Arduino 使用

本章节包含以下部分，请按需阅读：

• 配置开发环境
• 示例程序

配置开发环境

1. 安装和配置

• 关于 Arduino 的环境搭建跟基本使用，请参考这个R4 链接、R3 是默认安装
• 环境搭建完成后，即可连接传感器，下载示例程序

2. 硬件配置

• Arduino 开发板的 IO 电平必须为 3.3V，如果使用 5V 的 IO 电平，需要经过电平转换，否则传感器会损坏
• 使用 waveshare R3/R4 需要将以下的跳线帽设置成 3.3V，才能使用

图片	说明
	Arduino UNO R3
	Arduino UNO R4
	Arduino UNO R4 WIFI

硬件连接

参考下表进行连接

Core2021-XF	Arduino UNO
CLK	13
MISO	12
MOSI	11
CS	10
IRQ	2
RESET	3
BUSY	9

示例程序

• Arduino 示例程序位于 示例程序包 的 core2021-xf\examples\arduino 目录中。
• 示例01，02，03都需要两个 Core2021-XF 模块，一个发送，一个接收。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_lr2021_tx	LR2021 发送	RadioLib
02_lr2021_rx	LR2021 接收	RadioLib
03_lr2021_pingpong	LR2021 PingPong	RadioLib
04_lr2021_tx_cw	LR2021 以 CW 模式发送	RadioLib
05_lr2021_LoRaWAN	LoRaWAN（Arduino R3 无法使用）	RadioLib

• 选择开发板：

  图片	说明
  	Arduino UNO R3
  	Arduino UNO R4

• 选择开发板的端口，然后进行编译上传

• 上传完成后，打开串口监测器，就会输出相关的信息。

01_lr2021_tx

【程序说明】

• 基于 Core2021-XF 模块，使用 中断方式 实现 LoRa 数据包周期性发送
• 采用非阻塞发送机制，不占用主循环 CPU 资源
• 每发送完成一包数据，自动延时 1 秒后继续发送下一包
• 支持字符串数据发送，自带数据包序号，方便调试

【代码分析】

• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 模块中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证频率精度
• setFlag(void)：中断回调函数，模块发送完成后自动触发，标记发送完成标志
• radio.setPacketSentAction(setFlag)：绑定发送完成中断函数
• radio.startTransmit("内容")：启动 LoRa 异步发送，支持字符串 / 字节数组
• radio.finishTransmit()：发送完成后收尾操作，关闭发射电路、复位模块状态
• loop() 主逻辑：检测发送完成标志 → 打印状态 → 延时 → 发送下一包带序号的数据

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印发送完成的日志，如下图所示（搭配02_lr2021_rx）：

  

02_lr2021_rx

【程序说明】

• 基于 Core2021-XF 模块，使用中断方式实现 LoRa 数据包无线接收
• 采用非阻塞监听模式，模块自动等待数据，不占用 CPU 资源
• 接收成功后自动解析数据，并打印数据包内容、RSSI 信号强度、SNR 信噪比
• 必须与发送端配置相同频率、扩频因子、带宽、编码率才能正常通信

【代码分析】

• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 模块中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证频率精度，提升接收稳定性
• setFlag(void)：中断回调函数，模块接收到完整数据包后自动触发，标记接收完成标志
• radio.setPacketReceivedAction(setFlag)：绑定接收完成中断服务函数
• radio.startReceive()：启动 LoRa 连续接收模式，进入等待数据状态
• radio.readData(str)：读取接收到的无线数据，支持字符串格式解析
• radio.getRSSI() / radio.getSNR()：获取信号质量参数，用于调试与链路评估
• loop() 主逻辑：检测接收完成标志 → 读取数据 → 解析打印 → 继续监听

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到实时接收日志，包含数据内容、RSSI、SNR 信息，如下图所示（搭配01_lr2021_tx）：

  

03_lr2021_ping_pong

【程序说明】

• 基于 Core2021-XF 模块，实现 LoRa 自动乒乓收发（一问一答）双向通信
• 两块模块即可完成互发互收，无需手动控制
• 开启 INITIATING_NODE 为发起端，另一块为接收端
• 自动切换发送 / 接收状态，非阻塞中断驱动

【代码分析】

• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证通信频率精度
• setFlag(void)：通用中断回调，发送完成或接收完成都会触发
• radio.setIrqAction(setFlag)：绑定收发共用中断函数
• INITIATING_NODE 宏定义：用于区分主动发起节点
• radio.startTransmit()：启动数据包发送
• radio.startReceive()：切换模块到监听接收状态
• radio.readData(str)：读取接收到的 LoRa 数据包
• loop() 主逻辑：发送完成→进入接收；接收完成→延时回复→再次发送

【运行效果】

• 两块模块分别烧录程序，一块打开 INITIATING_NODE 宏定义
• 上电后自动互发互收，串口打印收发状态、数据、RSSI、SNR，如下图所示：

04_lr2021_tx_cw

【程序说明】

• 基于 Core2021-XF 模块，实现 LoRa 直接载波发射（CW/Direct Transmit）
• 输出固定频率的连续载波信号，无数据包格式，用于频段测试、信号检测、仪器校准
• 固定频率 868MHz，发射功率 22dBm
• 上电后持续发射，无额外逻辑操作

【代码分析】

• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证载波频率精度
• OUT_HZ 868000000UL：定义直接发射频率（868MHz），可自行修改
• radio.setOutputPower(22)：配置发射功率为 22dBm
• radio.transmitDirect(OUT_HZ)：进入连续直接发射模式，输出固定频率载波
• loop()：无业务逻辑，载波持续发射无需程序干预

【运行效果】

• 程序烧录后模块立即输出固定频率载波信号

• 串口打印初始化与发射启动状态，可使用频谱仪/接收模块检测到连续射频信号，如下图所示：

  

05_lr2021_LoRaWAN

【程序说明】

• 基于 Core2021-XF 模块 + Arduino UNO R4 平台，实现 LoRaWAN OTAA 入网与上下行通信
• 支持 OTAA 动态入网，支持 EEPROM 存储会话信息，掉电重启可快速恢复连接
• 定时发送上行数据（默认 5 分钟），并监听服务器下行消息
• 自动打印接收数据的 HEX 与 ASCII 格式，支持信号质量监控

【代码分析】

• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证 LoRaWAN 频率精度
• EEPROM.begin()：初始化片上 EEPROM，用于保存 LoRaWAN 会话信息
• restoreLoRaWANState()：从 EEPROM 恢复入网会话与随机值，实现快速重连
• node.beginOTAA()：初始化 OTAA 入网参数（JoinEUI、DevEUI、AppKey、NwkKey）
• node.activateOTAA()：发起 OTAA 加入服务器请求
• saveLoRaWANState()：入网成功后保存会话信息到 EEPROM
• node.sendReceive()：发送上行数据，并自动开启接收窗口监听下行消息
• printHex / printAscii：打印下行数据的十六进制与 ASCII 格式

【运行效果】

• 环境搭建参考 LoRaWAN 环境搭建文档

• 程序烧录后自动进行 OTAA 入网，入网成功后定时上传数据

• 串口打印入网状态、上下行消息、RSSI、SNR 等信息，如下图所示：