STMicroelectronics 系列:STM32WLE 系列_(2).STM32WLE系列架构与特性

STM32WLE系列架构与特性

1. STM32WLE系列概述

STM32WLE系列是STMicroelectronics推出的一款低功耗无线单片机,集成了先进的无线通信功能和高性能的MCU内核。该系列单片机主要适用于物联网(IoT)和低功耗无线应用,如智能家居、工业自动化、医疗设备和环境监测等。STM32WLE系列单片机具有以下主要特点:

  • 低功耗:采用先进的低功耗设计技术,延长电池寿命。

  • 无线通信:集成Sub-GHz无线收发器,支持多种无线通信协议。

  • 高性能:基于ARM Cortex-M4内核,提供高效的计算能力。

  • 丰富的外设:包括ADC、DAC、SPI、I2C、UART等多种外设,满足不同应用需求。

  • 安全性:内置硬件加密引擎,提供安全的通信和数据保护。

  • 2. 内核架构

    2.1 ARM Cortex-M4内核

    STM32WLE系列单片机基于ARM Cortex-M4内核,该内核具有以下特点:

  • 高性能:最高主频可达48MHz,提供高效的处理能力。

  • 浮点运算:支持单精度浮点运算单元(FPU),适用于需要高精度运算的应用。

  • 低功耗:优化的低功耗模式,如睡眠模式、停止模式和待机模式,以延长电池寿命。

  • 调试支持:支持JTAG和SWD调试接口,方便开发和调试。

  • 2.2 内存架构

    STM32WLE系列单片机的内存架构包括:

  • Flash存储器:用于存储程序代码和常量数据,容量通常为256KB至512KB。

  • SRAM:用于存储运行时数据,容量通常为64KB至128KB。

  • 电池备份SRAM:用于在低功耗模式下保存关键数据,容量通常为4KB。

  • 2.3 电源管理

    STM32WLE系列单片机支持多种电源管理模式,以优化功耗:

  • 正常模式:MCU正常运行时的模式。

  • 睡眠模式:MCU关闭核心时钟,但保留SRAM和寄存器内容,功耗较低。

  • 停止模式:MCU关闭所有时钟,但保留SRAM和寄存器内容,功耗极低。

  • 待机模式:MCU完全关闭,仅保留备份SRAM内容,功耗最低。

  • 2.4 时钟系统

    STM32WLE系列单片机的时钟系统包括多种时钟源:

  • 内部高速时钟(HSI):16MHz RC振荡器,用于系统启动和低精度应用。

  • 外部高速时钟(HSE):最高24MHz晶体振荡器,用于高精度应用。

  • 内部低速时钟(LSI):32kHz RC振荡器,用于低功耗模式下的时钟源。

  • 外部低速时钟(LSE):32.768kHz晶体振荡器,用于RTC和低功耗定时器。

  • 3. 无线通信功能

    3.1 Sub-GHz无线收发器

    STM32WLE系列单片机集成了Sub-GHz无线收发器,支持以下无线通信标准和协议:

  • LoRa:长距离低功耗无线通信技术,适用于广域网应用。

  • FSK:频移键控,适用于短距离通信。

  • GFSK:高斯频移键控,适用于蓝牙低功耗(BLE)等标准。

  • OOK:开关键控,适用于简单的无线通信。

  • 3.2 无线通信参数配置

    无线通信参数配置是STM32WLE系列单片机的重要功能之一。以下是一个配置LoRa通信的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化LoRa射频模块
    
    void LoRa_Radio_Init(void) {
    
        // 配置射频模块
    
        RadioInit_t radioInit;
    
        radioInit.Frequency = 868000000; // 设定频率为868MHz
    
        radioInit.TxOutputPower = 14; // 设定发射功率为14dBm
    
        radioInit.SpreadingFactor = SF9; // 设定扩频因子为9
    
        radioInit.Bandwidth = BW_125KHZ; // 设定带宽为125KHz
    
        radioInit.CodingRate = CR_4_5; // 设定编码率为4/5
    
        radioInit.PreambleLength = 8; // 设定前导码长度为8
    
        radioInit.SymbolTimeout = 5; // 设定符号超时时间为5
    
        radioInit.LowDataRateOptimize = 0; // 不启用低数据率优化
    
        radioInit.RxContinuous = 0; // 不启用连续接收模式
    
    
    
        // 初始化射频模块
    
        if (RadioInit(&radioInit) != RADIO_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 发送LoRa数据
    
    void LoRa_Send_Data(uint8_t *data, uint8_t size) {
    
        // 配置发送参数
    
        TxPacketParams_t txPacketParams;
    
        txPacketParams.PreambleLength = 8;
    
        txPacketParams.Crc = 1;
    
        txPacketParams.CodingRate = CR_4_5;
    
        txPacketParams.IqInverted = 0;
    
        txPacketParams-headerType = TXHEADER_EXPLICIT;
    
        txPacketParams-PayloadLength = size;
    
    
    
        // 发送数据
    
        if (RadioSend(&data, &txPacketParams) != RADIO_OK) {
    
            // 发送失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 接收LoRa数据
    
    void LoRa_Receive_Data(uint8_t *data, uint8_t *size) {
    
        // 配置接收参数
    
        RxPacketParams_t rxPacketParams;
    
        rxPacketParams-PreambleDetectedLength = 12;
    
        rxPacketParams-PayloadLength = 255;
    
        rxPacketParams-Crc = 1;
    
        rxPacketParams-CodingRate = CR_4_5;
    
        rxPacketParams-IqInverted = 0;
    
        rxPacketParams-headerType = RXHEADER_EXPLICIT;
    
    
    
        // 接收数据
    
        if (RadioReceive(&rxPacketParams, data, size) != RADIO_OK) {
    
            // 接收失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    

    3.3 无线通信中断处理

    无线通信中断处理是确保数据可靠传输的关键。以下是一个处理中断的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 定义中断处理函数
    
    void HAL_Radio_IRQHandler(void) {
    
        // 获取中断状态
    
        RadioIrqStatus_t irqStatus = RadioGetIrqStatus();
    
    
    
        if (irqStatus.TxTimeout) {
    
            // 发送超时处理
    
            RadioClearIrqStatus(RADIO_IRQ_TX_TIMEOUT);
    
            Error_Handler();
    
        } else if (irqStatus.RxTimeout) {
    
            // 接收超时处理
    
            RadioClearIrqStatus(RADIO_IRQ_RX_TIMEOUT);
    
            Error_Handler();
    
        } else if (irqStatus.RxDone) {
    
            // 接收完成处理
    
            RadioClearIrqStatus(RADIO_IRQ_RX_DONE);
    
            // 获取接收到的数据
    
            uint8_t *rxData;
    
            uint8_t rxSize;
    
            RadioGetRxPacket(&rxData, &rxSize);
    
            // 处理接收到的数据
    
            ProcessRxData(rxData, rxSize);
    
        } else if (irqStatus.TxDone) {
    
            // 发送完成处理
    
            RadioClearIrqStatus(RADIO_IRQ_TX_DONE);
    
            // 通知上层应用数据已发送
    
            DataSentCallback();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 处理接收到的数据
    
    void ProcessRxData(uint8_t *data, uint8_t size) {
    
        // 数据处理逻辑
    
        for (uint8_t i = 0; i < size; i++) {
    
            // 处理每个字节的数据
    
            // 例如:数据解析、存储或发送到其他设备
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 数据发送完成回调函数
    
    void DataSentCallback(void) {
    
        // 通知上层应用数据已发送
    
        // 例如:更新状态、启动下一次发送等
    
    }
    
    

    4. 低功耗设计

    4.1 低功耗模式

    STM32WLE系列单片机支持多种低功耗模式,以适应不同的应用需求。以下是一个设置低功耗模式的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 设置睡眠模式
    
    void Enter_Sleep_Mode(void) {
    
        // 配置低功耗模式
    
        HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);
    
    }
    
    
    
    // 设置停止模式
    
    void Enter_Stop_Mode(void) {
    
        // 配置低功耗模式
    
        HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);
    
    }
    
    
    
    // 设置待机模式
    
    void Enter_Standby_Mode(void) {
    
        // 配置低功耗模式
    
        HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
    
    }
    
    

    4.2 低功耗外设

    STM32WLE系列单片机的低功耗外设包括RTC、低功耗定时器和低功耗ADC等。以下是一个使用RTC的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化RTC
    
    void RTC_Init(void) {
    
        RTC_HandleTypeDef hrtc;
    
    
    
        // 配置RTC
    
        hrtc.Instance = RTC;
    
        hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_INIT_ASYNCHPREDIV;
    
        hrtc.Init.SynchPrediv = RTC_INIT_SYNCHPREDIV;
    
        hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    
        hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    
        hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    
        hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
    
    
    
        if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 设置RTC时间
    
    void RTC_SetTime(uint32_t seconds) {
    
        RTC_TimeTypeDef sTime;
    
    
    
        sTime.Hours = seconds / 3600;
    
        sTime.Minutes = (seconds % 3600) / 60;
    
        sTime.Seconds = seconds % 60;
    
    
    
        if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK) {
    
            // 设置时间失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 获取RTC时间
    
    void RTC_GetTime(uint32_t *seconds) {
    
        RTC_TimeTypeDef sTime;
    
    
    
        if (HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK) {
    
            // 获取时间失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        *seconds = sTime.Hours * 3600 + sTime.Minutes * 60 + sTime.Seconds;
    
    }
    
    

    4.3 低功耗策略

    为了最大限度地降低功耗,STM32WLE系列单片机可以采用以下低功耗策略:

  • 关断未使用的外设:在不需要使用外设时,将其关断以节省功耗。

  • 使用低功耗时钟源:在低功耗模式下,使用低功耗时钟源(如LSI或LSE)。

  • 优化代码执行:减少不必要的循环和等待时间,提高代码执行效率。

  • 使用低功耗通信协议:选择低功耗的无线通信协议,如LoRa或FSK。

  • 5. 安全功能

    5.1 硬件加密引擎

    STM32WLE系列单片机内置硬件加密引擎,支持多种加密算法:

  • AES:高级加密标准,支持128位、192位和256位密钥。

  • SHA:安全哈希算法,支持SHA-1、SHA-256和SHA-512等。

  • RSA:非对称加密算法,支持1024位、2048位和4096位密钥。

  • 5.2 加密示例

    以下是一个使用AES加密数据的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化AES模块
    
    void AES_Init(void) {
    
        AES_HandleTypeDef haes;
    
    
    
        // 配置AES
    
        haes.Instance = AES;
    
        haes.Init.KeySize = AES_KEYSIZE_128B;
    
        haes.Init.DataType = AES_DATATYPE_8B;
    
    
    
        if (HAL_AES_Init(&haes) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 加密数据
    
    void AES_Encrypt(uint8_t *plainText, uint8_t *key, uint8_t *cipherText, uint32_t size) {
    
        AES_HandleTypeDef haes;
    
    
    
        // 设置密钥
    
        if (HAL_AES_SetKey(&haes, key, AES_KEYSIZE_128B, AES_ENCRYPT) != HAL_OK) {
    
            // 设置密钥失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        // 加密数据
    
        if (HAL_AES_Encrypt(&haes, plainText, size, cipherText, size) != HAL_OK) {
    
            // 加密失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 解密数据
    
    void AES_Decrypt(uint8_t *cipherText, uint8_t *key, uint8_t *plainText, uint32_t size) {
    
        AES_HandleTypeDef haes;
    
    
    
        // 设置密钥
    
        if (HAL_AES_SetKey(&haes, key, AES_KEYSIZE_128B, AES_DECRYPT) != HAL_OK) {
    
            // 设置密钥失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        // 解密数据
    
        if (HAL_AES_Decrypt(&haes, cipherText, size, plainText, size) != HAL_OK) {
    
            // 解密失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    

    5.3 安全启动

    STM32WLE系列单片机支持安全启动功能,确保只有经过验证的固件可以运行。以下是一个配置安全启动的例子:

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 配置安全启动
    
    void Configure_Secure_Boot(void) {
    
        // 配置安全启动寄存器
    
        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
    
        SYSCFG->CFGR1 |= SYSCFG_CFGR1_BOOT_LOCK;
    
    
    
        // 设置安全启动密钥
    
        HAL_FLASH_Unlock();
    
        HAL_FLASH_Write(AES_KEY_ADDR, key, AES_KEY_SIZE);
    
        HAL_FLASH_Lock();
    
    }
    
    
    
    // 设置安全启动密钥
    
    void Set_Secure_Boot_Key(uint8_t *key, uint32_t size) {
    
        // 写入密钥到Flash
    
        HAL_FLASH_Unlock();
    
        HAL_FLASH_Write(AES_KEY_ADDR, key, size);
    
        HAL_FLASH_Lock();
    
    }
    
    

    6. 外设接口

    6.1 模拟输入输出

    STM32WLE系列单片机包含多个ADC和DAC通道,可以用于模拟信号的输入和输出。这些外设在低功耗应用中尤为重要,因为它们可以直接处理传感器数据和驱动模拟信号,而不需要额外的外部组件。

    6.1.1 ADC配置

    ADC(模数转换器)用于将模拟信号转换为数字信号,以便处理器进行处理。STM32WLE系列单片机的ADC具有高分辨率和多种配置选项,以满足不同应用的需求。

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化ADC
    
    void ADC_Init(void) {
    
        ADC_HandleTypeDef hadc;
    
    
    
        // 配置ADC
    
        hadc.Instance = ADC1;
    
        hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; // 时不钟分频
    
        hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; // 12位分辨率
    
        hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // 数据右对齐
    
        hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 禁用扫描模式
    
        hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; // 禁用连续转换模式
    
        hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 禁用不连续转换模式
    
        hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; // 软件触发转换
    
        hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; // 无外部触发
    
        hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE; // 禁用DMA连续请求
    
        hadc.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SEQ_CONV; // 转换结束选择
    
    
    
        if (HAL_ADC_Init(&hadc) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 读取ADC值
    
    uint32_t ADC_Read(uint32_t channel) {
    
        ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    
    
    
        // 配置ADC通道
    
        sConfig.Channel = channel; // 选择通道
    
        sConfig.Rank = 1; // 通道顺序
    
        sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; // 采样时间
    
    
    
        if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig) != HAL_OK) {
    
            // 配置通道失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        // 启动转换
    
        if (HAL_ADC_Start(&hadc) != HAL_OK) {
    
            // 启动转换失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        // 获取转换结果
    
        if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 获取结果失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        return HAL_ADC_GetValue(&hadc);
    
    }
    
    
    6.1.2 DAC配置

    DAC(数模转换器)用于将数字信号转换为模拟信号,适用于驱动传感器或执行其他模拟信号处理任务。STM32WLE系列单片机的DAC具有多个通道和多种配置选项,以适应不同的应用需求。

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化DAC
    
    void DAC_Init(void) {
    
        DAC_HandleTypeDef hdac;
    
    
    
        // 配置DAC
    
        hdac.Instance = DAC1;
    
        hdac.Init.Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 无触发
    
        hdac.Init.WaveGeneration = DAC_WAVE_NONE; // 无波形生成
    
        hdac.Init.OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 启用输出缓冲
    
    
    
        if (HAL_DAC_Init(&hdac) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    
    
        // 配置DAC通道
    
        DAC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    
        sConfig.DAC_SampleAndHold = DAC_SAMPLEANDHOLD_DISABLE; // 禁用采样保持
    
        sConfig.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 无触发
    
        sConfig.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 启用输出缓冲
    
        sConfig.DAC_ConnectOnChipPeripheral = DAC_CHIPCONNECT_DISABLE; // 禁用片上外设连接
    
        sConfig.DAC_UserTrimming = DAC_USERTRIMMING_DEFAULT; // 默认用户修剪
    
    
    
        if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac, &sConfig, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK) {
    
            // 配置通道失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 设置DAC输出
    
    void DAC_Set_Output(uint32_t value) {
    
        if (HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, value) != HAL_OK) {
    
            // 设置输出失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    

    6.2 数字通信接口

    STM32WLE系列单片机支持多种数字通信接口,包括SPI、I2C和UART等。这些接口用于与其他设备或模块进行数据交换,是构建复杂系统的重要组件。

    6.2.1 SPI配置

    SPI(串行外设接口)是一种高速、全双工的通信协议,适用于短距离通信。STM32WLE系列单片机的SPI接口可以配置为不同的模式和时钟频率。

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化SPI
    
    void SPI_Init(void) {
    
        SPI_HandleTypeDef hspi;
    
    
    
        // 配置SPI
    
        hspi.Instance = SPI1;
    
        hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; // 主模式
    
        hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; // 双向通信
    
        hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; // 8位数据大小
    
        hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // 时钟极性低
    
        hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; // 时钟相位1边沿
    
        hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; // 软件NSS管理
    
        hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_16; // 时钟分频16
    
        hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; // 首位为MSB
    
        hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; // 禁用TI模式
    
        hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; // 禁用CRC计算
    
        hspi.Init.CRCPolynomial = 10; // CRC多项式
    
    
    
        if (HAL_SPI_Init(&hspi) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 发送SPI数据
    
    void SPI_Send_Data(uint8_t *data, uint32_t size) {
    
        if (HAL_SPI_Transmit(&hspi, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 发送失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 接收SPI数据
    
    void SPI_Receive_Data(uint8_t *data, uint32_t size) {
    
        if (HAL_SPI_Receive(&hspi, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 接收失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    6.2.2 I2C配置

    I2C(内部集成电路总线)是一种半双工、多主/多从的通信协议,适用于低速通信。STM32WLE系列单片机的I2C接口可以配置为不同的模式和时钟频率。

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化I2C
    
    void I2C_Init(void) {
    
        I2C_HandleTypeDef hi2c;
    
    
    
        // 配置I2C
    
        hi2c.Instance = I2C1;
    
        hi2c.Init.ClockSpeed = 100000; // 100kHz时钟速度
    
        hi2c.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2; // 2:1占空比
    
        hi2c.Init.OwnAddress1 = 0; // 不使用自己的地址
    
        hi2c.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT; // 7位地址模式
    
        hi2c.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE; // 禁用双地址模式
    
        hi2c.Init.OwnAddress2 = 0; // 不使用第二个地址
    
        hi2c.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE; // 禁用通用呼叫模式
    
        hi2c.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE; // 禁用时钟拉伸
    
    
    
        if (HAL_I2C_Init(&hi2c) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 发送I2C数据
    
    void I2C_Send_Data(uint8_t *data, uint32_t size, uint8_t slaveAddress) {
    
        if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c, slaveAddress << 1, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 发送失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 接收I2C数据
    
    void I2C_Receive_Data(uint8_t *data, uint32_t size, uint8_t slaveAddress) {
    
        if (HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c, slaveAddress << 1, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 接收失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    6.2.3 UART配置

    UART(通用异步收发传输器)是一种常见的串行通信协议,适用于低速通信。STM32WLE系列单片机的UART接口可以配置为不同的波特率和数据格式。

    
    #include "stm32wlexx_hal.h"
    
    
    
    // 初始化UART
    
    void UART_Init(void) {
    
        UART_HandleTypeDef huart;
    
    
    
        // 配置UART
    
        huart.Instance = USART1;
    
        huart.Init.BaudRate = 9600; // 波特率9600
    
        huart.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 8位数据长度
    
        huart.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 1位停止位
    
        huart.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无奇偶校验
    
        huart.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; // 发送和接收模式
    
        huart.Init.HwFlowControl = UART_HWCONTROL_NONE; // 无硬件流控
    
        huart.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; // 16倍过采样
    
    
    
        if (HAL_UART_Init(&huart) != HAL_OK) {
    
            // 初始化失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 发送UART数据
    
    void UART_Send_Data(uint8_t *data, uint32_t size) {
    
        if (HAL_UART_Transmit(&huart, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 发送失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    
    
    // 接收UART数据
    
    void UART_Receive_Data(uint8_t *data, uint32_t size) {
    
        if (HAL_UART_Receive(&huart, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {
    
            // 接收失败
    
            Error_Handler();
    
        }
    
    }
    
    

    7. 应用案例

    7.1 智能家居

    STM32WLE系列单片机在智能家居应用中表现出色。例如,可以使用LoRa无线通信技术连接多个传感器和执行器,实现远程控制和数据监测。通过低功耗模式和丰富的外设,可以显著延长电池寿命,减少维护成本。

    7.2 工业自动化

    在工业自动化领域,STM32WLE系列单片机可以用于无线传感器网络,监测和控制各种设备。例如,可以使用SPI接口连接传感器,通过LoRa将数据传输到中央控制系统。低功耗设计和高可靠性使得该系列单片机在工业环境中非常适用。

    7.3 医疗设备

    在医疗设备中,STM32WLE系列单片机可以用于无线数据传输和低功耗监测。例如,可以使用ADC采集生理信号,通过LoRa传输到远程服务器进行分析。内置的硬件加密引擎可以确保数据的安全传输,提高患者数据的保密性和安全性。

    7.4 环境监测

    在环境监测应用中,STM32WLE系列单片机可以用于采集和传输各种环境参数,如温度、湿度和光照等。例如,可以使用I2C接口连接温湿度传感器,通过LoRa将数据传输到数据采集中心。低功耗模式和高效的处理能力使得该系列单片机在长时间监测应用中表现出色。

    8. 开发工具与资源

    8.1 开发环境

    STM32WLE系列单片机的开发可以使用STMicroelectronics提供的多种开发工具,包括STM32CubeIDE、STM32CubeMX和STM32CubeProgrammer等。这些工具提供了丰富的库函数和配置选项,简化了开发过程。

    8.2 软件库

    STM32Cube库提供了大量的驱动和中间件,支持各种外设和无线通信协议。开发者可以使用这些库快速实现复杂的功能,而不需要从头开始编写代码。

    8.3 硬件开发板

    STMicroelectronics还提供了多种硬件开发板,如STM32WLE5CC Nucleo开发板和STM32WLE5 Eval套件,这些开发板集成了各种传感器和通信模块,方便开发者进行原型设计和测试。

    9. 总结

    STM32WLE系列单片机凭借其低功耗设计、高性能内核、丰富的外设和先进的无线通信功能,成为物联网和低功耗无线应用的理想选择。开发者可以利用STMicroelectronics提供的开发工具和资源,快速构建高效、可靠的应用系统。无论是智能家居、工业自动化、医疗设备还是环境监测,STM32WLE系列单片机都能提供强大的支持和优化的解决方案。

    作者:kkchenkx

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