Arduino与LoRa
自从去年Arduino增加了对于STM32以及Semtech LoRa的支持后，基于Arduino的开发得到了长足的发展。由于Arduino不局限于ARM内核，MCU多样性比较高，至少可以使用ESP8266/ESP32/STM32/AVR/PIC/K20等。而Arduino社交化程度比较高。
在同一硬件中，编程平台、协议栈、应用的复杂度呈现几何级数上升。但不管如何，选择受众多，开发易的平台依然很有用。
SPI 驱动
无论是Arduino/mbed/MicroPython/Lua/JavaScript，驱动LoRa的接口最简单：SPI，四线SPI加上RST/D0中断即可。要调通SPI总线，必须依赖一个工具：逻辑分析仪，淘宝D版。
Fig 1: Arduino firmware, abnormal SPI operation for leading pulse
Arduino的SPI驱动中有个SPI参数配置：
SPISettings _spiSettings(8E6, MSBFIRST, SPI_MODE0);
一开始我把它放在CS拉低之后，发现其初始化会导致一个毛刺，形成9个脉冲，导致总线出错。参见附图1。
Fig2 : Arduino firmware, normal SPI operation for leading pulse outside of CS period
于是我把参数设置放置在CS拉低之前。
uint8_t singleTransfer(uint8_t address, uint8_t value)
{
uint8_t response;
_spiSettings = SPISettings(FREQ, MSBFIRST, SPI_MODE0);
SPI.beginTransaction(_spiSettings);
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(address);
response = SPI.transfer(value);
SPI.endTransaction();
digitalWrite(SS, HIGH);
return response;
}
这段代码中，先初始化配置，然后拉低CS，然后进行传输，最后要关闭SPI。参见附图，即便有个毛刺，也是在CS周期之外。所以总线读写正常。但是返回二进制却总是0xFF或0x00。
Fig3: mbed firmware, normal SPI operation
由于mbed/Arduino共享目标板和STLINK，我立刻下载了一个mbed固件，发现mbed的确总线比较干净，返回值也正确：0x12，是SX127X的返回值。参考附图3。
Fig4: Arduino firmware, normal SPI operation
由于SPI总线硬件无需验证，剩下的就是总线速率和RST引脚，所以将总线速度升到8MHz，POR之后RST对SX127X拉低20ms后拉高。现在Arduino的代码也可以返回0x12了。但是CS的周期很长，比较怪异。
ESP8266/STM32
ESP8266的驱动略有不同。接下来，我会将常见的LoRa PHY驱动集成在SPI之上。Arduino好像不支持printf()，需要打碎成为多个print()函数。略有不便。
代码
#include <SPI.h>
#define LED_BP PC13 // BluePill
#define REG_VERSION 0x42
#define RST A0 //PA0 //2
#define SS D10 //PB6 //15
#define FREQ 8E6
SPISettings _spiSettings(8E6, MSBFIRST, SPI_MODE0);
uint8_t singleTransfer(uint8_t address, uint8_t value)
{
uint8_t response;
_spiSettings = SPISettings(FREQ, MSBFIRST, SPI_MODE0);
SPI.beginTransaction(_spiSettings);
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(address);
response = SPI.transfer(value);
SPI.endTransaction();
digitalWrite(SS, HIGH);
return response;
}
uint8_t readRegister(uint8_t address)
{
return singleTransfer(address & 0x7f, 0x00);
}
void setup() {
pinMode(LED_BP, OUTPUT);
pinMode(SS,OUTPUT);
pinMode(RST,OUTPUT);
digitalWrite(RST, LOW);
delay(20);
digitalWrite(RST, HIGH);
SPI.begin();
//_spiSettings = SPISettings(1E6, MSBFIRST, SPI_MODE0);
//SPI.beginTransaction(_spiSettings);
Serial.begin(115200);
Serial.println("SPI Test");
}
void loop() {
uint8_t res;
res = readRegister(0x42);
//Serial.printf("Register[0x42] = 0x%02X\n\r",res);
Serial.print("Register[0x42]=0x");
Serial.println(res, HEX);
if (res!=0x12){
digitalWrite(LED_BP, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(500); // wait for a second
digitalWrite(LED_BP, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(500); // wait for a second
}
}
