基于STM32W108的32位无线MCU RF解决方案

导读：ST公司的STM32W108是集成2.4GHz IEEE 802.15.4兼容的收发器，32位ARM Cortex-M3微处理器。STM32W108具有嵌式闪存，128kB/192kB/256kB.闪存和RAM存储器以及基于IEEE 802.15.4系统外设的低功耗系统级芯片（SoC），2.1V~3.6V单电源工作。

　　该器件主要应用在智能电网、建筑物自动化和控制、家庭自动化和控制、ZigBee Pro无线传感器网络、安全和监视系统、RF4CE产品和遥控设备。

　　收发器采用高效率的架构，其效率超过了IEEE802.15.4-2003标准动态范围15dB.其集成的接收通道滤波可以与2.4GHz频段的，其他通信标准通用，例如，IEEE 802.11和蓝牙。其集成的稳压器VCO,环路滤波器和功放降低了外部元件的数量。其可选的，高性能无线模式（增强模式）可通过软件选择，以提高动态范围。

　　集成的32位ARM Cortex-M3微处理器是高度优化的，可以用于高性能、低功耗、高效的存储器。它包括一个集成微控制器（支持两种不同的操作模式）：特权模式和非特权模式。这种体系结构可以用来从应用程序代码中分离网络堆栈，并防止存储器、寄存器限制区域内的不必要的更改，增加了稳定性和可靠性。d 8kB/12kB/16kB集成RAM用于数据和程序存储器。STM32W108 HAL软件采用高效的磨损均衡算法，优化了嵌入式闪存的寿命。

　　为了保证ZigBee和IEEE802.15.4-2003标准规定的严格的时序要求，STM32W108在硬件上集成了很多MAC功能。该MAC硬件可以处理自动ACK发送和接收，自动退避延时，清理信道评估，以及对所收到的数据包进行自动过滤。其MAC集成了一个数据包跟踪接口，可以非侵入式捕获所有的STM32W108数据包。

　　STM32W108提供了许多先进的电源管理功能，使电池寿命增长。其高频率的内部RC振荡器可以使处理器核唤醒后，迅速开始执行代码。具有各种深度睡眠模式，低于1μA的功耗（同时保留RAM内容）。支持用户自定义的应用程序，片上外设包括UART、SPI、I2C、ADC和通用定时器，以及多达24个GPIO .此外，集成了稳压器、上电复位电路以及睡眠计时器。

　           　                    图1 STM32W108框图

　                                     　图2 MB953rev.A电路图

　　STM32W108主要特性

　　完整的系统级芯片

　　- 32位ARM Cortex-M3处理器

　　-符合2.4GHz IEEE802.15.4的收发器和低MAC

　　-128kB/192kB/256kB闪存，8kB/12kB/16kB RAM内存

　　- AES128加密加速器

　　-灵活的ADC,SPI/UART/I2C串行通信和通用定时器

　　- 24高度可配置的GPIO

　　与施密特触发器输入

　　业界的ARM

　　Cortex-M3处理器

　　-的32位处理性能

　　-高效的Thumb-2指令集

　　-运行在6MHz、12MHz或24MHz

　　-灵活的嵌套向量中断控制器

　　低功耗，先进的管理

　　-接收功率（w/CPU）：27mA

　　-发送功率（w/CPU,+3dBmTX）：31mA

　　-低深度睡眠电流，保留RAM和GPIO:400nA/800nA,有/无睡眠定时器

　　-低频率的内部RC振荡器，用于低功耗的睡眠时间

　　-高频率的内部RC振荡器用于快速

　　（100μs）处理器（从睡眠开始）

　　卓越的RF性能

　　-普通模式下的链路预算高达102dB;可配置多达107dB

　　- 99dBm的正常接收灵敏度，可配置为-100dBm（1%PER,20B数据包）

　　- 3dB正常模式下输出功率；多可配置为+8dBm

　　-强大的WiFi和蓝牙共存

　　创新的网络和处理器调试

　　-非侵入式硬件的数据包跟踪

　　-串行线/JTAG接口

　　-标准的ARM调试功能：闪存片和断点；数据观察点和跟踪；仪表跟踪宏单元

　　应用灵活性

　　-单电压操作：2.1V~3.6V,具有内部1.8V和1.25V稳压器

　　-可选的32.768kHz晶振更高的定时器

　　-单24MHz晶体低外部元件数

　　-支持外部功率放大器

　　-小封装，7mm×7mm 48引脚VFQFPN封装或6mm×6mm 40引脚封装VFQFPN

　　STM32W108应用

　　智能电网

　　建筑物自动化和控制

　　家庭自动化和控制

　　安全和监控系统

　　 ZigBee Pro无线传感器网络

　　 RF4CE产品和遥控设备

　                                    　图3 MB953 rev.A电路图

　　                                          图4 MB953 rev.B电路图

　　RF控制评估板

　　STM32W-RFCKIT

　　STM32W-RFCKIT是低成本射频控制套件，易于使用，可用于STM32W108xx射频微控制器。该系列微控制器集成了一个32位的ARM Cortex-M3的微处理器，和一个2.4GHz,符合IEEE 802.15.4标准的收发器。该套件是即插即用的2.4GHz射频点至点通信，可用于通用无线控制系统。

　　STM32W-RFCKIT射频控制工具包提供了演示应用程序及文件，可以作为创建应用程序和重新编程STM32W108xx微控制器的参考。

　　该套件提供了一套简单的API,使得应用工程师能够轻松地开发射频控制功能，如LED,串行通信通道（通过USB虚拟COM），MEM启用的指针等。由于STM32W微控制器的灵活性，开发人员还可以联合使用该套件与其他可用的协议网络库：基于MAC的、RF4CE.