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外观

17. 无线串口 ​

📝本节您将学习天巧星板载 2.4G 无线串口模块的使用方法，实现两块开发板之间或开发板与电脑之间的无线数据通信。

🏆本章目标

1️⃣ 了解 2.4G 无线串口模块的工作原理

2️⃣ 配置 UART7 与无线模块通信

3️⃣ 实现无线数据的透明传输

4️⃣ 掌握连接状态检测和 AT 指令控制

17.1 无线串口模块介绍 ​

天巧星板载一个 2.4GHz 无线串口模块，通过 UART7 与 MCU 连接。该模块实现透明传输——MCU 通过串口发送的数据会自动通过无线射频发送到配对的另一端，对方收到的数据也会通过串口回传给 MCU。

从软件角度看，无线串口等同于一根"无形的串口线"——收发逻辑与有线串口完全一致。

基本参数 ​

参数规格
工作频段2.4GHz ISM
通信方式透明传输（串口透传）
串口接口UART7，PB17(TX) / PB18(RX)
波特率115200 baud（固定）
连接状态引脚PB23（高电平 = 已连接）
配对方式自动配对（同一批次模块出厂已配对）

硬件连接 ​

MCU UART7 TX (PB17) ──→ 无线模块 RX
MCU UART7 RX (PB18) ←── 无线模块 TX
MCU GPIO   (PB23)   ←── 无线模块 LINK（连接状态）

17.2 SysConfig 配置 ​

UART7 配置 ​

参数设置值说明
NameUART_WIRELESS实例名称
UART ModuleUART7
Baud Rate115200与模块匹配
Word Length8 Bits
ParityNone
Stop Bits1
DirectionTX and RX
TX PinPB17
RX PinPB18
RX InterruptEnable接收中断

连接状态 GPIO 配置 ​

参数设置值说明
NameGPIO_WIRELESS_LINK
PortPORTB
Pin23
DirectionInput
Internal ResistorPull-Down默认低（未连接）

17.3 驱动实现 ​

17.3.1 基础收发 ​

c
#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <string.h>

// 无线串口发送单字节
void wireless_send_byte(uint8_t data)
{
    while (DL_UART_Main_isBusy(UART_WIRELESS_INST));
    DL_UART_Main_transmitData(UART_WIRELESS_INST, data);
}

// 无线串口发送字符串
void wireless_send_string(const char *str)
{
    while (*str) {
        wireless_send_byte(*str++);
    }
}

// 无线串口发送数据块
void wireless_send_data(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++) {
        wireless_send_byte(data[i]);
    }
}

17.3.2 接收缓冲区 ​

c
#define WIRELESS_RX_BUF_SIZE  128

static volatile uint8_t  rx_buffer[WIRELESS_RX_BUF_SIZE];
static volatile uint16_t rx_write_idx = 0;
static volatile uint16_t rx_read_idx = 0;

// 获取接收缓冲区中的数据量
uint16_t wireless_available(void)
{
    return (rx_write_idx - rx_read_idx + WIRELESS_RX_BUF_SIZE) % WIRELESS_RX_BUF_SIZE;
}

// 读取一个字节（非阻塞，需先检查 available）
uint8_t wireless_read_byte(void)
{
    uint8_t data = rx_buffer[rx_read_idx];
    rx_read_idx = (rx_read_idx + 1) % WIRELESS_RX_BUF_SIZE;
    return data;
}

// 读取指定长度数据
uint16_t wireless_read(uint8_t *buf, uint16_t max_len)
{
    uint16_t count = 0;
    while (wireless_available() > 0 && count < max_len) {
        buf[count++] = wireless_read_byte();
    }
    return count;
}

17.3.3 中断接收 ​

c
// UART7 中断服务函数
void UART7_IRQHandler(void)
{
    switch (DL_UART_Main_getPendingInterrupt(UART_WIRELESS_INST)) {
        case DL_UART_MAIN_IIDX_RX:
        {
            uint8_t data = DL_UART_Main_receiveData(UART_WIRELESS_INST);
            uint16_t next_idx = (rx_write_idx + 1) % WIRELESS_RX_BUF_SIZE;
            if (next_idx != rx_read_idx) {  // 缓冲区未满
                rx_buffer[rx_write_idx] = data;
                rx_write_idx = next_idx;
            }
            break;
        }
        default:
            break;
    }
}

17.3.4 连接状态检测 ​

c
// 检测无线连接状态（PB23）
// 返回 1 = 已连接, 0 = 未连接
uint8_t wireless_is_linked(void)
{
    return (DL_GPIO_readPins(GPIO_WIRELESS_LINK_PORT,
            GPIO_WIRELESS_LINK_PIN_PIN) != 0) ? 1 : 0;
}

连接状态说明

PB23 引脚由无线模块驱动：

  • 高电平：模块已与对端建立连接，数据可正常收发
  • 低电平：模块未连接或对端不在范围内

出厂固件中对连接状态做了约 3 秒的软件滤波，避免瞬间断连误判。

17.4 AT 指令控制 ​

无线模块支持简单的 AT 指令进行配置：

指令功能响应
AT_RF=ON\r\n开启射频（启动无线通信）模块开始搜索配对
AT_RF=OFF\r\n关闭射频（关闭无线通信）模块停止通信，降低功耗
c
// 开启无线射频
void wireless_rf_on(void)
{
    wireless_send_string("AT_RF=ON\r\n");
}

// 关闭无线射频
void wireless_rf_off(void)
{
    wireless_send_string("AT_RF=OFF\r\n");
}

注意

AT 指令需要在模块未进入数据透传状态时发送。通常在初始化阶段发送。模块上电后默认开启射频，一般无需手动发送 AT_RF=ON。

17.5 实验一：无线回显 ​

天巧星通过无线模块接收数据，原样转发回去（类似有线串口回显）：

c
#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <stdio.h>

void uart_send_string(const char *str)
{
    while (*str) {
        while (DL_UART_Main_isBusy(UART_0_INST));
        DL_UART_Main_transmitData(UART_0_INST, *str++);
    }
}

int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    NVIC_EnableIRQ(UART_WIRELESS_INT_IRQN);

    uart_send_string("Wireless echo ready.\r\n");

    char buf[64];

    while (1) {
        // 检测连接状态
        if (wireless_is_linked()) {
            // 有数据则回显
            while (wireless_available() > 0) {
                uint8_t ch = wireless_read_byte();
                wireless_send_byte(ch);  // 无线回发

                // 同时在调试串口显示
                sprintf(buf, "RX: 0x%02X ('%c')\r\n", ch, ch);
                uart_send_string(buf);
            }
        }

        delay_cycles(800000);  // 10ms 轮询
    }
}

17.6 实验二：无线控制 LED ​

对端发送 '1' 点亮 LED，发送 '0' 熄灭 LED：

c
#include "ti_msp_dl_config.h"

int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();
    NVIC_EnableIRQ(UART_WIRELESS_INT_IRQN);

    while (1) {
        if (wireless_available() > 0) {
            uint8_t cmd = wireless_read_byte();

            switch (cmd) {
                case '1':
                    DL_GPIO_clearPins(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN_PIN);  // LED亮
                    wireless_send_string("LED ON\r\n");
                    break;
                case '0':
                    DL_GPIO_setPins(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN_PIN);    // LED灭
                    wireless_send_string("LED OFF\r\n");
                    break;
            }
        }
        delay_cycles(800000);
    }
}

17.7 实验三：无线数据上报 ​

定时通过无线串口发送传感器数据：

c
#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();
    NVIC_EnableIRQ(UART_WIRELESS_INT_IRQN);

    char buf[64];
    uint32_t count = 0;

    while (1) {
        if (wireless_is_linked()) {
            // 假设已读取 ADC 值
            uint16_t adc_val = 2048;  // 实际替换为真实采集值

            sprintf(buf, "T:%lu ADC:%u\r\n", count++, adc_val);
            wireless_send_string(buf);
        }

        delay_cycles(80000000);  // 1 秒发送一次（80MHz）
    }
}

17.8 调试串口与无线串口协同 ​

天巧星有两个独立串口通道：

  • UART0（PA10/PA11）→ CH340 USB → 电脑（调试输出）
  • UART7（PB17/PB18）→ 无线模块 → 远程设备

两者互不干扰，可以同时使用：UART0 输出调试日志，UART7 收发业务数据。

c
// 调试串口输出（本地，USB连电脑）
uart_send_string("Debug: received wireless data\r\n");

// 无线串口输出（远程，射频发送）
wireless_send_string("ACK\r\n");

17.9 知识总结 ​

内容说明
模块类型2.4GHz 无线串口透传
通信接口UART7，115200 baud
引脚PB17(TX) / PB18(RX) / PB23(LINK)
使用方式等同于有线串口，透明传输
连接检测PB23 高电平 = 已连接
AT 指令AT_RF=ON/OFF 控制射频开关
配对出厂已配对，即插即用

下一章将学习使用 PWM 驱动天巧星板载的无源蜂鸣器，实现音调控制和旋律播放。