[其他ST产品] stm32驱动NRF24L01_原理+代码解析

//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

         

//SPI(NRF24L01)寄存器地址

#define CONFIG          0x00  //配置寄存器地址;bit0:1接收模式,0发射模式;bit1:电选 

                              //择;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能;

                              //bit4:中断MAX_RT(达到最大重发次数中断)使能;bit5:中断TX_DS使 

                              //能;bit6:中断RX_DR使能

#define EN_AA           0x01  //使能自动应答功能  bit0~5,对应通道0~5

#define EN_RXADDR       0x02  //接收地址允许,bit0~5,对应通道0~5

#define SETUP_AW        0x03  //设置地址宽度(所有数据通道):bit1,0:00,3字节;01,4字节;02,5字 

                              //节;

#define SETUP_RETR      0x04  //建立自动重发;bit3:0,自动重发计数器;bit7:4,自动重发延时 

                              //250*x+86us

#define RF_CH           0x05  //RF通道,bit6:0,工作通道频率;

#define RF_SETUP        0x06  //RF寄存器;bit3:传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,发射功 

                              //率;bit0:低噪声放大器增益

#define STATUS          0x07  //状态寄存器;bit0:TX FIFO满标志;bit3:1,接收数据通道号(最 

                              //大:6);bit4,达到最多次重发

                              //bit5:数据发送完成中断;bit6:接收数据中断;

#define MAX_TX                  0x10  //达到最大发送次数中断

#define TX_OK                   0x20  //TX发送完成中断

#define RX_OK                   0x40  //接收到数据中断

 

#define OBSERVE_TX      0x08  //发送检测寄存器,bit7:4,数据包丢失计数器;bit3:0,重发计数器

#define CD              0x09  //载波检测寄存器,bit0,载波检测;

#define RX_ADDR_P0      0x0A  //数据通道0接收地址,最大长度5个字节,低字节在前

#define RX_ADDR_P1      0x0B  //数据通道1接收地址,最大长度5个字节,低字节在前

 

#define RX_ADDR_P2      0x0C  //数据通道2接收地址,最低字节可设置

                              //高字节,必须同 RX_ADDR_P1[39:8]相等;

 

#define RX_ADDR_P3      0x0D  //数据通道3接收地址,最低字节可设置

                              //高字节,必须同 RX_ADDR_P1[39:8]相等;

 

#define RX_ADDR_P4      0x0E  //数据通道4接收地址,最低字节可设置

                              //高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;

 

#define RX_ADDR_P5      0x0F  //数据通道5接收地址,最低字节可设置,

                              //高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;

 

#define TX_ADDR         0x10  //发送地址(低字节在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0与此地址 

                                相等

#define RX_PW_P0        0x11  //接收数据通道0有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define RX_PW_P1        0x12  //接收数据通道1有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define RX_PW_P2        0x13  //接收数据通道2有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define RX_PW_P3        0x14  //接收数据通道3有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define RX_PW_P4        0x15  //接收数据通道4有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define RX_PW_P5        0x16  //接收数据通道5有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法

#define NRF_FIFO_STATUS 0x17  //FIFO状态寄存器;bit0,RX FIFO寄存器空标志;

                              //bit1,RX FIFO满标志;bit2,3,保留

                              //bit4,TX FIFO空标志;bit5,TX FIFO满标志;bit6,1,循环发送上一 

                              //数据包.0,不循环;

/

//24L01操作线

#define NRF24L01_CE   PAout(4) //24L01片选信号

#define NRF24L01_CSN  PCout(4) //SPI片选信号           

#define NRF24L01_IRQ  PAin(1)  //IRQ主机数据输入

//24L01发送接收数据宽度定义

#define TX_ADR_WIDTH    5           //5字节的地址宽度

#define RX_ADR_WIDTH    5           //5字节的地址宽度

#define TX_PLOAD_WIDTH  32          //32字节的用户数据宽度

#define RX_PLOAD_WIDTH  32          //32字节的用户数据宽度

void NRF24L01_Init(void)

{  

        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure; 

        

         RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );        

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); 

        GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4);

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU  ;   //上拉输入

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);

        SPI1_Init();                    //初始化SPI

                

        SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); // 

        

        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;                //选择了串行时钟的稳态:时钟悬空低电平

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

        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

 

        NRF24L01_CE=0;         //使能24L01

        NRF24L01_CSN=1;        //SPI片选取消                 

}

void NRF24L01_Init(void)

{  

        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure; 

        

         RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );        

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); 

        GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4);

        

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU  ;   //上拉输入

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);

        SPI1_Init();                    //初始化SPI

                

        SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); // 

        

        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;                //选择了串行时钟的稳态:时钟悬空低电平

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

        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

 

        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9Mhz（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

}        

//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9Mhz（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

}