news 2026/9/2 21:50:35

沁恒 RISC-V 蓝牙 2.4G RF_PHY 示例说明

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
沁恒 RISC-V 蓝牙 2.4G RF_PHY 示例说明 
说明一下沁恒 2.4G RF_PHY 示例 ...... 矜辰所致

前言

在之前我们了解了 蓝牙与 2.4G 的关系 以及学习了沁恒 RISC-V 蓝牙芯片 2.4G 的基础应用，在官方的 EVT 例程里面，还提供了一个名为 RF_PHY 的例程，官方取名为：非标准无线收发例程 。

本文我们主要就是来了解一下这个 RF_PHY 例程以及它的一些实际应用。

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目录

  • 前言
  • 一、与 RF_Basic 区别
  • 二、示例测试说明
  • 三、使用说明
    • 3.1 RF_PHY 使用流程
    • 3.2 示例逻辑说明
    • 3.3 参数配置
    • 3.4 包格式 / 收发函数说明
    • 3.5 说明事项
  • 四、常见应用
    • 4.1模拟蓝牙广播
    • 4.2 接收蓝牙广播
    • 4.3 低功耗应用
  • 结语

一、与 RF_Basic 区别

我们之前的讲过 RF_Basic 例程，它是 2.4G 基础模式，自由度更高，想怎么发，发什么，怎么接收，收不收，都可以自由控制，方便用户自行实现各种扩展应用。

本文要讲的 RF_PHY 也是一种 2.4G 收发示例，可以理解为是沁恒自己实现的一套建议的 2.4G 协议，提供底层数据发送接口函数及对收发控制的配置 。

都是 2.4G 例程，实际使用中如何选择例程？

实际使用中需要根据自己的需求选择用哪个例程，RF_PHY 作为沁恒提供的私有协议例程，代码框架和 Ble 应用框架一致，使用 TMOS 管理，如果熟悉了沁恒 Ble 蓝牙的开发，可以很方便的实现应用逻辑，以及低功耗管理，同时也可以和 Ble 同时存在（分时复用）。 而且官方还提供了可跳频收发的 RF_PHY_Hop 例程。

如果 RF_PHY 无法满足应用需求，可以选择自由度更高的 RF_Basic 进行自主开发，当然自由度高意味着需要自己实现的东西更多，大家自己衡量。

二、示例测试说明

示例测试相对来说是简单的，因为是现成的代码，但是我们依然可以通过 BLE 分析仪抓 2.4G 的包，让我们更快的理解如何应用，同时博主会进行一些简单的修改，让大家更加理解这个流程。

示例如下（本文以 CH592 为例，CH58x 是一样的）:

与之前的基础示例一样，示例是接收端和发送端一体的，通过注释下面代码切换：

我们在原始示例上不做修改，编译烧录，就是发送端，我们如果通过串口助手观察，它只会停留在开头的打印：

但实际上它还是在周期的发送数据，我们通过 BLE 分析仪可以抓到发送端的数据包，分析仪设置如下（分析仪设置参考示例中的配置，可参考《 沁恒 RISC-V 蓝牙芯片 2.4G 基础示例说明》 一文）：

通过看图很好理解，我们有一个发送端，在我们设置的频点周期发送我们设置的数据。这里还可以给大家说明一下，示例中有一个宏定义 ：

#defineRF_AUTO_MODE_EXAM1

示例中通过这个宏定义为 0 或者 非 0，可以切换设备的工作模式：

  • 基础模式（发完不需要接收 ACK ）
    发完就可以休眠，不保证对面能不能收到。
  • 自动模式（发送完需要接收 ACK 响应）
    自动模式下的发送端：发完会自动进入接收模式，去接收 接收端收到数据以后返回的 ACK 报文。
    自动模式下的接收端：接收完以后会切到发送模式，返回 ACK 。
    （更详细的说明会在下面一个章节 使用说明 里面描述）

我们观察到默认为自动模式的，所以我们发送端应该是每次发送完数据以后，会去接收数据，但是目前我们并没有接收端，设备会在回调函数RF_2G4StatusCallBack中进入TX_MODE_RX_TIMEOUT状态，我们可以在这里做个简单的测试：

这样的话，没有接收端，我们应该可以看到我们发射端周期打印 test 数据，如下图所示：

刚才的是额外的测试，我们再用一个设备，把代码里面 TX mode 部分注销掉， RX mode 部分放出来，烧录以后，两个设备一起观察：

同时我们的 BLE 分析仪也可以抓到 ACK 消息：

上面就是示例使用自动模式收发的效果展示，如果了解了自动模式，基础模式就太简单了，这里不多余测试，下面我们就来说说收发函数的使用相关以及示例的一个逻辑流程。

三、使用说明

基于 RF_PHY 示例介绍一下 2.4G 私有协议的使用步骤以及一些注意事项。

3.1 RF_PHY 使用流程

要使用 RF_PHY 首先在初始化的时候需要调用RF_RoleInit()：

CH59x_BLEInit();HAL_Init();RF_RoleInit();

然后就是RF_Config配置，配置根据示例来进行即可，下文也会有详细说明。

RF_Config(&rf_Config);

配置完成以后就可以根据自己的应用逻辑进行收发。

发送/接收端 完成/失败/超时等状态都会返回到回调函数，后续操作都可以在回调函数中处理，但是需要注意，回调函数为中断回调，需要快进快出，不要在这个回调函数中调用 RF 接收或者发送 API ，可以参考示例，修改标志位，使用 TMOS 事件方式调用自己需要的操作。

TMOS 的使用请参考博主之前的博文：沁恒微 蓝牙 芯片 TMOS 使用

回调函数在初始化的时候注册：

rf_Config.rfStatusCB=RF_2G4StatusCallBack;//...state=RF_Config(&rf_Config);

回调函数中使用 TMOS 创建需要后续进行的事件：

caseRX_MODE_TX_FAIL:{#if(RF_AUTO_MODE_EXAM)rx_end_flag=TRUE;tmos_set_event(taskID,SBP_RF_RF_RX_EVT);#endifbreak;}

与 RF_PHY 有关的 API 函数在库函数CH59xBLE_LIB.h中 ：

函数详细注释大家自行查看 EVT ：externbStatus_tRF_RoleInit(void);externbStatus_tRF_Config(rfConfig_t*pConfig);externbStatus_tRF_Rx(uint8_t*txBuf,uint8_ttxLen,uint8_tpktRxType,uint8_tpktTxType);externbStatus_tRF_Tx(uint8_t*txBuf,uint8_ttxLen,uint8_tpktTxType,uint8_tpktRxType);//shut down,stop tx/rx mode.externbStatus_tRF_Shut(void);// rf mode set radio channel/frequency.externvoidRF_SetChannel(uint32_tchannel);//rf mode set radio frequency and whitening channel index//note: LLEMode bit6 set 1externbStatus_tRF_SetFrequency(uint32_tfrequency,uint8_tch);

3.2 示例逻辑说明

与 RF_Basic 定时器里面发送不一样，RF_PHY 示例使用的 TMOS 事件进行周期发送，并且 Auto 模式发送完成以后设备会自动进入接收状态，无需应用层干预。

下面使用两个流程图来说明一下示例的流程。

首先是 RF_PHY 发送端（Auto 模式）：

然后是 RF_PHY 接收端（加入了是否为 Auto 模式判断）：

3.3 参数配置

参数配置 就是一个结构体成员rfConfig_t，里面有一些在讲 RF_Basic 的时候都讲过，这里我们直接在上一张图片说明，如下：

Channel 和 Frequency 说明

在配置中既有 Channel ，又有 Frequency ，其中使用哪个与 LLEMode 的 BIT6 有关：

  • 当 LLEMode 的 BIT6 为 1 的时候，表示选择 Frequency 作为通讯频点，精确到 1KHz 。
  • 当 LLEMode 的 BIT6 为 0 的时候，表示选择 Channel 作为通讯频点，此时的 Channel 对于蓝牙规范的 0~ 39 信道，2MHz 一个信道。

另外，关于跳频详细点的说明如下图：

参数的配置大家可参考文章，上图来自此文章：https://www.cnblogs.com/JayWellsBlog/p/18302685

3.4 包格式 / 收发函数说明

先了解一下 RF_PHY 的数据包格式，如下：

然后看一下发送函数官方解释如下：

/** * @brief tx mode. * * @param txBuf - tx mode tx data * @param txLen - tx mode tx length(0-251) * @param pktTxType - tx mode tx package type * broadcast type(0xFF):received by all matching types; * others:only received by matching type * @param pktRxType - tx mode rx package type(auto mode) * broadcast type(0xFF):receive all matching types, * others:receive match type or broadcast type * * @return 0 - success. 1-access address error 2-busy */externbStatus_tRF_Tx(uint8_t*txBuf,uint8_ttxLen,uint8_tpktTxType,uint8_tpktRxType);

对于发送函数：

  1. 第一个参数是 发送端 发送的数据；
  2. 第二个参数是 发送端 发送的长度：
  3. 第三个参数是 发送端 发送的包头，当为 0XFF 的时候表示我是广播状态，谁都可以收；
  4. 第四个参数是 发送端 接收的包头，就是表示发送端在自动模式下面想要接收的 ACK 的包头，如果 ACK 返回的报文，包头不是自己设定的，就不接收，0XFF 表示接收所有包头的 ACK 。
bStatus_tRF_Rx(uint8_t*txBuf,uint8_ttxLen,uint8_tpktRxType,uint8_tpktTxType);

同理，对于接收函数：

  1. 第一个参数是 接收端 准备要发送的数据；
    在 Auto 模式下面，接收端必须在接收到数据之前把 ACK 数据准备好，射频模块一旦收到一包 CRC 正确的数据，硬件自动把 FIFO 里的这段数据作为 ACK 回发出去；CPU 根本来不及再临时准备。
    所以这个数据是准备要回复的 ACK 数据。
  2. 第二个参数是 接收端 发送的长度（ACK 的长度）：
  3. 第三个参数是 接收端 想要接收的包头，当为 0XFF 的时候表示我什么包都想收；其他时候只收和我设置的一样的包头。
  4. 第四个参数是 接收端 回 ACK 发送的包头。
  5. 调用了接收函数，芯片就会进入接收状态，只要不是人为的停止或者进入休眠，那么芯片就一直在接收状态，一直在等待着报文的到来。

对于收发函数，我们可以通过简单的修改看一下实际效果。

首先改一下发送函数，发送包头改成 0xAA，想要接收的包头改成 0XBB：

if(!RF_Tx(TX_DATA,10,0xAA,0xBB))

我们通过分析仪抓到的发送包如下：

然后我们如果接收端不做任何修改，RF_Rx 后两个参数为 0xFF 0XFF，可接收任意包头的消息，回的 ACK 包头为 0xFF，我们可以推测出这个现象，就是接收端可以收到发送端的数据，但是发送端收不到 ACK 数据（因为发送端限制了 ACK 只收 包头为 0XBB 的数据）。

测试的现象如下图，在示例基础上加了发送端接收 ACK 超时打印（接收端可以接收，发射端无法收到 ACK）：

在上面修改发射端的前提下，如果我们想收发正常，我们可以把接收端的，参数改成 0xFF 0xBB，或者 0xAA， 0XBB：

state=RF_Rx(TX_DATA,10,0xFF,0xBB);

测试效果如下：

OK，通过这个测试我们可以更加理解收发函数，能让我们在后面应用合理恰当的使用这两个函数。

3.5 说明事项

一些使用中需要注意的事项说明（持续更新）：

  • 自动模式下面需要提前准备好 ACK 的数据，就是上面收发函数说明章节彩色字体提到的。

  • 调用接收函数以后，只要没有进入休眠，芯片处于持续接收的状态，只要没有接收到数据，它会一直处于接收状态。它是一种状态，并不是一个瞬时的动作。

  • 在示例里面有两个等待函数：
    RF_Wait_Tx_End手动模式等待发送完成，自动模式等待发送-接收完成
    RF_Wait_Rx_End自动模式等待应答发送完成
    都是等待接近 5ms 左右的时间，此时可以做一些应用层面的事情，实际上我简单测试，不加这个等待也是可以的，这个看大家实际使用中的处理，通过功耗仪器可以看到这个等待时间：

  • 关于低功耗
    因为使用 TMOS 管理，我们可以和蓝牙一样，定义HAL_SLEEP= 1，让 TMOS 自动管理休眠。
    示例开启睡眠的测试效果如下：

四、常见应用

通过上面介绍，我们应该对 RF_PHY 有了全面的认识，这里列举几个常见应用示例，示例列举的时候就不做过多的分析说明了，不懂的小伙伴得好好看看前文咯。

4.1模拟蓝牙广播

我们在 RF_PHY 示例基础上进行简单的修改（自己找到代码中对应的点去修改）：

#defineRF_AUTO_MODE_EXAM0uint8_tTX_DATA[]={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,//MAC 地址0x05,0x09,'Q','Z','H'//广播名字};if(events&SBP_RF_PERIODIC_EVT){RF_Shut();tx_end_flag=FALSE;RF_Tx(TX_DATA,sizeof(TX_DATA),0x02,0xFF);tmos_start_task(taskID,SBP_RF_PERIODIC_EVT,1000);returnevents^SBP_RF_PERIODIC_EVT;}voidRF_Init(void){uint8_tstate;rfConfig_trf_Config;tmos_memset(&rf_Config,0,sizeof(rfConfig_t));taskID=TMOS_ProcessEventRegister(RF_ProcessEvent);rf_Config.accessAddress=0x8E89BED6;// 禁止使用0x55555555以及0xAAAAAAAA ( 建议不超过24次位反转，且不超过连续的6个0或1 )rf_Config.CRCInit=0x555555;rf_Config.Channel=37;rf_Config.Frequency=2402000;#if(RF_AUTO_MODE_EXAM)rf_Config.LLEMode=LLE_MODE_AUTO;#elserf_Config.LLEMode=LLE_MODE_BASIC;// 使能 LLE_MODE_EX_CHANNEL 表示 选择 rf_Config.Frequency 作为通信频点#endifrf_Config.rfStatusCB=RF_2G4StatusCallBack;rf_Config.RxMaxlen=251;state=RF_Config(&rf_Config);PRINT("rf 2.4g init: %x\n",state);//...

就可以得到一个名称为 ”QZH“ ，MAC地址为66:55:44:33:22:11 的 蓝牙广播设备，通过 BLE 调试助手扫描结果如图：

4.2 接收蓝牙广播

接收的设置和发送初始化设置一样，只是接收的数据处理是在 中断回调函数的RX_MODE_RX_DATA中处理的。 这里给大家推荐一篇实现接收蓝牙广播的文章，大家自行参考：

https://www.cnblogs.com/good-fs/p/19813022

4.3 低功耗应用

低功耗和 BLE 一样，定义宏定义HAL_SLEEP= 1，交给 TMOS 管理，没有任务执行的时候自动进入休眠：

对于发送端来说，什么时候发，都是应用层自主控制的，所以发送端的低功耗使能低功耗宏定义，就已经能做到低功耗了，示例使能低功耗后发送端的测试效果如下（就是上文说明事项里面关于低功耗提到的）：

可以看到博主测试的芯片，休眠电流在 2.2uA 左右，实际平均功耗主要看发送频率，和 BLE 是一样的，当然示例里面应该还可以去掉 4.5ms 的延时进一步降低平均功耗。

接收端低功耗

对于接收端低功耗，因为他并不知道数据什么时候会来，但是为了低功耗又不能一直开着接收，所以在实际应用中，一般的实现方式就是一段时间内开启一次接收窗口。

打个比方，每1秒钟，开启 50ms 的接收，这样就可以保证低功耗。

但是采用这种方式，对发送端也是有要求的，每次发送，不可能是发送完一包或者2包就停止，为了保证通信的稳定性，发送端每次连续发送的时间，应该是需要大于 1 秒钟，保证接收端能够收到数据。

当然要注意，上面是提供的一个实际应用的处理思路。其中接收端的时间窗口与唤醒时间，发送端的持续发送时间都需要结合实际的环境，包长度，等细节进行合理调整。

结语

本文我们说明了一下 RF_PHY 例程以及实际场合下的一些应用示例，大家在使用的时候可以根据自己的实际需求选择使用 RF_PHY 还是 RF_Basic 例程进行扩展开发。

好了，本文就到这里。谢谢大家！

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