‌STM32WL5MOC多协议LPWAN模块技术解析与应用指南

STMicroelectronics STM32WL5MOC多协议LPWAN双核模块采用两个Arm^®^ Cortex ^®^ -M内核（M4和M0+）。这些模块集成了功能强大、超低功耗、符合LPWAN标准的无线电解决方案，支持以下调制：LoRa^®^ 、(G)FSK、(G)MSK和BPSK。STM32WL5MOC模块无需射频专业知识，为加快任何开发并最大限度地降低相关成本提供了最佳解决方案。这些模块具有48MHz最大CPU频率、256KB闪存密度以及64KB SRAM。STM32WL5MOC模块的工作电压范围为1.8V至3.6V，环境温度范围为-40°C至85°C。这些模块采用10mm x 10mm LGA92封装，完全免协议堆栈版税。典型应用包括工业、智慧城市和物联网。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STM32WL5MOC多协议LPWAN双核模块数据手册.pdf

特性

• 包括专利技术
• 多协议
• 嵌入功能强大、超低功耗、符合LPWAN标准的无线电解决方案
• 无线
• 远程无线电性能
• 超低功耗
• 易于使用

框图

典型应用图

‌STM32WL5MOC多协议LPWAN模块技术解析与应用指南‌

一、模块核心架构与特性概述

STM32WL5MOC是一款高度集成的多协议低功耗广域网模块，其核心基于双核Arm® Cortex®-M4/M0+架构，运行频率高达48 MHz。模块内部集成256 KB闪存与64 KB SRAM（划分为32 KB SRAM1和SRAM2），并嵌入完整的射频前端，支持LoRa®、(G)FSK、(G)MSK、BPSK等多种调制方式。

1.1 射频性能关键指标13

• ‌发射功率‌：高功率模式可编程至+22 dBm，低功率模式达+15 dBm
• ‌接收灵敏度‌：LoRa®模式下达-148 dBm（10.4 kHz，扩频因子12），FSK模式下为-123 dBm（1.2 Kbps）
• ‌频率范围‌：覆盖864 MHz至928 MHz，兼容全球主流Sub-GHz频段

二、硬件设计关键要素

2.1 电源管理架构

模块采用1.8 V至3.6 V宽电压供电，集成SMPS（开关电源）被动元件，显著优化功耗表现：

• 典型工作电流：接收模式（LoRa® 125 kHz）仅需5.97 mA
• 待机模式（RC 13 MHz开启）功耗低至0.7 µA

2.2 时钟系统配置

模块预集成32 MHz TCXO（温度补偿晶振）与32.768 kHz RTC晶振，提供以下配置要点：

• LSE必须配置为高驱动能力模式（RCC_BDCR_LSEDRV[1:0] = 11）
• HSE无需额外调校，TCXO确保频率稳定度达±2 ppm

三、天线设计与射频优化

3.1 天线阻抗匹配要求

数据手册通过负载牵引测试明确天线性能边界：13

• ‌发射优化‌：低功率模式（868 MHz）需保持TOS（电压驻波比）≤2，最佳负载阻抗为62 + j×30
• ‌接收优化‌：915 MHz频段下，天线TOS同样需≤2以保证RSSI准确性

3.2 硬件配置模式

提供两种功率输出配置方案：

• ‌焊桥配置‌：通过硬件布线固定高/低功率模式
• ‌直流开关配置‌：通过GPIO动态切换功率模式，支持应用场景灵活调整

四、安全功能集成

模块支持STSAFE-A110安全元件（仅STM32WL5MOCH6S版本），通过以下方式实现安全供电：

• 单一GPIO（PB8）供电：适用于VDD≥2.6 V场景
• 多GPIO并联供电：扩展电流承载能力
• 外部开关控制：支持全电压范围（1.8 V-3.6 V）操作

五、实际应用建议

5.1 PCB设计注意事项

• 采用2层板兼容设计，92引脚LGA封装（10×10 mm）
• 射频走线需严格匹配50 Ω阻抗，减小传输损耗

5.2 协议栈开发优势

模块完全免除协议栈版权费用，支持以下标准化协议：

• LoRaWAN®
• Sigfox™
• W-MBUS
• mioty®（完全开放的无线片上系统）