（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示介绍寄存器硬件连接代码总结

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我是靠谱客的博主冷酷悟空，最近开发中收集的这篇文章主要介绍（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示介绍寄存器硬件连接代码总结，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

学习目标

成果展示

介绍

引脚

时序

模式

Enhanced ShockBurstTM收发模式

发送流程

接收流程

SPI指令

寄存器

配置寄存器

自动使能寄存器

RX地址使能寄存器

自动重发寄存器

射频频率设置寄存器

射频设置寄存器

状态寄存器

发送地址设置寄存器

硬件连接

代码

总结

学习目标

本节我们要学习的是NRF24L01无线通信，NRF24L01无线通信采用的是SPI通信，SPI的内容我们之前学过，也算是一个加强的过程吧。然后我们会使用两个单片机来实现通信过程，最后的结果会通过串口打印到电脑上。

成果展示

nrf24l01

介绍

NRF24L01 无线模块，采用的芯片是 NRF24L01，该芯片的主要特点如下：

2.4G 全球开放的 ISM 频段，免许可证使用。
最高工作速率 2Mbps，高校的 GFSK 调制，抗干扰能力强。
125 个可选的频道，满足多点通信和调频通信的需要。
内置 CRC 检错和点对多点的通信地址控制。
低工作电压（1.9~3.6V）。
可设置自动应答，确保数据可靠传输。该芯片通过 SPI 与外部 MCU 通信，最大的 SPI 速度可以达到 10Mhz。本章我们用到的模块是深圳云佳科技生产的 NRF24L01，该模块已经被很多公司大量使用，成熟度和稳定性都是相当不错的。

引脚

我们简单介绍一下这些引脚：

CE:模式控制线。在CSN为低的情况下，CE协同CONFIG寄存器共同决定NRF24L01的状态
CSN: SPI片选线
SCK: SPI时钟线
MOSI: SPI数据线(主机输出，从机输入)
MISO: SPI数据线(主机输入，从机输出)
IRQ:中断信号线。中断时变为低电平，在以下三种情况变低: TxFIFO 发完并且收到ACK (使能ACK情况下)、Rx FIFO收到数据、达到最大重发次数。

时序

空闲状态SCK为0，CPOL=0;数据在时钟第一个时间边沿采集，CPHA=0;

Cn: SPI命令位
Sn: STATUS寄存器位
Dn:数据位(MSB,多字节传输时，低字节在前)

就是我们之前介绍的SPI通讯，在此不再赘述。

模式

其中，收发模式又有: Enhanced ShockBurstTM收发模式和ShockBurstTM收发模式，只有Enhanced ShockBurstTM收发模式支持自动ACK和自动重发。开启自动ACK,则默认选择Enhanced模式

Enhanced ShockBurstTM收发模式

增强型ShockBurstTM模式可以使得双向链接协议执行起来更为容易、有效。典型的双向链接为:发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便于发送方检测有无数据丢失。一旦数据丢失，则通过重新发送功能将王失的数据恢复、增强型的ShockBurst模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加MCU工作量。Enhanced ShockBurstTM收发模式有六路通道，1号通道地址固定，其他地址可以自行设定。如下图所示，后面只能设置后两位。

在Enhanced ShockBurstTM收发模式下，NRF24L01 自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us, 将使能发送过程。

在接收端，确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号。
在发送端，通道0被用作接收应答信号，A因此通道0的接收地址要与发送地址端地址相等以确保接收到正确的应答信号。

发送流程

在Enhanced ShockBurstTM收发模式下，NRF24L01 自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us, 将使能发送过程。

写Tx节点的地址TX_ADDR
写Rx节点的地址(主要是为了使能AutoAck) RX _ADDR_PO
使能AUTOACKEN AA
使能PIPE 0 EN_ RXADDR
配置自动重发次数SETUPRETR
选择通信频率RF CH
配置发射参数(低噪放大器增益、发射功率、无线速率) RF_ SETUP8)配置24L01的基本参数以及切换工作模式CONFIG.

接收流程

1.配置接收地址和要接收的数据包大小;
2.配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高。
3.130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来;
4.当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，NRF2401 自动把字头、地址和CRC校验位移去;
5. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_ DR置位(STATUS-般引起微控制器中断)通知微控制器;
6.微控制器把数据从FIFO读出(0X61指令);
7.所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以进入四种主要的模式之一;

1)写Rx节点的地址RX_ ADDR PO
2)使能AUTO ACKEN_ AA
3)使能PIPEO EN_ RXADDR
4)选择通信频率RF CH
5)选择通道0有效数据宽度RX_ PW_ PO
6)配置发射参数(低噪放大器增益、发射功率、无线速率) RF SETUP

7)配置24L01的基本参数以及切换工作模式CONFIG。

SPI指令

寄存器

配置寄存器

自动使能寄存器

RX地址使能寄存器

自动重发寄存器

射频频率设置寄存器

频率计算公式：2400+RF_CH(Mhz)

射频设置寄存器

状态寄存器

发送地址设置寄存器

硬件连接

代码

// 24l01.h
#include "24l01.h"
#include "lcd.h"
#include "delay.h"
#include "spi.h"
    
const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址
const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址

// 使能SPI
void NRF24L01_SPI_Init(void)
{
	
 	SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	
	SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); //失能SPI外设
	
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;		//设置SPI工作模式:设置为主SPI
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;		//串行同步时钟的空闲状态为低电平
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;	//串行同步时钟的第1个跳变沿（上升或下降）数据被采样
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
 
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设
	
}
 
//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
{  
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;


	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);//使能GPIOB,G时钟
	
  //GPIOB14初始化设置:推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化PB14
	
	//GPIOG6,7推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化PG6,7
	
	//GPIOG.8上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化PG8

  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14);//PB14输出1,防止SPI FLASH干扰NRF的通信 
  
 	SPI1_Init();    		//初始化SPI1  
	
	NRF24L01_SPI_Init();//针对NRF的特点修改SPI的设置

	NRF24L01_CE=0; 			//使能24L01
	NRF24L01_CSN=1;			//SPI片选取消	 		 	 
}
//检测24L01是否存在
//返回值:0，成功;1，失败	
u8 NRF24L01_Check(void)
{
	u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
	u8 i;
	SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8); //spi速度为10.5Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）   	 
	NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.	
	NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf,5); //读出写入的地址  
	for(i=0;i<5;i++)if(buf[i]!=0XA5)break;	 							   
	if(i!=5)return 1;//检测24L01错误	
	return 0;		 //检测到24L01
}	 	 
//SPI写寄存器
//reg:指定寄存器地址
//value:写入的值
u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg,u8 value)
{
	u8 status;	
  NRF24L01_CSN=0;                 //使能SPI传输
  status =SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器号 
  SPI1_ReadWriteByte(value);      //写入寄存器的值
  NRF24L01_CSN=1;                 //禁止SPI传输	   
  return(status);       			//返回状态值
}
//读取SPI寄存器值
//reg:要读的寄存器
u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg)
{
	u8 reg_val;	    
  NRF24L01_CSN = 0;          //使能SPI传输		
  SPI1_ReadWriteByte(reg);   //发送寄存器号
  reg_val=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容
  NRF24L01_CSN = 1;          //禁止SPI传输		    
  return(reg_val);           //返回状态值
}	
//在指定位置读出指定长度的数据
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值 
u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg,u8 *pBuf,u8 len)
{
  u8 status,u8_ctr;	       
  NRF24L01_CSN = 0;           //使能SPI传输
  status=SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值   	   
  for(u8_ctr=0;u8_ctr<len;u8_ctr++)pBuf[u8_ctr]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读出数据
  NRF24L01_CSN=1;       //关闭SPI传输
  return status;        //返回读到的状态值
}
//在指定位置写指定长度的数据
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值
u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 len)
{
  u8 status,u8_ctr;	    
 	NRF24L01_CSN = 0;          //使能SPI传输
  status = SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
  for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)SPI1_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据	 
  NRF24L01_CSN = 1;       //关闭SPI传输
  return status;          //返回读到的状态值
}				   
//启动NRF24L01发送一次数据
//txbuf:待发送数据首地址
//返回值:发送完成状况
u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf)
{
	u8 sta;
 	SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8);//spi速度为10.5Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）   
	NRF24L01_CE=0;
  NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节
 	NRF24L01_CE=1;//启动发送	   
	while(NRF24L01_IRQ!=0);//等待发送完成
	sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);  //读取状态寄存器的值	   
	NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
	if(sta&MAX_TX)//达到最大重发次数
	{
		NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清除TX FIFO寄存器 
		return MAX_TX; 
	}
	if(sta&TX_OK)//发送完成
	{
		return TX_OK;
	}
	return 0xff;//其他原因发送失败
}
//启动NRF24L01发送一次数据
//txbuf:待发送数据首地址
//返回值:0，接收完成；其他，错误代码
u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf)
{
	u8 sta;		    							   
	SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8); //spi速度为10.5Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）   
	sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);  //读取状态寄存器的值    	 
	NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
	if(sta&RX_OK)//接收到数据
	{
		NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
		NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清除RX FIFO寄存器 
		return 0; 
	}	   
	return 1;//没收到任何数据
}					    
//该函数初始化NRF24L01到RX模式
//设置RX地址,写RX数据宽度,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了		   
void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
  NRF24L01_CE=0;	  
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
	  
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);    //使能通道0的自动应答    
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址  	 
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);	     //设置RF通信频率		  
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度 	    
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);//设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启   
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);//配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式 
  NRF24L01_CE = 1; //CE为高,进入接收模式 
}						 
//该函数初始化NRF24L01到TX模式
//设置TX地址,写TX数据宽度,设置RX自动应答的地址,填充TX发送数据,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
//PWR_UP,CRC使能
//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了		   
//CE为高大于10us,则启动发送.	 
void NRF24L01_TX_Mode(void)
{														 
	NRF24L01_CE=0;	    
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址 
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK	  

  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);     //使能通道0的自动应答    
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址  
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);       //设置RF通道为40
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);  //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启   
	NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e);    //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,发送模式,开启所有中断
	NRF24L01_CE=1;//CE为高,10us后启动发送
}

// main.c
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "spi.h"
#include "key.h" 
#include "24l01.h"	 
	
int main(void)
{ 
	u8 key,mode;
	u16 t=0;			 
	u8 tmp_buf[33];	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);  //初始化延时函数
	uart_init(115200);	//初始化串口波特率为115200
	LED_Init();					//初始化LED 
 	KEY_Init();					//按键初始化
 	NRF24L01_Init();    		//初始化NRF24L01 
	while(NRF24L01_Check())
	{
		printf ("NRF24L01 Error");
		printf ("rnrn");
		delay_ms(200);
	}
	printf ("NRF24L01 OK"); 
		printf ("rnrn");	
 	while(1)
	{	
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==KEY0_PRES)
		{
			mode=0;   
			break;
		}else if(key==KEY1_PRES)
		{
			mode=1;
			break;
		}
		t++;
		if(t==100)
			{
				printf ("KEY0:RX_Mode  KEY1:TX_Mode"); //闪烁显示提示信息
				printf ("rnrn");
				t =0;
		}
		delay_ms(5);	  
	}      
	if(mode==0)//RX模式
	{
		printf ("NRF24L01 RX_Mode");
		printf ("rnrn");		
		NRF24L01_RX_Mode();		  
		while(1)
		{	  		    		    				 
			if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)==0)//一旦接收到信息,则显示出来.
			{
				tmp_buf[32]=0;//加入字符串结束符
				printf ("Received DATA:%s",tmp_buf); 
				printf ("rnrn");				
			}else delay_us(100);	   
			t++;
			if(t==10000)//大约1s钟改变一次状态
			{
				t=0;
				LED0=!LED0;
			} 				    
		};	
	}else//TX模式
	{							    
		printf ("NRF24L01 TX_Mode");
		printf ("rnrn");		
		NRF24L01_TX_Mode();
		mode=' ';//从空格键开始  
		while(1)
		{	  		   				 
			if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf)==TX_OK)
			{	
				printf ("Sended DATA:%s",tmp_buf); 
				printf ("rnrn");
				key=mode;
				for(t=0;t<32;t++)
				{
					key++;
					if(key>('~'))key=' ';
					tmp_buf[t]=key;	
				}
				mode++; 
				if(mode>'~')mode=' ';  	  
				tmp_buf[32]=0;//加入结束符		   
			}else
			{										   			   
				printf ("Send Failed "); 
				printf ("rnrn");
			};
			LED0=!LED0;
			delay_ms(1500);				    
		};
	}     
		
}

总结

总算是学到了如何在单片机之间进行通信了，而且对之前的SPI知识进行了一个加强巩固的作用。希望能对大家有所帮助，谢谢大家了。

最后

以上就是冷酷悟空为你收集整理的（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示介绍寄存器硬件连接代码总结的全部内容，希望文章能够帮你解决（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示介绍寄存器硬件连接代码总结所遇到的程序开发问题。

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本文分类：STM32笔记
浏览次数：86 次浏览
发布日期：2023-05-23 21:33:01
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_14_ujocf1_13_j_18_1.html

（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示介绍寄存器硬件连接代码总结

概述

学习目标

成果展示

介绍

引脚

时序

模式

Enhanced ShockBurstTM收发模式

发送流程

接收流程

SPI指令

寄存器

配置寄存器

自动使能寄存器

RX地址使能寄存器

自动重发寄存器

射频频率设置寄存器

射频设置寄存器

状态寄存器

发送地址设置寄存器

硬件连接

代码

总结

最后

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（38）STM32——NRF24L01无线通信学习目标成果展示 介绍寄存器硬件连接代码 总结

概述

学习目标

成果展示

介绍

引脚

时序

模式

Enhanced ShockBurstTM收发模式

发送流程

接收流程

SPI指令

寄存器

配置寄存器

自动使能寄存器

RX地址使能寄存器

自动重发寄存器

射频频率设置寄存器

射频设置寄存器

状态寄存器

发送地址设置寄存器

硬件连接

代码

总结

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