【转】2.4G模块NRF24L01调试经验

只看该作者 · 2016-12-23 12:23

参照野火STM32程序调试NRF24L01成功，颇获喜感

nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、警惕振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。

模块外形图如下图所示： PCB和引脚示意图如下图所示：

电路图如图所示：

VDD电压范围为1.9V~3.6V，我使用的是3.3V，与单片机的通信接口类型为SPI，读写时序如下图所示：

与开发板硬件连接如下：

* 硬件连接：----------------------------—----|
         |  PA5-SPI1-SCK    : NRF -SCK  |
         | PA6-SPI1-MISO  : NRF -MISO |
         | PA7-SPI1-MOSI  : NRF -MOSI |
         | PA4       : NRF -CE    |
*       | PA3                      : NRF -CSN  |
         |  PA2       : NRF -IRQ |
*          -------------------------------------------

引脚配置如下：

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/*配置 SPI_NRF_SPI的 SCK,MISO,MOSI引脚，GPIOA^5,GPIOA^6,GPIOA^7 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用功能
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*配置SPI_NRF_SPI的CE引脚，GPIOA^4和SPI_NRF_SPI的 CSN 引脚: NSS GPIOC^4*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*配置SPI_NRF_SPI的IRQ引脚，GPIOA^2*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

SPI配置如下：

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SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //双线全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //数据大小8位
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //时钟极性，空闲时为低
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //第1个边沿有效，上升沿为采样时刻
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信号由软件产生
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8; //8分频，9MHz
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
/* Enable SPI1 */
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);

只看该作者 · 2016-12-23 12:24

配置进入接收模式：
[objc] view plain copy
void NRF_RX_Mode(void)
{
NRF_CE_LOW();
SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANAL); //设置RF通信频率
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x07); //设置TX发射参数,0db增益,1Mbps,低噪声增益开启
SPI_NRF_WriteReg(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
NRF_CE_HIGH(); /*CE拉高，进入接收模式*/
delay_ms(100); //CE拉高一段时间
}
配置进入发射模式：
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void NRF_TX_Mode(void)
{
NRF_CE_LOW();
SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH); //写TX节点地址;
SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK;
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答;
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址;
SPI_NRF_WriteReg(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;
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANAL); //设置RF通道为CHANAL;
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x07); //设置TX发射参数,0db增益,1Mbps,低噪声增益开启;
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,发射模式,开启所有中断;
/*CE拉高，进入发送模式*/
NRF_CE_HIGH();
delay_ms(100); //CE要拉高一段时间才进入发送模式
}
NRF24L01的开机自检：
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u8 NRF_Check(void)
{
u8 buf[5]={0xC2,0xC2,0xC2,0xC2,0xC2};
u8 buf1[5];
u8 i;

SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5); /*写入5个字节的地址. */
SPI_NRF_ReadBuf(TX_ADDR,buf1,5); /*读出写入的地址 */
for(i=0;i<5;i++) /*比较*/
{
 if(buf1!=0xC2)
 break;
}
if(i==5)
 return SUCCESS ; //MCU与NRF成功连接
else
 return ERROR ; //MCU与NRF不正常连接
}
数据发送：
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u8 NRF_Tx_Dat(u8 *txb)
{
u8 state;
NRF_CE_LOW(); /*ce为低，进入待机模式1*/
SPI_NRF_WriteBuf(WR_TX_PLOAD,txb,TX_PLOAD_WIDTH); /*写数据到TX BUF 最大 32个字节*/
NRF_CE_HIGH(); /*CE为高，txb非空，发送数据包 */
while(NRF_Read_IRQ()!=0); /*等待发送完成中断 */
state = SPI_NRF_ReadReg(STATUS); /*读取状态寄存器的值 */
SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+STATUS,state); /*清除TX_DS或MAX_RT中断标志*/
SPI_NRF_WriteReg(FLUSH_TX,NOP); //清除TX FIFO寄存器
 /*判断中断类型*/
if(state&MAX_RT) //达到最大重发次数
 return MAX_RT;

else if(state&TX_DS) //发送完成
 return TX_DS;
else
 return ERROR; //其他原因发送失败
}
数据接收，可放在主函数里循环检测，也可更换为中断模式检测：
[objc] view plain copy
u8 NRF_Rx_Dat(u8 *rxb)
{
u8 state;
NRF_CE_HIGH(); //进入接收状态
 /*等待接收中断*/
//while(NRF_Read_IRQ()!=0);///////////////////////////////////////////////
NRF_CE_LOW(); //进入待机状态
state = SPI_NRF_ReadReg(STATUS); /*读取status寄存器的值*/
if(state&RX_DR) /*判断是否接收到数据*/ //接收到数据
{
 SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+STATUS,state);/* 清除中断标志*/
 SPI_NRF_ReadBuf(RD_RX_PLOAD,rxb,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
// SPI_NRF_WriteReg(FLUSH_RX,NOP); //清除RX FIFO寄存器
 return RX_DR;
}else
 return ERROR; //没收到任何数据
}

主循环任务程序如下：
[objc] view plain copy
void nrf_task(voidvoid *pdata)
{
while(NRF_Check()!=SUCCESS){
 delay_ms(100);
}
NRF_TX_Mode();//主动请求连接
nrf_Txbuf[0]='H';
nrf_Txbuf[1]='E';
nrf_Txbuf[2]='L';
nrf_Txbuf[3]='L';
nrf_Txbuf[4]='0';
do
{
 status = NRF_Tx_Dat(nrf_Txbuf);
}while((status != TX_DS)&(status != MAX_RT));//发送成功或者到达最大重发次数
 if(status == MAX_RT)
{
 USART1_printf( USART1,"Connection Failed\r\n");
}
 memset(nrf_Txbuf,0,sizeof(nrf_Txbuf));
NRF_RX_Mode();//配置为接收模式

while(1)
{
 /*等待接收数据*/
 status = NRF_Rx_Dat(nrf_Rxbuf);
 /*判断接收状态*/
 if(status == RX_DR)//接收到数据中断标志
 {
 Usb_SendData((char*)nrf_Rxbuf,strlen((char*)nrf_Rxbuf));//通过USB转发
 }

 if(0 != strlen((char*)nrf_Txbuf))//发送缓冲不为空
 {
 NRF_TX_Mode();//主动请求连接
 do
 {
 status = NRF_Tx_Dat(nrf_Txbuf);
 delay_ms(10);
 }while((status != TX_DS)&(status != MAX_RT));//发送成功或者到达最大重发次数
 memset(nrf_Txbuf,0,sizeof(nrf_Txbuf));
 NRF_RX_Mode();//配置为接收模式
 }
 delay_ms(100);
}
}