stm32驱动NRF24L01_原理+代码解析

发表于 2023-7-8 15:48

概念
废话篇（24L01简介）
NRF24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信通信芯片，采用FSK 调制，集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度最高可达到2Mbps。

①2.4G全球开放的ISM频段，免许可证使用。

②最高工作速率2Mbps，高校的GFSK调制，抗干扰能力强。

③126个可选的频道，满足多点通信和调频通信的需要。

④内置CRC检错和点对多点的通信地址控制。

⑤可设置自动应答，确保数据可靠传输。

引脚分配

VCC、GND

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（参照NRF24L01 的状态机）

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：

Tx FIFO 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

发表于 2023-7-8 16:27

SPI时序图

控制24L01的流程其实就是确定要干什么（读、写、清除。。。）哪一个寄存器（确定地址）要实现什么样的配置（写或读的内容）

发表于 2023-7-8 16:28

注意：要求初始化SPI时，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

复制

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;                //空闲时SCK低电平

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;        //数据捕获于第一个时钟沿

发表于 2023-7-8 16:29

工作模式

收、发、待机、掉电四种模式

收发模式有两种：Enhanced ShockBurstTM 收发模式（支持自动ACK和自动重发）

ShockBurstTM 收发模式

开启自动ACK，则默认选择Enhanced模式。

通常使用Enhanced模式。因为无线电信号的传输显然具有相当多的不确定因素，在Enhanced模式下，要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便发送方检测有无数据丢失，一旦丢失则重发数据。

发表于 2023-7-8 16:29

通信地址理解（个人疑难点）
当时没能立刻理解通信过程关于地址的这一部分，后来慢慢才想明白

所谓的“1对6无线通信”是指“6发1收”而不是“1对6双向通信”

因为24L01有6个接收通道，1个发送通道

给发送通道TX_ADDR赋的地址值就是接收通道RX_ADDR_Pn（n=0~5）的地址值，而为了自动应答（ACK）和重发，要求发送端的发送通道TX_ADDR的地址值与发送端的接收通道RX_ADDR_P0的地址值相同，因为接收端在收到数据后回复的自动应答信号规定由发送端的R0通道接收。要注意，接收端的接收通道可不一定是RX_ADDR_P0，可以是RX_ADDR_P0到RX_ADDR_P5任意一个，这个不定。

发表于 2023-7-8 16:29

所以讲到这里，有三个地址是一样的

发送端的发送通道TX_ADDR和接收通道RX_ADDR_P0

接收端的接收通道RX_ADDR_Pn（n=0~5）

现在下面这张图就好看多了

发表于 2023-7-8 16:30

关于地址设置，TX_ADDR和RX_ADDR_P0可以独立设置任意40位地址

而RX_ADDR_P1 ~ RX_ADDR_P5的地址都是8 位自身地址和32 位公用地址(由通道1设置)

地址这里迷惑了我一段时间，看完过几天回过头就通了

发表于 2023-7-8 16:30

原理分析
个人觉得从代码角度直接看可能直观一些（仅供参考）

寄存器赏析
寄存器操作指令
写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式

发表于 2023-7-8 16:30

把这些指令以宏定义在nrf24l01.h中定义好

复制

//NRF24L01寄存器操作命令

#define NRF_READ_REG    0x00  //读配置寄存器,低5位为寄存器地址

#define NRF_WRITE_REG   0x20  //写配置寄存器,低5位为寄存器地址

#define RD_RX_PLOAD     0x61  //读RX有效数据,1~32字节

#define WR_TX_PLOAD     0xA0  //写TX有效数据,1~32字节

#define FLUSH_TX        0xE1  //清除TX FIFO寄存器.发射模式下用

#define FLUSH_RX        0xE2  //清除RX FIFO寄存器.接收模式下用

#define REUSE_TX_PL     0xE3  //重新使用上一包数据,CE为高,数据包被不断发送.

#define NOP             0xFF  //空操作,可以用来读状态寄存器

发表于 2023-7-8 16:31

配置寄存器（CONFIG，位置：0X00）

发表于 2023-7-8 16:31

自动应答使能寄存器（EN_AA，0X01）

发表于 2023-7-8 16:31

RX地址使能寄存器（EN_RXADDR，0X02）

发表于 2023-7-8 16:31

1使能，0关闭

自动重发设置寄存器（SETUP_RETR，0X04）

发表于 2023-7-8 16:32

射频频率设置寄存器（RF_CH，0X05）

发表于 2023-7-8 16:32

频率计算公式：2400+RF_CH（MHz）

*射频配置寄存器（RF_SETUP，0X06）

发表于 2023-7-8 16:32

*状态寄存器（STATUS，0X07）

发表于 2023-7-8 16:32

数据通道0接收地址寄存器（RX_ADDR_P0，0X0A）

发表于 2023-7-8 16:32

SETUP_AW的复位值默认是5字节

发表于 2023-7-8 16:32

发送地址设置寄存器（TX_ADDR，0X10）

发表于 2023-7-8 16:33

接收通道0有效数据宽度设置寄存器（RX_PW_P0，0X11）

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