STM32WB STM32G4 STM32H7 STM32U5 STM32L5 STM32G0

基于STM32WB的低功耗蓝牙应用(一) STM32WB概览

基于STM32WB的低功耗蓝牙应用(二) RF协议栈的有线和无线更新

基于 STM32WB 的低功耗蓝牙应用(三) 用户应用程序的无线更新(OTA空中升级)

STM32WB蓝牙设计开发汇总(RF天线,PA,功耗测试,OTA等)





STM32WB蓝牙设计开发汇总(RF天线,PA,功耗测试,OTA等)


意法半导体着力打造的STM32WB这朵“无线之花”正在尽情绽放,必将让未来的物联网世界更加绚烂迷人。而广阔的生态系统,一直是STM32深入到骨子里的强大基因。


ST为STM32WB产品提供了从硬件、软件开发工具等完整的生态系统,从配置、开发、下载、到监控的一站式开发平台,构建无缝的开发流程。


·STM32CubeMX:配置硬件引脚,使HW开发更容易;配置BLE 广播、配对、服务, 使SW 开发更容易
·STM32CubeIDE:代码编辑/代码编译链接/代码调试/代码烧写
·STM32CubeWB:固件例程
·STM32CubeProgrammer:烧写、读取片上存储区/烧写、读取片外存储区/烧写、读取选项字节/烧写FUS和无线协议栈
·STM32Cube Monitor/ STM32CubeMonRF:功耗测试,无线蓝牙调试,USB PD调试


基于STM32WB的低功耗蓝牙应用开发,开发者可以获得六类设计资源:技术文档、评估板、参考固件例程、配合低功耗应用的软件工具、中文培训材料、本地方案(ST本地支持团队和中国合作伙伴开发的方案)。

以下为用户列出了基于STM32WB进行蓝牙设计所需的各种资料,大家可以各取所需。


STM32WB在线视频课程

即将更新



STM32WB 原理图设计


P-Nucleo-WB55 pack是ST官方出品的唯一一款STM32WB55,包含两块基于STM32WB55的板子,如图示:一个是Nucleo板,板载QFPN68引脚封装的STM32WB,和STLINKV2;一个是板载QFPN48引脚封装STM32WB的USB dongle板。点击ST官网的P-Nucleo-WB55页面即可下载包括产品特性、板卡制造特性、用户手册、BOM表等各种技术资料。


STM32WB 硬件PCB设计


STM32WB系列微控制器集成了用于Bluetooth®低功耗和802.15.4无线电解决方案的高质量RF收发器。与传统电路相比,需要特别注意RF板的布局。


在高频下,铜互连(走线)充当功能性电路元件,会引入干扰,从而降低射频性能。迹线和焊盘产生的寄生元件会极大地影响整个电路的性能。必须认真遵循布局规则,以减轻这些影响并达到要求的性能。


AN5165应用笔记:基于STM32WB MCU进行RF硬件AN5165开发的应用笔记,介绍了为使MCU达到理想水平中最佳性能而应采取的预防措施。该文档基于2层PCB的QFN48 / QFN68 / UFBGA129参考板,以及4层PCB的WLCSP100参考板。



STM32WB 蓝牙天线PCB设计


STM32WB 参考设计包括了天线部分的设计,天线部分推荐使用ST的IPD集成方案,详细参考资料包括:


AN5290 应用笔记:STM32WB系列微控制器旨在最大限度地减少确保理想参数下最佳RF性能所需的外部组件数量。本文档详细介绍了Bluetooth®低能耗应用的物料清单(BOM)。QFN48封装用作参考,但对其有效的注意事项可以轻松扩展到其他封装。


MLPF-WB55-01E3:适用于STM32WB55Cx和STM32WB55Rx的2.4 GHz匹配滤波器配套芯片MLPF-WB55-01E3,集成了阻抗匹配网络和谐波滤波器。定制的匹配阻抗网络可在理想参数下最大程度地提高STM32WB的RF性能。该器件在非导电玻璃基板上使用ST IPD技术,可优化RF性能。


MLPF-WB55-02E3:适用于STM32WB55Vx的2.4 GHz匹配滤波器配套芯片MLPF-WB55-02E3集成了阻抗匹配网络和谐波滤波器。定制的匹配阻抗网络可在理想参数下最大程度地提高STM32WB55Vx的RF性能。该器件在非导电玻璃基板上使用ST IPD技术,可优化RF性能。



不同天线的比较


AN4190应用笔记:本文档主要介绍天线理论、天线类型,选择天线时需要考虑的重要参数。第25-26页,可获得不同天线优点和缺点的知识,了解PCB天线与陶瓷天线优缺点。


AN5434应用笔记:本文档介绍了七个与天线的电子板相关的天线设计、制造和无线电电气特性(S11参数和辐射),这些天线在ISM 2.45 GHz频带上运行并且可用于STM32WB系列微控制器。七种天线类型是:

单极T形天线
单极L形天线
倒F天线– IFA
微带曲折单极天线
IFA金属平面天线
八木宇田天线
贴片天线



芯片编程器


AN5185应用笔记:本文档介绍了STM32WB系列微控制器上可用的固件升级服务(FUS,Firmware Upgrade Service)。



通信距离-链路预算


低功耗工具,仿真和测量工具


CubeMX仿真

测量工具



HSE 32MHz 晶振选择


AN5042应用笔记:本文档介绍了STM32WB系列的RF应用中,如何进行HSE修整。STM32无线微控制器提供了经济高效的解决方案,通过利用内部负载电容来控制振荡器的精度,从而节省外部电容成本和降低晶振约束。



智能锁方案


基于STM32WB的智能锁方案,是最成功的本地方案。除了STM32WB作为主控芯片,方案里还集成了ST的安全芯片STSafe,直流马达驱动芯片STSPIN240,NFC读卡器芯片ST25,加速度传感器芯片LSM303AGR。通过安卓手机app连接、配置并管理智能锁,包括:
·向服务器注册用户、注册锁
·绑定锁和用户,并使用户成为管理员
·添加和删除 锁关联的用户, 等等

智能锁的控制包括:

·通过按键, 开、关锁
·使用安卓手机app,通过蓝牙, 开、关锁
·通过手机自带的NFC,开、关锁
·通过事先关联的NFC tag,开、关锁
·通过临时密码,开、关锁


整个方案都是开源的,包括原理图、手机app源码,MCU端固件。



外部PA解决方案


https://stmicroelectronics.sharepoint.com/sites/STM32WirelessCommunication/SitePages/STM32WB-Sharepoint.aspx


https://stmicroelectronics.sharepoint.com/sites/STM32WirelessCommunication/Shared%20Documents/STM32WB%20-%20Dory%20Series/Companion-Chip/External%20PA/STM32WB55%20-%20extPA%20evaluation.pdf


802.15.4 软件案例


RTOS可用性


Example code HR (v1.7)

                Seq             Free RTOS

Flash      17KB           27KB

RAM       8KB             28KB



调试工具

KEIL
IAR
CubeIDE (ST, free)



AT指令


AN5379:本应用笔记描述了在STM32WB系列上实现的多应用AT项目的AT(注意)命令集,并说明了该项目使用的配对和低功耗概念。说明了如何使用AT指令与STM32WB系列微控制器接口以管理多个BLE应用处理(AT P2P服务器,AT P2P客户端和AT心率)。


ACI / Application Control Interface


AN5270应用笔记:STM32WBx5低功耗蓝牙无线接口。低功耗蓝牙®(BLE)是由蓝牙®特殊兴趣小组(Bluetooth®SIG)设计和销售的无线个人区域网络技术,其目标是医疗保健,健身,信标,安全和家庭娱乐行业中的新颖应用。与标准蓝牙相比,BLE旨在显着降低功耗和成本,同时保持相似的沟通范围。标准HCI命令在“蓝牙规范核心V5.0”中定义,而BLE规范是其中的一部分。本应用笔记介绍了所有专有命令。



CM4 和 CM0 通信


AN5289应用笔记  :本应用笔记旨在指导设计人员完成构建基于STM32WB系列微控制器的特定蓝牙低功耗(BLE)或802.15.4应用所需的步骤。它将最重要的信息分组在一起,并列出了要解决的方面。为了充分利用本文档中的信息并开发应用程序,用户必须熟悉STM32微控制器,BLE技术,802.15.4 OpenThread协议和802.15.4 MAC层,并且必须了解低功耗管理等系统服务和任务排序。



OTA


AN5247应用笔记:本文档介绍了在具有Bluetooth®低功耗(BLE)连接的ST32WB设备上通过空中(OTA)固件更新的过程。它说明了如何使用STM32Cube固件包中提供的OTA应用程序。该应用程序可以更新用户应用程序,无线固件和固件升级服务。


数据吞吐率


如何使用SMPS?


AN5246应用笔记:本文档介绍了如何使用STM32WB系列微控制器中集成的SMPS(开关模式电源)。它旨在供系统架构师以及硬件和板级软件开发人员使用。



编程指南

PM0271编程手册:本文档是STM32WB BLE堆栈编程指南,旨在为开发人员提供一些参考编程示例,以帮助开发者快速开发低功耗蓝牙(BLE)应用程序,掌握STM32WB BLE堆栈API和相关事件回调等。


AN5289应用笔记:本文档旨在帮助开发设计人员完成构建基于STM32WB系列微控制器的特定蓝牙低功耗(BLE)或802.15.4应用所需的步骤。它将最重要的信息分组汇总并列出相应解决方案。



如何蓝牙组网

AN5292应用笔记:本文档介绍了如何用STM32WBx5微控制器构建Bluetooth®低功耗组网应用。




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