<think>我们正在创建一个基于APM32F103CB微控制器的MDK工程，实现通过LoRa模块无线传输阵列按键信息。主要涉及以下部分：1.硬件连接：APM32F103CB与阵列按键的连接，以及与LoRa模块的连接。2.软件设计：在MDK（Keil）环境下编写代码，包括初始化、按键扫描、LoRa通信等。步骤：1.硬件连接：-阵列按键：通常使用矩阵键盘（例如4x4），将行和列连接到APM32F103CB的GPIO引脚。- LoRa模块：我们使用串口与LoRa模块通信（例如USART1）。连接时注意：-APM32F103CB的USART_TX引脚连接LoRa模块的RX-APM32F103CB的USART_RX引脚连接LoRa模块的TX-共地（GND连接）-注意电源：LoRa模块的供电电压（通常3.3V，而APM32F103CB也是3.3V，所以可以直接供电）2.软件设计：-初始化：*初始化系统时钟（使用APM32标准库）*初始化GPIO（用于矩阵键盘的行和列，行设置为输出，列设置为输入，并开启上拉）*初始化USART（用于与LoRa模块通信，设置波特率，通常LoRa模块默认波特率可能是9600或115200，具体看模块手册）*初始化LoRa模块（通过AT指令设置工作参数，如信道、发射功率等，确保通信双方在同一信道）-按键扫描：*采用扫描方式检测按键按下，并得到按键值（例如0-15）。*消抖处理。-数据传输：*当有按键按下时，将按键值通过串口发送给LoRa模块（以字符串或字节形式）。*LoRa模块会将数据无线发送出去。-接收端（如果需要接收，但题目只要求发送阵列按键信息，所以这里我们只实现发送端，接收端可以类似处理）：*本题只要求发送，所以接收端不在本工程范围内，但需要确保接收端能正确接收。3.代码结构（以发送端为例）：-main函数流程：*初始化*循环扫描按键，一旦有按键按下，则通过串口发送按键值（通过LoRa模块发送）4.LoRa模块的配置：-通常使用AT指令配置。例如，我们可能需要设置：*工作模式：一般为透传模式（AT+WMODE=TRANSPARENT）*信道（AT+CHAN=xx，例如设置相同的信道）*发射功率（AT+POWER=xx）-注意：具体指令需要参考你所使用的LoRa模块手册。5.代码示例（简化版）：注意：以下代码基于假设，实际需要根据硬件连接调整引脚和串口。```c#include "apm32f10x.h"#include "apm32f10x_gpio.h"
#include"apm32f10x_usart.h"
#include"apm32f10x_rcm.h"#include <stdio.h>
#include<string.h>//假设矩阵键盘为4x4，行：PB0-PB3，列：PB4-PB7#define ROW_PINSGPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_3#define COL_PINSGPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5 |GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7//行输出，列输入void Keypad_Init(void){GPIO_Config_TgpioConfig;RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOB);//行设置为推挽输出，初始高电平（无按键时行输出高，列上拉也为高）gpioConfig.mode= GPIO_MODE_OUT_PP;gpioConfig.pin =ROW_PINS;gpioConfig.speed =GPIO_SPEED_50MHz;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfig);GPIO_SetBits(GPIOB,ROW_PINS);//列设置为输入，上拉模式（因为按键按下会拉低）gpioConfig.mode= GPIO_MODE_IN_PU;gpioConfig.pin =COL_PINS;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfig);}
//扫描按键，返回按键值（0-15），-1表示无按键intKeypad_Scan(void)
{uint8_trow,col;constuint8_t rows[] ={GPIO_Pin_0,GPIO_Pin_1,GPIO_Pin_2,GPIO_Pin_3};constuint8_t cols[] ={GPIO_Pin_4,GPIO_Pin_5,GPIO_Pin_6,GPIO_Pin_7};for(row=0;row <4; row++){//设置当前行为低，其他行为高GPIO_ResetBits(GPIOB, rows[row]);for(uint8_ti=0;i<4;i++){if(i!= row)GPIO_SetBits(GPIOB,rows[i]);}//检查每一列for(col=0;col <4; col++){if (GPIO_ReadInputBit(GPIOB, cols[col]) ==0)//按键按下，该列被拉低{//消抖（简单延时）for(volatile inti=0;i<1000; i++);if(GPIO_ReadInputBit(GPIOB,cols[col])==0){//等待释放while (GPIO_ReadInputBit(GPIOB, cols[col]) ==0);return row*4+ col;}}}//恢复当前行为高GPIO_SetBits(GPIOB,rows[row]);}return -1;}
//初始化串口1（PA9-TX,PA10-RX）
voidUSART1_Init(void)
{GPIO_Config_T gpioConfig;USART_Config_T usartConfig;RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA |RCM_APB2_PERIPH_USART1);//配置USART1TX (PA9)为复用推挽输出gpioConfig.pin= GPIO_Pin_9;gpioConfig.mode =GPIO_MODE_AF_PP;gpioConfig.speed= GPIO_SPEED_50MHz;GPIO_Config(GPIOA,&gpioConfig);//配置USART1RX (PA10)为浮空输入gpioConfig.pin =GPIO_Pin_10;gpioConfig.mode= GPIO_MODE_IN_FLOATING;GPIO_Config(GPIOA,&gpioConfig);usartConfig.baudRate=9600;usartConfig.hardwareFlow= USART_HARDWARE_FLOW_NONE;usartConfig.mode =USART_MODE_TX;usartConfig.parity =USART_PARITY_NONE;usartConfig.stopBits =USART_STOP_BIT_1;usartConfig.wordLength =USART_WORD_LEN_8B;USART_Config(USART1,&usartConfig);USART_Enable(USART1);
}//发送一个字节void USART1_SendByte(uint8_tbyte){while(USART_ReadStatusFlag(USART1,USART_FLAG_TXBE)== RESET);USART_TxData(USART1, byte);
}//发送字符串voidUSART1_SendString(char*str)
{while(*str){USART1_SendByte(*str++);}}
//配置LoRa模块（使用AT指令）
voidLoRa_Init(void){//发送AT指令设置参数，这里以设置信道1为例USART1_SendString("AT+CHAN=1\r\n");//延时等待响应（实际应用中需要更复杂的处理，这里简化）for(volatile inti=0;i<1000000; i++);}
intmain(void)
{intkey;charstr[10];//初始化Keypad_Init();USART1_Init();LoRa_Init();//配置LoRa模块while (1){key= Keypad_Scan();if(key!= -1){//将按键值转换为字符串并发送sprintf(str, "%d\n", key);USART1_SendString(str);}}}
```6.注意事项：-以上代码为简化示例，实际应用中需要根据具体硬件调整引脚。-矩阵键盘扫描函数中的消抖处理可能需要调整延时时间。-LoRa模块的配置需要根据具体模块的AT指令手册进行，并且需要处理模块的响应。-如果LoRa模块需要复杂的配置流程，可能需要编写更健壮的AT指令发送和接收解析函数。7.在MDK中创建工程：-新建工程，选择APM32F103CB作为目标器件。-添加APM32的标准外设库（需要提前下载）。-将上述代码添加到工程中。-配置编译选项，设置正确的头文件路径。-编译并下载到开发板。8.测试：-连接好硬件，上电。-按下矩阵键盘的按键，观察接收端（另一个LoRa模块）是否收到对应的按键值。如果遇到问题，可以检查：-硬件连接是否正确（特别是串口的交叉连接）。-串口波特率是否一致。-LoRa模块的信道、工作模式等参数是否匹配。以上是一个基本的实现框架，具体实现细节需要根据实际硬件和需求进行调整。</think>### 基于 APM32F103CB 的 LoRa 无线阵列按键系统开发指南
#### 一、硬件连接设计
1. **阵列按键连接**
- 采用 4×4 矩阵按键（16键）
- 行线连接：PB12-PB15（配置为推挽输出）
- 列线连接：PB8-PB11（配置为上拉输入）
- 电路设计：
$$V_{cc} \rightarrow 10k\Omega \text{上拉电阻} \rightarrow \text{列线}$$
$$ \text{按键节点} \rightarrow \text{行线（直接连接）} $$
2. **LoRa 模块连接**
- 使用 USART1 通信：
- PA9 (TX) → LoRa 模块 RX
- PA10 (RX) → LoRa 模块 TX
- GND 共地
- 3.3V 电源供电
- 参考 AT 指令配置（波特率 9600）[^1]：
```c
AT+PARAMETER=10,7,1,7 // 设置扩频因子/带宽/编码率
AT+ADDRESS=1 // 设置本机地址
AT+NETWORKID=0 // 设置网络ID
```
#### 二、MDK 工程搭建步骤
1. **创建基础工程**
- 打开 MDK-ARM → 选择 APM32F103CB 器件
- 添加标准外设库（下载地址：Geehy官网）
- 配置系统时钟（72MHz HSE）：
```c
RCM_Config_HXTALPrediv(RCM_HXTAL_DIV_1);
RCM_Enable_HXTAL();
RCM_Config_PLL(PLL_SOURCE_HXTAL_DIV_1, PLL_MUL_9);
```
2. **关键驱动实现**
**矩阵按键扫描函数**：
```c
uint8_t Keypad_Scan(void) {
uint8_t key_val = 0xFF;
// 逐行扫描
for(uint8_t i=0; i<4; i++) {
GPIO_ResetBits(GPIOB, ROW_PINS[i]);
for(uint8_t j=0; j<4; j++) {
if(GPIO_ReadInputBit(GPIOB, COL_PINS[j]) == 0) {
key_val = i*4 + j; // 计算键值
while(GPIO_ReadInputBit(GPIOB, COL_PINS[j]) == 0); // 等待释放
}
}
GPIO_SetBits(GPIOB, ROW_PINS[i]);
}
return key_val;
}
```
**LoRa 数据发送函数**：
```c
void LoRa_Send(uint8_t keycode) {
uint8_t cmd[20];
sprintf((char*)cmd, "AT+SEND=2,%d,%d\r\n", DEST_ADDR, keycode); // 目标地址2
for(int i=0; i<strlen((char*)cmd); i++) {
USART_TxData(USART1, cmd[i]);
while(USART_ReadStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXBE) == RESET);
}
}
```
#### 三、主程序逻辑
```c
int main(void) {
// 初始化
System_Clock_Init();
Keypad_GPIO_Init();
USART1_Init(9600); // LoRa串口
LoRa_AT_Init(); // 配置LoRa参数
while(1) {
uint8_t key = Keypad_Scan();
if(key != 0xFF) {
LoRa_Send(key); // 发送按键值
Delay_ms(50); // 防抖延时
}
}
}
```
#### 四、调试要点
1. **LoRa 模块验证**
- 使用串口助手发送 `AT+VER?` 查询固件版本
- 测试指令：`AT+SEND=2,5` 发送测试数据
2. **功耗优化**
- 空闲时进入 STOP 模式：
```c
PWR_EnterSTOPMode(PWR_REGULATOR_LOW, PWR_STOP_ENTRY_WFI);
```
- 按键中断唤醒：配置 EXTI 中断
3. **数据传输格式**
| 字节 | 0 | 1 | 2 |
|------|------|---------|------|
| 含义 | 头(0xAA) | 按键值 | 校验和 |
#### 五、常见问题解决
1. **LoRa 通信失败**
- 检查波特率是否匹配（默认 9600）
- 验证信道参数：`AT+PARAMETER?`
- 确保收发模块 **网络ID/地址** 一致
2. **按键抖动问题**
- 硬件：并联 104 电容
- 软件：二次扫描验证
$$ t_{delay} > t_{bounce} \quad (t_{bounce} \approx 5-20ms) $$
> 实际测试中，在空旷环境下 ATK-LoRa 模块可实现 1km 以上可靠传输[^1]，适用于工业遥控等场景。
本文介绍了一种方法，用于监控MFC窗体中的按键操作，并提供了完整的代码实现及对应的exe文件供读者测试使用。
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