STM32WLE5JC

Sub-GHz 无线电介绍

sub-GHz无线电是一种超低功耗sub-GHz无线电，工作在150-960MHz ISM频段。

在发送和接收中采用LoRa和（G）FSK调制，仅在发送中采用BPSK/(G)MSK调制，可以在距离、数据速率和功耗之间实现最佳权衡。

这款sub-GHz无线电符合LoRaWAN®规范v1.0和无线电法规，如ETSI EN 300 220, EN 300 113, EN 301 166, FCC CFR 47 part 15, 24, 90, 101和ARIB STD-T30, T-67, T-108。

sub-GHz无线电包括：

• 模拟前端收发器，其RFO_LP引脚输出最大功率为+15dbm，RFO_HP引脚输出最大功率为+22dbm
  提供下列调制方案的数据调制解调器组：
• LoRa Rx/Tx，带宽(BW)从7.8 - 500 kHz，扩频因子(SF) 5 - 12，比特率(BR)从0.013到17.4 Kbit/s(实际比特率)
• 速率为0.6 ~ 300kbit /s的FSK和GFSK Rx/Tx
• (G)速率为0.1 ~ 10kbit /s的MSK Tx
• BPSK Tx仅与比特率为100和600比特/秒
• 包括所有数据处理和sub-GHz无线电配置控制的数字控制
• 高速时钟生成器

Sub-GHz无线电一般描述

图Sub-GHz无线电系统框图

sub-GHz无线电提供一个内部处理单元来处理与系统CPU的通信。
通信由通过SPI接口发送的命令处理，并且使用一组中断来发送事件信号。BUSY信息是操作活动的信号，用于指示何时无法接收到低于GHz的无线电命令。

发送器

发射链包括调制解调器的调制输出，该调制解调器直接调制RF-PLL。

位流的可选预滤波可以使能，以减少邻近信号的功率，这也取决于所选的调制方案。RF-PLL的调制信号直接驱动高输出功率PA或低输出功率PA。

传输数据包的有效载荷大小取决于调制方案。

发射机高输出功率
通过RFO_HP射频引脚支持传输高达+22dBm的高输出功率。

接收器

接收器具有自动I和Q校准，提高了图像抑制。
在使用接收器之前，校准在启动时自动完成，并且可以通过命令请求。

接收机支持LoRa、(G)MSK和(G)FSK调制。接收到的数据包有效载荷大小取决于调制方案。

RF-PLL

射频锁相环用作频率合成器，用于产生发射链和接收链的本振频率（flo）。
RF-PLL使用自动校准，并使用32MHz HSE32基准。
sub-GHz无线电覆盖150~960MHz范围内的所有连续频率。

调制频率

除特定的高带宽设置外，sub-GHz无线电接收器主要在低中频配置下工作。

电源管理

该器件嵌入两个不同的稳压器：一个LDO和一个DC/DC（SMPS）。
SMPS可以通过软件选择开关，以提高电源效率。
由于LDO和SMPS并联工作，所以SMPS的接通对用户是透明的，只影响功率效率。

供电方案

器件要求VDD工作电压在1.8V~3.6V之间。
可以为特定的外设提供几个独立的电源：

VDD是用于I/O的外部电源，系统模拟块如复位、电源管理、内部时钟和低功耗调节器。它通过外部VDD引脚提供。

VDDSMPS是SMPS降压转换器的外部电源。
它通过VDDSMPS电源引脚对外提供，必须连接到与VDD相同的电源

LDO或SMPS降压转换器工作模式可通过以下方式配置：

1. 通过MCU使用SMPSEN设置PWR控制寄存器，这依赖于MCU系统的工作模式（运行，停止，待机或关机）。
2. 通过sub-GHz无线电使用SetRegulatorMode()命令和Sub-GHz无线电工作模式(睡眠，校准，待机，待机与HSE32或活动)。

当POR和NRST复位后，将选择LDO模式，SMPS选择优先于LDO选择。

电源监测器

该器件集成了上电复位/下电复位，以及断电复位（BOR）。

不能关闭BOR0级别。其它BOR级别可以通过用户选项启用。启用后，除关机模式外，BOR在所有电源模式下都是活动的。

通过option字节可以选择5个BOR阈值。

上电时，BOR使设备处于复位状态，直到电源电压VDD达到指定的VBORx阈值：

• 当VDD低于所选阈值时，设备复位。
• 当VDD超过VBORx上限时，设备复位释放，系统启动。

该器件具有嵌入PVD（可编程电压检测器），可监控VDD电源并将其与VPVD阈值进行比较。
当VDD低于VPVD阈值和VDD高于VPVD阈值时，会产生中断。
然后中断服务程序可以生成警告信息或将MCU置于安全状态。

PVD由软件启用，可以配置为监控sub-GHz无线电操作所需的VDD供电水平。

此外，这些器件嵌入了一个PVM（外设电压监视器），它将独立电源电压VDDA与固定阈值进行比较，以确保外设在其功能供电范围内。

最后，当VDD过低而无法操作sub-GHz无线电时，无线电寿命终止监视器提供有关VDD电源的信息。
当达到EOL水平时，软件必须以安全的方式停止所有无线电活动。

线性稳压器

两个嵌入式线性稳压器提供所有的数字电路，除了备用电路和备用域。
主调节器（MR）输出电压（VCORE）可以通过软件编程到两个不同的功率范围（范围1和范围2），以根据系统最大工作频率优化消耗。

电压调节器在复位后总是使能。根据应用模式，VCORE电源由主稳压器或低功率稳压器（LPR）提供。

VBAT操作

VBAT引脚用于在没有外部电池和外部超级电容的情况下，从外部电池、外部超级电容或从VDD为设备VBAT域（RTC、LSE和备份寄存器）供电。

VBAT模式下有三个防篡改检测引脚。

VBAT操作在VDD不存在时自动激活。

内置VBAT电池充电电路，当VDD存在时可以激活。

低功耗模式

该器件支持多种低功耗模式，以实现低功耗、短启动时间、可用外设和可用唤醒源之间的最佳折衷。

默认情况下，在系统或上电复位后，微控制器处于运行模式，范围1。
用户可以选择以下低功耗模式之一：

• 休眠模式：CPU时钟关闭，所有外设包括CPU核心外设（包括NVIC、SysTick）都可以运行，当发生中断或事件时唤醒CPU。
• 低功耗运行模式（LPRun）：当系统时钟频率降低到2MHz以下时，代码从SRAM或闪存执行。稳压器在低功率模式，以尽量减少工作电流。
• 低功耗睡眠模式（LPSleep）：从LPRun模式进入。
• 停止0和停止1模式：保留SRAM1、SRAM2和所有寄存器的内容。VCore域内所有时钟停止。PLL、MSI、HSI16被禁用。