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[STM32F1] STM32_SPI驱动NRF24L01

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 楼主| quray1985 发表于 2016-4-26 10:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
STM32, nRF24L01, spi驱动, IO, gp
其实自己摸索单片机已经有一年了，但没在网上写过笔记，终于觉得既然整天都在各种网站找资料，也看人家的博客，自己也写写笔记，一方面给自己看，一方面作为分享和供批评。STM32这块片子接触也有半年了，还没真正做自己的作品，这阵子和一个朋友想做一下一个基于STM32的小作品，要用到无线控制，决定用NRF24L01+这片芯片，主要也是这片常用，简单，也便宜。
    一个小插曲是在淘宝上淘模块的时候发现，相当多的店子都写明了是Si24R91（其实是应该是Si24R1，那个好像是不存在的）这一代替芯片，其实看了手册，单单从功能上，Si24R1是提升了一些，属于向下兼容NRF24L01，但是不解的是淘宝发回来的芯片上印的却是NRF24L01，通过比对调试寄存器的内容确实是NRF24L01（这才让我不解，商家搞什么名堂）。
    STM32F103VET6有俩SPI接口，选择用SPI1来驱动NRF24L01.
    1.配置STM32的SPI1接口：
      1）开启GPIOA，AFIO时钟
      2）配置GPIOA对应Pin 为 SPI1的MISO，MOSI，CLK，NSS（SPI1的NSS已经为他用，故用PA1软件控制NRF24L01的CSN），CE（NRF24L01使能端口），IRQ--NRF24L01的中断信号
      3）配置SPI模式
    2.仔细读手册（重点是时序和寄存器）
    3.编写 用SPI1控制NRF的函数数个
    4.用以上的函数编写功能函数
   OK！但这是说的。真正做起来的时候饱受打击。串口转USB线坏了，无奈只能LCD屏来显示调试信息，增大了代码负担。后来J-Link有坏了，差点放弃，好在重写了固件还能复活。
    1）2）步的代码：
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  1. void SPI1_Config(void)
    

  2. {
    

  3.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);                //使能SPI1时钟
    

  4.    
    

  5.     /*  配置SPI1的复用GPIO  */
    

  6.       //  PA5--CLK PA7--MOSI  复用推挽输入
    

  7.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  8.       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;
    

  9.       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    

  10.       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  11.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  12.       //PA6--MISO  输入浮空
    

  13.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    

  14.       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    

  15.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  16.     /*PA2--CE    PA1--NSS(本实验室驱动NRF24l01，用通用GPIOA1驱动CSN) */
    

  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
    

  18.       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    

  19.       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  20.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  21.  
    

  22.  /*PA3--IRQ      */
    

  23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_3; 
    

  24.       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    

  25.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  26.  
    

  27.  SPI1_CE_LOW();
    

  28.    SPI1_NRF_CSN_HIGH();//拉高CSN 失能片选
    

  29.    
    

  30.     /*  配置SPI1模块 初始化*/
    

  31.     SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;                                  //声明用来初始化的结构体
    

  32.       SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//全双工
    

  33.       SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                     //主模式
    

  34.       SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                  //一次传输8位
    

  35.       SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;                        //空闲电平低电平
    

  36.       SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;                      //第一个上升沿采样
    

  37.       SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                         //NSS管理为软件件模式
    

  38.       SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler =SPI_BaudRatePrescaler_8; //波特率预分频8  9MHz
    

  39.       SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;       //数据传输低位在前
    

  40.       SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;                           //CRC校验方式
    

  41.     SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);                                  //初始化
    

  42.    
    

  43.    // SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI1, SPI_NSSInternalSoft_Set);
    

  44.    
    

  45.  
    

  46.     SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI1
    

  47. }//SPI1_Config()
    

  48.    *操作NRF24L01寄存器的时候要在待机模式，CE=0的情况下，没发一个命令或数据，都会返回SPI一个字节，此字节是STAUS状态寄存器的内容，所以写命令的函数要发后，读回一字节，不然，发完命令，读数据的时候会出错。 下面就是SPI写1 BYTE的函数。
    

  49. /*************************************************************
    

  50. **函数名： SPI_RW_Byte(SPI_TypeDef* SPIx,unsigned char Byte);
    

  51. **描述  :   SPI写Byte
    

  52. **参数  ： 
    

  53. **返回值： u8 STATUS寄存器的内容
    

  54. **注意  ：        
    

  55. ************************************************************/
    

  56. u8 SPI_RW_Byte(SPI_TypeDef* SPIx,unsigned char Byte)
    

  57. {
    

  58.       while( SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);  //查发送缓冲器是否为空，空即可以发送
    

  59.       SPI_I2S_SendData(SPIx, Byte);   //库函数：发送一个字节
    

  60.       //当SPI接收缓冲器为空时等待
    

  61.       while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
    

  62.    return SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
    

  63. }//SPI_RW_Byte()



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 楼主| quray1985 发表于 2016-4-26 10:49 | 显示全部楼层
*下面一个是发写命令+指定字节数的数据的函数
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  1. /*************************************************************
    

  2. **函数名： SPI_NRF_Write(char CMD,char* WBuff,char ByteNUM);
    

  3. **描述  :   SPI1写NRF
    

  4. **参数  ： 
    

  5. **返回值： u8 STATUS
    

  6. **注意  ：        
    

  7. ************************************************************/
    

  8. u8 SPI_NRF_Write(SPI_TypeDef* SPIx,char CMD,unsigned char* WBuff,unsigned char ByteNUM)
    

  9. {
    

  10.  unsigned char i,status; 
    

  11.  SPI1_CE_LOW();
    

  12.  SPI1_NRF_CSN_LOW();//使能片选
    

  13.  
    

  14.  status=SPI_RW_Byte( SPIx , CMD);
    

  15.  for(i=0;i<ByteNUM;i++)
    

  16.  {
    

  17.      SPI_RW_Byte( SPIx,*WBuff++);
    

  18.    // printf("写入第%d个数据\r\n",ByteNUM);   
    

  19.  }
    

  20.  SPI1_NRF_CSN_HIGH();//
    

  21.  return status;
    

  22. }//SPI_NRF_Write()
    

  23.     *发 读命令+指定字节数的数据的函数
    

  24. /*************************************************************
    

  25. **函数名： SPI_NRF_Read(SPI_TypeDef* SPIx,char CMD,char* RBuff,char ByteNUM);
    

  26. **描述  :   SPI1写NRF
    

  27. **参数  ： 
    

  28. **返回值： u8 status
    

  29. **注意  ：        
    

  30. ************************************************************/
    

  31. u8 SPI_NRF_Read(SPI_TypeDef* SPIx,char CMD,unsigned char* RBuff,unsigned char ByteNUM)
    

  32. {
    

  33.  unsigned char i,status ;
    

  34.  
    

  35.  SPI1_CE_LOW();
    

  36.  SPI1_NRF_CSN_LOW(); 
    

  37.  status=SPI_RW_Byte( SPIx , CMD);
    

  38.  for(i=0;i< ByteNUM ;i++)
    

  39.  {    
    

  40.      RBuff[i]=SPI_RW_Byte(SPIx,NOP);          // 取接收缓冲器，一个字节
    

  41.     //printf("读出第%d个数据\r\n",ByteNUM);   
    

  42.     LCD_Num_6x12_O(100,20*(i+1),RBuff[i], WHITE); 
    

  43.  }
    

  44.  
    

  45.  
    

  46.  SPI1_NRF_CSN_HIGH(); 
    

  47.  return status;
    

  48. }//SPI_NRF_Read()
    

  49.  
    

  50. 下面是NRF24L01两种模式TX RX的配置
    

  51. /*************************************************************
    

  52. **函数名： SPI_NRF_MOD_TX()
    

  53. **描述  :   配置NRF进入 发送模式
    

  54. **参数  ：
    

  55. **返回值： 
    

  56. **注意  ：  仅用于测试 无参无返  可改成带配置参数的模块函数
    

  57.    Tx通道0 地址TX_ADDR=0x05B6B5B4B3
    

  58. ************************************************************/
    

  59. void SPI_NRF_MOD_TX(void)
    

  60. {
    

  61.     u8 TX_Array[5];
    

  62.  u8 _TX_RX_ADDR_[5]={0xB3,0xB4,0xB5,0xB6,0x05};
    

  63.   
    

  64.  SPI1_CE_LOW();//CE=0 待机模式
    

  65.   TX_Array[0]=0x03;//设置地址宽度 11--5字节 10--4字节 01-3字节 00--不合法
    

  66.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_AW,TX_Array,1);
    

  67.   TX_Array[0]=0xf3;//建立自动重发 间隔‘1111‘--等待4000+86us   15次
    

  68.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_RETR,TX_Array,1);
    

  69.   TX_Array[0]=0x02;//射频通道 X000 0010
    

  70.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_CH,TX_Array,1);
    

  71.   TX_Array[0]=0x0f;//射频参数寄存器 0000 1111 2Mbps 发射功率 00-18dBm 01-12dBm 10-6dBm 11-0dBm  1--低噪声放大器增益
    

  72.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_SETUP,TX_Array,1);
    

  73.   TX_Array[0]=0x3f;//xx11 1111 0-5接收通道允许
    

  74.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_RXADDR,TX_Array,1);
    

  75.   TX_Array[0]=0x3f;//xx11 1111 0-5通道允许自动应答
    

  76.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_AA,TX_Array,1);
    

  77.   
    

  78.  
    

  79.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+TX_ADDR,_TX_RX_ADDR_,5);//写入接收发送数据的地址，这个地址是接收端收件的凭证
    

  80.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_ADDR_P0,_TX_RX_ADDR_,5);//写入接收发送数据的地址，这个地址是接收端收件的凭证
    

  81.  
    

  82.  
    

  83.  TX_Array[0]=0x0e;//中断全开 发送模式 PRIM_RX=0 PWR_UP=1
    

  84.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+CONFIG,TX_Array,1);
    

  85.  
    

  86.  TX_Array[0]=0xfe;//1111 xxxx STATUS寄存器 写‘1’清除所有标志
    

  87.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,TX_Array,1);
    

  88.  
    

  89.  SPI1_CE_HIGH();//CE=1 使能发射模式
    

  90.  Delay_us(100);//CE拉高需要一定的延时才能进行发送 延时之后 即可通过SPI接口发送TX_PLD
    

  91. }


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kira443
厉害  发表于 2019-3-20 13:51
 楼主| quray1985 发表于 2016-4-26 10:51 | 显示全部楼层
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  1. /*************************************************************
    

  2. **函数名： SPI_NRF_MOD_RX()
    

  3. **描述  :   配置NRF进入 发送模式
    

  4. **参数  ：
    

  5. **返回值： 
    

  6. **注意  ：  仅用于测试 无参无返  可改成带配置参数的模块函数
    

  7.    RX通道0 地址TX_ADDR=0xB3B4B5B605
    

  8. ************************************************************/
    

  9. void SPI_NRF_MOD_RX(void)
    

  10. {
    

  11.     u8 TX_Array[5];
    

  12.  u8 _TX_RX_ADDR_[5]={0xB3,0xB4,0xB5,0xB6,0x05};
    

  13.  
    

  14.  SPI1_CE_LOW();//CE=0 待机模式
    

  15.   TX_Array[0]=0x03;//允许接收通道0000 0011
    

  16.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_RXADDR,TX_Array,1);
    

  17.   TX_Array[0]=0x03;//设置地址宽度 11--5字节 10--4字节 01-3字节 00--不合法
    

  18.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_AW,TX_Array,1);
    

  19.   TX_Array[0]=0x20;//射频通道 X000 0010
    

  20.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_CH,TX_Array,1);
    

  21.   TX_Array[0]=0x0f;//射频参数寄存器 0000 1111 2Mbps 发射功率 00-18dBm 01-12dBm 10-6dBm 11-0dBm  1--低噪声放大器增益
    

  22.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_SETUP,TX_Array,1);
    

  23.   TX_Array[0]=0x3f;//xx11 1111 0-5通道允许自动应答
    

  24.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_AA,TX_Array,1);
    

  25.   TX_Array[0]=0x04;//xx11 1111 数据通道0 有效数据宽度 （1-32）字节
    

  26.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_PW_P0,TX_Array,1);
    

  27.   TX_Array[0]=0xfe;//1111 xxxx STATUS寄存器 写‘1’清除所有标志
    

  28.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,TX_Array,1);
    

  29.  
    

  30.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+TX_ADDR,_TX_RX_ADDR_,5);//写入接收发送数据的地址，这个地址是接收端收件的凭证
    

  31.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_ADDR_P0,_TX_RX_ADDR_,5);//写入接收发送数据的地址，这个地址是接收端收件的凭证
    

  32.  
    

  33.  
    

  34.  
    

  35.  TX_Array[0]=0x0f;//接收模式 PRIM_RX=1 PWR_UP=1 允许接收终端
    

  36.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+CONFIG,TX_Array,1);
    

  37.  
    

  38.  SPI1_CE_HIGH();//CE=1 使能发射模式
    

  39.  Delay_us(100);//CE拉高需要一定的延时才能进行发送 延时之后 即可通过SPI接口发送TX_PLD
    

  40.  //轮询中断24L01中断的到来 NRF_Read_IRQ()
    

  41. }
下面是两种模式的测试
复制
  1. /*************************************************************
    

  2. **函数名： SPI_NRF_TX_DATAS()
    

  3. **描述  :   配置NRF发送 数据
    

  4. **参数  ： TBuff[ByteNUM] ByteNUM
    

  5. **返回值： ErrorStatus
    

  6. **注意  ：  
    

  7. ************************************************************/
    

  8. ErrorStatus SPI_NRF_TX_DATAS(u8* TBuff,u8 ByteNUM)
    

  9. {
    

  10.    u8 Status[1];
    

  11.  do{
    

  12.   SPI1_CE_LOW();//拉低待机
    

  13.    SPI_NRF_Write(SPI1,W_TX_PAYLOAD,TBuff,ByteNUM);//发送TBuff数组
    

  14.   SPI1_CE_HIGH();//拉低待机
    

  15.    }while(NRF_Read_IRQ()!=0);//中断产生时，IRQ引脚低电平
    

  16.  SPI_NRF_Write(SPI1, FLUSH_TX,TBuff,0);
    

  17.  SPI1_CE_LOW();//拉低待机
    

  18.  Delay_us(100);
    

  19.  SPI_NRF_Read(SPI1,R_REGISTER+STATUS,Status,1);//读取Status
    

  20.  LCD_Num_6x12_O(200,20,Status[0], WHITE);
    

  21.  if(Status[0]&0x10)
    

  22.  {
    

  23.   Status[0]&=0x10;
    

  24.   SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);// 
    

  25.   LCD_Str_6x12_O_P(220 , 10 ,"Tx Error!", WHITE);//重发超时 发送失败
    

  26.   return ERROR;
    

  27.  }
    

  28.  else
    

  29.  {
    

  30.   Status[0]&=0x20;
    

  31.   SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);// 
    

  32.   LCD_Str_6x12_O_P(240 , 10 ,"Tx Success", WHITE);//发送成功
    

  33.   return SUCCESS;
    

  34.  }
    

  35. }
    

  36. /*************************************************************
    

  37. **函数名： SPI_NRF_RX_DATAS()
    

  38. **描述  :   配置NRF发送 数据
    

  39. **参数  ： RBuff[ByteNUM] ByteNUM
    

  40. **返回值： ErrorStatus
    

  41. **注意  ：  
    

  42. ************************************************************/
    

  43. ErrorStatus SPI_NRF_RX_DATAS(u8* RBuff)
    

  44. {
    

  45.    ErrorStatus RX_Status=SUCCESS;
    

  46.     u8 Status[1];
    

  47.  while(NRF_Read_IRQ()!=0);//中断产生时，IRQ引脚低电平
    

  48.  SPI1_CE_LOW();//拉低待机，才能操作寄存器
    

  49.  Delay_us(100);
    

  50.  SPI_NRF_Read(SPI1,R_REGISTER+STATUS,Status,1);//读取Status
    

  51.  switch(Status[0]&0x0e)
    

  52.  {
    

  53.  case 0x0e: RX_Status=ERROR; break; //RX_FIFO 空
    

  54.  default :LCD_Str_6x12_O_P(200 , 10 ,"Rx Success!", WHITE);//RX_FIFO非空
    

  55.     break;
    

  56.  /*  
    

  57.  case 0x00: break; //通道0
    

  58.  case 0x02: break; //通道1
    

  59.  case 0x04: break; //通道2
    

  60.  case 0x06: break; //通道3
    

  61.  case 0x08: break; //通道4
    

  62.  case 0x0A: break; //通道5*/
    

  63.  }
    

  64.  
    

  65.  SPI_NRF_Read(SPI1,R_RX_PAYLOAD,RBuff,4);//读RX_FIFO
    

  66.  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);//处理状态寄存器标志
    

  67.  return RX_Status;
    

  68. }
    

  69.
特别要注意的是在发射模式的时候，应该先拉低CE，先在TX FIFO里写入要发射的数据，再拉高CE真正发射。
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huzi2099 发表于 2019-3-20 16:16 | 显示全部楼层
不错,你还可以做得更好
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小明的同学 发表于 2019-3-21 22:12 | 显示全部楼层
多谢分享资料。
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quray1985

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