# Titania (AMB3626) 硬體設定與腳位控制指南 > **模組型號：** Würth Titania 2607011111100x (AMB3626) > **硬體相關手冊章節：** Manual-um-titania-260701111100x (rev4.5) - 第 2 章、第 3 章、第 7 章 > **主要參考標準：** EN 300 220（歐盟無線設備規範） --- ## 📌 快速清單（設定前必做） - [ ] VCC 已穩定供電（2.0–3.6 V，建議 3.3 V） - [ ] /RESET 腳位已釋放（被 RC 電路或軟體拉高） - [ ] **TRX_DISABLE 接 GND（一定要）** - [ ] UART TX/RX 已接到 STM32 - [ ] /CONFIG 腳位接到 STM32 GPIO（選用，但建議接） - [ ] /RTS 腳位接到 STM32GPIO 或監測（強烈建議） - [ ] 沒有無線訊號、UART 也空閒時，才改設定 - [ ] 改完非揮發參數後，務必 **CMD_RESET_REQ** --- ## 🔌 腳位配置與硬體設置 ### 1. VCC 與 /RESET 腳 **腳位定義：** | 腳位 | 標號 | 用途 | 電壓 | 說明 | |------|------|------|------|------| | VCC | 1 | 電源正 | +3.3 V（範圍 2.0–3.6 V） | 模組主電源 | | GND | 2（多個） | 地 | 0 V | 必須與 MCU 共地 | | /RESET | 某腳 | 模組重置 | 開漏輸出或 RC 延遲 | 上電時 **必須先低、再高** | **上電時序（極其重要）：** ``` 時間線： T=0 ms：VCC 開始上升 T=0~2 ms：VCC 還在上升，/RESET 必須保持 LOW（不要放高） T=2 ms：VCC 穩定在 3.3 V T=2~10 ms：/RESET 開始被 RC 電路或軟體拉高 T=10~50 ms：Titania 內部初始化進行中 T=50 ms+：模組完成啟動，UART + /CONFIG 開始工作 ⚠️ 如果 /RESET 在 VCC 還不穩時就被拉高，模組會受損或無法啟動。 ``` **建議實作：** - **硬體 RC 延遲方案（最簡單）：** ``` VCC ──[10kΩ]──┬──/RESET ├──[100nF]──┴──GND └──外部按鍵到 GND（選用） 效果：上電時，/RESET 會被 100nF 電容延遲 ~10~50 ms 才慢慢被拉高， 自動保證 VCC 先穩定再放開 /RESET。 ``` - **軟體方案（MCU 控制）：** ```c void Titania_PowerUp(void) { // 上電時 /RESET 已經被拉低（可能通過外部電路或預設狀態） HAL_GPIO_WritePin(RESET_PORT, RESET_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 確保低 HAL_Delay(10); // 等 VCC 穩定 HAL_GPIO_WritePin(RESET_PORT, RESET_PIN, GPIO_PIN_SET); // 拉高 HAL_Delay(100); // 等模組啟動完成 } ``` --- ### 2. TRX_DISABLE 腳（強制無線發射禁用） **功能：** 當 TRX_DISABLE 被拉高時，模組無法傳送無線訊號（RX 仍可用）。用來省功耗或避免干擾。 **設定參數時的用途：** 雖然不是「必須」讓它 HIGH，但 **強烈建議在整個參數設定過程中保持 LOW（讓無線 TX 可用，但我們不會在設定時送訊號）。** | 狀態 | 說明 | |------|------| | **LOW（接 GND）** | 無線 TX/RX 都啟用（正常工作模式） | | **HIGH** | 無線 TX 被禁用，模組停止傳送（僅 RX） | | **浮接** | 不允許，會造成無法預知的行為 | **建議實作：** ``` 方案 1（最簡單，出廠推薦）： TRX_DISABLE ──→ GND （直接接地，永遠 LOW，模組正常工作） 方案 2（後期要動態禁用 TX 時）： TRX_DISABLE ──[10kΩ pull-down]──┬──STM32 GPIO（或保留浮接用軟體控制） └──GND HAL_GPIO_WritePin(TRX_DIS_PORT, TRX_DIS_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 允許 TX HAL_GPIO_WritePin(TRX_DIS_PORT, TRX_DIS_PIN, GPIO_PIN_SET); // 禁用 TX ``` --- ### 3. /CONFIG 腳（Mode Selector：Transparent ↔ Command） **功能：** 檢測「下降沿」（HIGH → LOW）來切換模式。 | 邊緣 | 狀態轉換 | |------|--------| | **下降沿**（HIGH → LOW）| 進入或跳出 Command Mode | | LOW 狀態保持 | 停留在 Command Mode | | HIGH 狀態保持 | Transparent Mode | **時序要求（最重要）：** 只有在「沒有無線收發、也沒有 UART 資料傳輸」的**安全區間**才能切模式。手冊建議看 **/RTS 線**： - `/RTS = HIGH`（模組忙，有 UART 活動） → **不要切模式** - `/RTS = LOW`（模組空閒） → 可以安全地做下降沿切模式 ```c void Titania_EnterCommandMode(GPIO_TypeDef *cfg_port, uint16_t cfg_pin, GPIO_TypeDef *rts_port, uint16_t rts_pin) { // 1. 等待 /RTS = LOW（模組空閒），timeout 100 ms uint32_t timeout = 100; while (HAL_GPIO_ReadPin(rts_port, rts_pin) == GPIO_PIN_SET && timeout--) { HAL_Delay(1); } // 2. 確認 /CONFIG 已經 HIGH（停留 Transparent Mode） HAL_GPIO_WritePin(cfg_port, cfg_pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(10); // 3. 做下降沿 HAL_GPIO_WritePin(cfg_port, cfg_pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(5); // 4. 保持 LOW 一段時間（表示「停留 Command Mode」） // （不需要立即拉回 HIGH） HAL_Delay(50); // 給模組時間完成模式切換 } void Titania_ExitCommandMode(GPIO_TypeDef *cfg_port, uint16_t cfg_pin) { // 1. /CONFIG 保持 LOW 一段時間（已在 Command Mode 中） // 2. 再做一次下降沿，跳出 Command Mode HAL_GPIO_WritePin(cfg_port, cfg_pin, GPIO_PIN_SET); // 拉 HIGH HAL_Delay(10); HAL_GPIO_WritePin(cfg_port, cfg_pin, GPIO_PIN_RESET); // 拉 LOW（下降沿） HAL_Delay(5); // 3. 拉 HIGH 回 Transparent Mode HAL_GPIO_WritePin(cfg_port, cfg_pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(50); } ``` --- ### 4. UART 相關腳位（TX、RX、/RTS、/CTS） **最小硬體連接（必須）：** | 訊號 | Titania 腳 | STM32 腳 | 說明 | |------|-----------|---------|------| | **UTXD** | Titania TX | STM32 RXx | 模組發送，MCU 接收 | | **URXD** | Titania RX | STM32 TXx | MCU 發送，模組接收 | | **GND** | GND | GND | 必須共地 | **選用但強烈建議的流控腳位：** | 訊號 | Titania 腳 | STM32 腳 | 說明 | |------|-----------|---------|------| | **/RTS** | 模組 RTS | STM32 GPIO 輸入 | 模組輸出，LOW = 可以發送，HIGH = 忙碌 | | **/CTS** | 模組 CTS | STM32 GPIO 輸出 | 若不用 CTS flow control，直接接 GND | **為什麼要監測 /RTS？** - `/RTS = HIGH`：模組 UART buffer 滿或正在無線收發，MCU 不應再丟資料。 - `/RTS = LOW`：安全區間，可以發 UART 命令或改設定。 **建議實作：** ```c #define UART_RX_PIN GPIO_PIN_10 // STM32 PA10（USART1 RX） #define UART_TX_PIN GPIO_PIN_9 // STM32 PA9（USART1 TX） #define RTS_PIN GPIO_PIN_11 // STM32 PA11（輸入，讀取 Titania /RTS） #define CTS_PIN GPIO_PIN_12 // STM32 PA12（輸出，若不用直接接 GND） void Titania_UART_Init(void) { // UART1 初始化為 9600 8N1 huart1.Instance = USART1; huart1.Init.BaudRate = 9600; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; HAL_UART_Init(&huart1); // GPIO 設定：/RTS 為輸入（讀模組狀態） GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = RTS_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // /CTS 為輸出且拉低（若不用 CTS flow，直接 LOW） GPIO_InitStruct.Pin = CTS_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, CTS_PIN, GPIO_PIN_RESET); } HAL_StatusTypeDef Titania_SendUARTSafe(const uint8_t *data, uint16_t len) { // 先等 /RTS = LOW（模組空閒），timeout 100 ms uint32_t timeout = 100; while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, RTS_PIN) == GPIO_PIN_SET && timeout--) { HAL_Delay(1); } if (timeout == 0) return HAL_TIMEOUT; // 發送 return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, len, 100); } ``` --- ### 5. ANT（天線）腳位 **最小設置：** 不需要 MCU 控制，但 PCB layout 要遵守手冊規則： - **天線線路** 旁邊要有「淨空區」（通常 10~15 mm），不要拉數位線穿過。 - **天線匹配電路** 按手冊 reference design 來，不要亂改。 - 若用外部天線，焊接要牢固，斷線會影響通訊距離。 --- ## 🔄 設定參數時的硬體狀態機 ### 完整流程圖 ``` START ↓ [1] 上電 & /RESET 釋放 └─→ TRX_DISABLE = LOW（允許無線 TX/RX） └─→ 等 100 ms 模組啟動完成 ↓ [2] 初始化 STM32 UART（9600 8N1） ↓ [3] 監測 /RTS，等它變 LOW（模組空閒） ↓ [4] 進入 Command Mode（/CONFIG 下降沿） └─→ 等 /CONFIG 穩定在 LOW 50 ms ↓ [5] 透過 UART 發送 CMD_SET_REQ（改 baudrate/channel/NetID…） └─→ 等 50~200 ms 回應 ↓ [6] 檢查回應 Status（0x00 = OK） ├─ OK → 步驟 [7] └─ FAIL → 重試或 debug ↓ [7] 再監測 /RTS = LOW ↓ [8] 發送 CMD_RESET_REQ（軟重啟） └─→ 等 500 ms 模組重啟完成 ↓ [9] 改 STM32 UART 波特率（新的 baudrate） ↓ [10] 退出 Command Mode（/CONFIG 再做下降沿） └─→ 拉 HIGH，再下降沿，再拉 HIGH ↓ [11] 回到 Transparent Mode，可以正常收發無線訊號 ↓ DONE ``` --- ## ⚡ 實作程式碼（完整初始化流程） ```c #include "stm32f1xx_hal.h" // 腳位定義 #define RESET_PORT GPIOA #define RESET_PIN GPIO_PIN_0 #define TRX_DIS_PORT GPIOA #define TRX_DIS_PIN GPIO_PIN_1 #define CONFIG_PORT GPIOA #define CONFIG_PIN GPIO_PIN_2 #define RTS_PORT GPIOA #define RTS_PIN GPIO_PIN_3 extern UART_HandleTypeDef huart1; // 計算 Checksum static uint8_t CalcChecksum(uint8_t *buf, uint8_t len) { uint8_t cs = 0; for (uint8_t i = 0; i < len; i++) cs ^= buf[i]; return cs; } // 發送 UART 指令（封裝 Checksum） static HAL_StatusTypeDef Titania_SendCommand(uint8_t cmd, const uint8_t *data, uint8_t data_len) { uint8_t frame[64]; uint8_t idx = 0; frame[idx++] = 0x02; // Start frame[idx++] = cmd; frame[idx++] = data_len; for (uint8_t i = 0; i < data_len; i++) frame[idx++] = data[i]; uint8_t cs = CalcChecksum(frame, idx); frame[idx++] = cs; return HAL_UART_Transmit(&huart1, frame, idx, 100); } // 等待 /RTS = LOW（模組空閒） static HAL_StatusTypeDef Titania_WaitReady(uint32_t timeout_ms) { while (HAL_GPIO_ReadPin(RTS_PORT, RTS_PIN) == GPIO_PIN_SET && timeout_ms--) { HAL_Delay(1); } return (timeout_ms == 0) ? HAL_TIMEOUT : HAL_OK; } // 進 Command Mode static void Titania_EnterCmdMode(void) { Titania_WaitReady(100); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_SET); // HIGH HAL_Delay(10); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 下降沿 HAL_Delay(50); } // 退出 Command Mode static void Titania_ExitCmdMode(void) { Titania_WaitReady(100); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_SET); // HIGH HAL_Delay(10); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 下降沿 HAL_Delay(5); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_SET); // 回 HIGH HAL_Delay(50); } // 上電與初始化 void Titania_PowerUp(void) { // 1. GPIO 初始化 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = RESET_PIN | TRX_DIS_PIN | CONFIG_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = RTS_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 2. 確保 /RESET 低、TRX_DISABLE 低、/CONFIG 高 HAL_GPIO_WritePin(RESET_PORT, RESET_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(TRX_DIS_PORT, TRX_DIS_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(CONFIG_PORT, CONFIG_PIN, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(10); // 3. 釋放 /RESET HAL_GPIO_WritePin(RESET_PORT, RESET_PIN, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(100); // 等模組啟動 } // 完整設定函式 typedef struct { uint32_t baudrate; // 1200~115200 uint8_t channel; // 0~4 uint16_t netid; // NetID uint16_t addr; // Addr LSB } TitaniaSettings; HAL_StatusTypeDef Titania_Configure(const TitaniaSettings *settings) { uint8_t payload[10]; uint8_t resp[10]; HAL_StatusTypeDef st; // 1. 進 Command Mode Titania_EnterCmdMode(); HAL_Delay(100); // 2. 改 UART Baudrate（非揮發） payload[0] = 0x50; // UART_Baudrate mem pos payload[1] = 0x04; // 4 bytes payload[2] = (uint8_t)(settings->baudrate & 0xFF); payload[3] = (uint8_t)((settings->baudrate >> 8) & 0xFF); payload[4] = (uint8_t)((settings->baudrate >> 16) & 0xFF); payload[5] = (uint8_t)((settings->baudrate >> 24) & 0xFF); Titania_SendCommand(0x09, payload, 6); HAL_Delay(100); HAL_UART_Receive(&huart1, resp, 5, 200); if (resp[3] != 0x00) return HAL_ERROR; // Status check // 3. 改頻道（非揮發） payload[0] = 0x2A; // PHY_DefaultChannel mem pos payload[1] = 0x01; // 1 byte payload[2] = settings->channel; Titania_SendCommand(0x09, payload, 3); HAL_Delay(100); HAL_UART_Receive(&huart1, resp, 5, 200); if (resp[3] != 0x00) return HAL_ERROR; // 4. 改 NetID（需要補上正確的 mem pos） // payload[0] = 0xXX; // MAC_DefaultDestNetID mem pos (TODO) // payload[1] = 0x02; // 2 bytes // payload[2] = (uint8_t)(settings->netid & 0xFF); // payload[3] = (uint8_t)(settings->netid >> 8); // Titania_SendCommand(0x09, payload, 4); // HAL_UART_Receive(&huart1, resp, 5, 200); // 5. 軟重啟讓設定生效 Titania_SendCommand(0x05, NULL, 0); HAL_Delay(100); HAL_UART_Receive(&huart1, resp, 5, 500); // 6. 改 STM32 UART 波特率 huart1.Init.BaudRate = settings->baudrate; HAL_UART_Init(&huart1); HAL_Delay(100); // 7. 退出 Command Mode Titania_ExitCmdMode(); return HAL_OK; } // 使用範例 int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); // 先 9600 // 上電 Titania_PowerUp(); HAL_Delay(200); // 設定參數 TitaniaSettings cfg = { .baudrate = 57600, .channel = 2, .netid = 0x0001, .addr = 0x0005 }; Titania_Configure(&cfg); while (1) { // 主應用程式... } } ``` --- ## 🚨 常見錯誤 & 排除 | 問題 | 原因 | 解決方案 | |------|------|--------| | 上電後模組不回應 | /RESET 在 VCC 未穩時被拉高，或 /RESET 沒被正確拉高 | 檢查 RC 延遲電路、或用示波器看 /RESET 時序 | | 無法進 Command Mode | /CONFIG 下降沿時機不對，或被拉高時間不足 | 確保 /RTS = LOW 後再做下降沿，並保持 LOW 50 ms+ | | 改參數後 UART 通訊失敗 | 沒有做 CMD_RESET_REQ、或 STM32 UART 波特率沒同步改 | 一定要 reset，再改 STM32 baud rate | | 頻道、NetID 沒生效 | memory position 填錯，或 status byte 不是 0x00 | 對照手冊第 8 章確認 memory position；檢查 Checksum | | /RTS 一直高 | UART buffer 滿，或模組忙碌 | 等待、或檢查有沒有大量無線訊號干擾 | --- ## 📊 各項設定對應的硬體狀態 | 設定項目 | 需進 Command Mode | 需要 Reset | UART 切換 | 安全區間條件 | |---------|------------------|-----------|----------|------------| | **UART_Baudrate** | ✅ | ✅ | ✅ 必須改 STM32 baud | /RTS=LOW | | **PHY_DefaultChannel** | ✅ | ✅ | ❌ 不用改 | /RTS=LOW | | **MAC_DefaultDestNetID** | ✅ | ✅ | ❌ 不用改 | /RTS=LOW | | **MAC_DefaultDestAddrLSB** | ✅ | ✅ | ❌ 不用改 | /RTS=LOW | | **PHY_PAPower** | ✅ | ✅ | ❌ 不用改 | /RTS=LOW | | **CMD_FACTORY_RESET** | ✅ | ✅ | ✅ 必須改 STM32 baud 回 9600 | /RTS=LOW | | **CMD_SET_CHANNEL_REQ（揮發）** | ✅ | ❌ | ❌ 不用改 | /RTS=LOW | --- ## 📌 檢查清單（部署前） - [ ] PCB 佈局按手冊 reference layout - [ ] VCC 穩壓、旁路電容（100 nF + 1 μF） - [ ] /RESET 有 RC 延遲或軟體控制 - [ ] TRX_DISABLE 接 GND（正常模式） - [ ] UART TX/RX 正確連接且沒反接 - [ ] /RTS 接到 GPIO 或監測 - [ ] /CONFIG 接到 GPIO（可進 Command Mode） - [ ] 天線線路淨空、不穿過數位線 - [ ] 第一次設定時用邏輯分析儀監看時序確認 - [ ] 改完參數後驗證設定有沒有真的生效（CMD_GET_REQ 讀回來確認） --- ## 🔗 參考 - **Würth Titania Manual:** Manual-um-titania-260701111100x (rev4.5) - 第 2、3、7、8 章 - **HAL Reference:** STM32 HAL Driver 官方文檔 - **EN 300 220:** 歐盟無線設備規範 --- **最後更新：** 2026-03-10 **作者備註：** 本硬體指南強調「時序」與「狀態機」，設定參數時務必遵守 /RTS、/CONFIG 的時序要求。