协议版本中引入，其目的是为了满足蓝牙应用在长距离通信上的需求。原始的蓝牙协议支持1Mbps和2Mbps通信速率。长距离模式在1Mbps的基础上经过编码，每个数据位由2或8个符号表示，也就是S2或S8编码模式。编码后的速率变成了500Kbps或250kbps，如下表：

下图反映了这种编码模式在帧格式上如何体现：

图中，FEC Block 1 始终使用 S8 编码。CI（编码指示符）用于指示在 FEC 块 2 中使用哪种编码方案（S=2 或 S=8）。FEC Block 2 根据 CI 的配置使用 S2 或 S8 编码。

PAN211 在发射模式的1Mbps和250kbps下都支持S2和S8编码，在接受模式下，只要开启了相应的配置，硬件自动识别编码标识符，可以同时接收S2或S8的数据包。

二、条件说明¶

频点：2402MHz
芯片工作模式：PAN211_CHIPMODE_BLE
CRC：3字节
数据速率：1Mbps
SPI类型：3线SPI
地址：{0x33, 0xCC, 0x33, 0xCC}
数据：包含设备名称和厂商数据
工作模式：普通型
接收灵敏度：-96dBm

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¶

配置为BLE Long Range 接收模式，在三个通道上接收数据包：

int main(void)
{
    /* MCU 初始化 */

    if (PAN211_Init() != 1) /* 初始化&校准 PAN211 芯片 */
    {
        printf("PAN211 init failed.\r\n");
        while (1);
    }
    
    PAN211_SetTxAddr(Addr, 4);       /* 设置 PAN211 的发送地址，地址宽度在S2/S8模式下只能为4Bytes */
    PAN211_SetRxAddr(0, Addr, 4);    /* 设置 PAN211 的接收地址，地址宽度在S2/S8模式下只能为4Bytes */
    
    PAN211_RxStart(); /* 进入接收模式 */

    while (1)
    {
        while (!IRQDetected()); /* 等待SPI_DATA/IIC_SDA引脚变低，指示发送完成 */
        IRQFlag = PAN211_GetIRQFlags();

        if (IRQFlag & RF_IT_RX_IRQ) /* 接收中断 */
        {
            unsigned char RxLen;

            RxLen = PAN211_GetRecvLen();           /* 读取数据包长度 */
            PAN211_ReadFIFO(RxBuf, RxLen);         /* 读取收的数据包内容 */
            PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_RX_IRQ);    /* 清除接收中断标志 */
            printf("Rx done[%d]\r\n", ++RxCount);  /* 打印接收计数 */
            printf("RxLen:%d\r\nPayload:", RxLen); /* 打印接收数据长度（不包括包头和包长两个字节） */
            PrintHex(RxBuf, RxLen);                /* 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_RX_TIMEOUT_IRQ) /* CRC错误中断 */
        {
            PAN211_ClearIRQFlags(RF_IT_RX_TIMEOUT_IRQ); /* 清除接收超时中断标志 */
        }
        else
        {
            PAN211_ClearIRQFlags(IRQFlag); /* 清除其它中断标志 */
            printf(">> OTHER IRQFLAG[0x%02x]\r\n", IRQFlag);
        }
        
        PAN211_RxStart(); /* 重新启动接收，开始接收下一包数据 */
    }
}

五、例程演示¶

使用步骤：

找到两块PAN211x开发板，分别作为Tx端和Rx端。
用Type-C数据线供电。
用跳线帽连接电源跳线P9。
将电源切换开关S1切换至“USB”端。
将本例程烧录到Rx端开发板上，Tx端开发板上烧录“17_longrange_rx”例程。
打开串口调试助手，设置波特率为115200，数据位8位，无校验位，停止位1位。分别选择Tx端和Rx端的串口，点击连接。
观察Tx端和Rx端的串口调试助手，Tx端会打印发送次数，Rx端会打印接收数据。

RX端日志:

Rx done[1]
RxLen:32
Payload:00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 
Rx done[2]
RxLen:32
Payload:00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 