CW32W031单片机的应用笔记

一、功能介绍 

CW32W031 的射频部分支持 CAD 中断。从 Deepsleep 进入 STB3，开启 CAD 功能并进入 RX 模式后， CW32W031 会检测信道中是否会有 ChirpIOT 信号 , 如果存在将 CAD-IRQ 置高，MCU 内核可以通过一定的时间来检测 CAD-IRQ 信号是否拉高来判断信道中是否存在 ChirpIOT 信号。

用户可通过 GPIO11 端口检测 CAD-IRQ 信号，信号检测流程如下：

 图：信道活跃检测（CAD）

注：CW32W031 的 RF 部分有多种中断源，MCU 超时设置是在等待中断的产生，然后判断中断是否为 CAD 中断，从而执行不同的命令。

二、软件设计参考 

2.1 软件设计流程 

1. 芯片初始化； 

2. 配置 CAD 初始化； 

3. 芯片进入接收模式； 

4. 观察 CAD-IRQ 信号。 

2.2 软件设计验证 

2.2.1 验证步骤 

1. 发送模组周期性发送数据包； 

2. 接收模组配置为接收模式； 

3. 使用逻辑分析仪抓取接收端 CAD-IRQ 信号。

2.2.2 SDK 示例

参考代码

ret = rf_init();

if(ret != OK)

{

        dis_err(" RF Init Fail");

        while(1);

}

rf_set_default_para();

rf_set_cad();

rf_enter_continous_rx();

while (1)// 等待逻辑分析仪检测 CAD-IRQ 信号

{

         rf_irq_process();

}‍

示例代码配置了 CAD 初始化，配置 GPIO11 作为 CAD 检测 IO 口，随后进入接收模式。

发送模组周期性发送数据包（数据包 preamble+payload 的持续时间约 20.5ms），用逻辑分析仪抓取接收

模组 GPIO11 波形，观察检测结果。

2.2.3 验证结果

逻辑分析仪抓取结果如下图所示：

图：逻辑分析仪抓取结果（CAD）

根据结果显示，当发送模组发送数据包时，接收模组发生了 CAD-IRQ，CAD 检测引脚 GPIO11 被拉高约 20.5ms，维持一个完整 ChirpIOT 数据包的时间长度。

三、注意事项

3.1 关于 CAD 影响芯片的接收灵敏度

CAD 功能初始化时，修改了芯片的接收阈值，设置不同的接收阈值，会影响芯片的接收灵敏度，并可能存在CAD 误触发的情况。

uint32_t PAN3028_cad_en(void)

{

        PAN3028_set_gpio_output(MODULE_GPIO_CAD_IRQ);

        If(PAN3028_write_spec_page_reg(PAGE1_SEL,0x0f,0x10)!=OK)

        {

                 return FAIL;

        }

        return OK;

}

接收阈值的设置，需修改 PAN3028_cad_en() 函数中的寄存器配置，默认值为 0x10，修改接收阈值对接收灵

敏度及误触发概率的影响如下（实验数据在屏蔽放环境下测试）：

用户在使用 CAD 功能时，需根据应用场景选择修改 PAN3028_cad_en() 函数中的寄存器值（PAGE1_SEL,0x0f, 默认值为 0x10），在使用完 CAD 功能后，建议调用 rf_set_cad_off() 函数，rf_set_cad_off() 函数可以关闭 CAD 功能并将接收阈值恢复。

3.2 关于 SDK 及演示系统板

SDK 中提供了 CAD 功能所需的函数接口，CAD-IRQ 被触发时，检测引脚 GPIO11 会被拉高。演示系统板将GPIO11 连接到了 PB07, 具体信息可前往官网查看 CW32W031 的开发板原理图。

3.3 关于 CAD 使用方法

CW32W031 的射频部分可以对 preamble 和 payload 进行 CAD 检测。

3.3.1 对 preamble 检查方式

当完整的 preamble+payload 信号到来时，用户可以在接收端通过 GPIO 口读取到 CAD-IRQ 信号，CAD 检测引脚 GPIO11被拉高，拉高时间为 preamble+payload的持续时间。此时，接收端可以产生正确的 rxdone结果。

图：逻辑分析仪抓取结果（完整 CAD）

当不完整的 preamble+payload 信号到来时（发射端先进行数据发送，随后接收端在 preamble 时间段内打开了 CAD 检测），此时，用户可以在接收端通过 GPIO 口读取到 CAD-IRQ 信号，CAD 检测引脚 GPIO11 的变化有两种情况：

1.preamble（部分）内含有较完整信息，GPIO11 会被拉高 preamble（部分）+payload 的持续时间。此时，接收端可以产生正确的 rxdone 结果。

图：逻辑分析仪抓取结果（较完整 preamble）

2.preamble（部分）内未含有完整信息，GPIO11 会呈现不规则高 - 低 - 高 - 低变换的现象。此时，接收端不会产生正确的接收结果。

图：逻辑分析仪抓取结果（不完整 preamble）

3.3.2 对 payload 检查方式

当只有 payload 信号到来时（发射端先进行数据发射，随后接收端在 payload 时间段内打开了 CAD 检测），此时，由于 RX-CAD 检测不到 preamble，CAD-IRQ 会呈现不规则高 - 低 - 高 - 低变换的现象。此时，接收端不会产生正确的接收结果。

图：逻辑分析仪抓取结果（只含 payload）

3.3.3 软件应用参考

当设置的 CAD 误触发概率较少，或存在少量误触发率但不影响软件应用时，可以通过检测 CAD-IRQ，GPIO11 上升沿来判断 CAD 触发，可以认为只要收到上升沿就是收到了 payload 信号（建议使用这种方法的接收阈值设为 0x15~0x20）。

当设置的 CAD 误触发概率较高时，需要结合 CAD 检测时间用软件方法来判断 payload 信号，CAD 检测的时间以单个 chirp 持续时间作为单位计算。单个 chirp 持续时间为 2SF/BW（SF 为扩频因子，BW 为带宽，BW单位为 Hz，时间单位为秒）。使用时，建议将检测时间窗口设置为 3 个 chirp 持续时间为佳。用户可以分别在 3 个 chirp 对应的位置检测 CAD 信号，如果同时检测到 CAD 信号（GPIO11 高电平），则可以认为有信号存在。同时，软件设计需要参考 3.3.1 对 preamble 检查方式和 3.3.2 对 payload 检查方式，进行灵活调整。

在打开 CAD 接收后，如果当前空中存在信号，那么芯片需要至少 2 个 chirp 持续时间的检测，GPIO11 才能首次对外输出高电平。一个典型的应用方法为：

1.计算 one_chirp_time = 2SF/BW；

2.配置需要检测的信道，rf_set_cad()，enter_rx；

3.检测 check_cad_inactive()，判断是否检测到 CAD 信号（下面的例程检测了三次，适用于误触发较多的情况）。

uint32_t check_cad_inactive(void)

{

       delay10us(one_chirp_time*2/10);

       if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

       {

             return LEVEL_INACTIVE;// 没有 cad

       }

      delay10us(one_chirp_time/10);

      if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

      {

            return LEVEL_INACTIVE;

      }

      delay10us(one_chirp_time/10);

      if(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

      {

            return LEVEL_INACTIVE;

      }

            return LEVEL_ACTIVE;// 有 cad

}

如果误触发较少，或存在少量误触发但不影响软件应用时，可以将检测次数减少为一次（例程如下），或者通过 GPIO11 上升沿作为判断依据。

uint32_t check_cad_inactive(void)

{

        delay10us(one_chirp_time*2/10);

        If(GPIO_ReadPin(CW_GPIOB, GPIO_PIN_7) != 1)

        { 

              return LEVEL_INACTIVE;// 没有 cad

        }

       return LEVEL_ACTIVE;// 有 cad

}

有关芯片购买事宜，请咨询武汉芯源半导体的销售和官方代理商。更多MCU详细信息，请访问武汉芯源半导体官方网站。

 

关于武汉芯源半导体

武汉芯源半导体有限公司，于2018年8月28日成立，是上市公司武汉力源信息技术股份有限公司全资子公司，专注芯片的设计、研发、销售及技术服务。武汉芯源半导体CW品牌源于Creative Wisdom首字母CW，传递“创芯源于智慧”的品牌理念。

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