一、NRF24L01模块介绍
引脚介绍
NRF24L01所使用的通讯协议为SPI，SPI又可分为软件SPI和硬件SPI。
硬件SPI与软件SPI相比，硬件SPI是靠硬件上面的SPI控制器，所有的时钟边缘采样，时钟发生，还有时序控制，都是由硬件完成的。它降低了CPU的使用率，提高了运行速度。软件SPI就是用代码控制IO输出高低电平，模拟SPI的时序，这种方法通信速度较慢，且不可靠。
想要使用硬件SPI驱动，需要确定使用的引脚是否有SPI外设功能。可以通过用户手册146页进行查看。
当前使用的是硬件SPI接口，而NRF24L01我们需要与它发送数据也需要接收数据，故使用的是4线的SPI，使用到了时钟线SCK、主机输出从机输入线MOSI、主机输入从机输出线MISO和软件控制的片选线NSS。所以除了这些引脚需要使用硬件SPI功能的引脚外，其他引脚都可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PB13/PB14/PB15的SPI复用功能 。其他对应接入的引脚请按照你的需要。这里选择的引脚见下表。
模块在开发板上的接线为：
GND ->GND
VCC ->3.3V
CSN ->PA10
CE ->PA9
MOSI->PB15
MISO->PB14
SCK ->PB13
IRQ ->PB8
模块接口原理图
在我们小车主控板中，NRF24L01接口如上，注意不要插反。
二、工程代码
在NRF24L01.H文件中宏定义引脚以及寄存器
//通信引脚 #define IRQ_Pin GPIO_PIN_8 #define CE_Pin GPIO_PIN_9 #define CS_Pin GPIO_PIN_10 #define SCK_Pin GPIO_PIN_13 #define MISO_Pin GPIO_PIN_14 #define MOSI_Pin GPIO_PIN_15 //寄存器地址代码 #define CONFIG 0x00 // 配置寄存器 #define EN_AA 0x01 // 自动应答功能使能寄存器 #define EN_RXADDR 0x02 // 接收地址使能寄存器 #define SETUP_AW 0x03 // 设置地址宽度寄存器 #define SETUP_RETR 0x04 // 设置重发寄存器 #define RF_CH 0x05 // 射频通道寄存器 #define RF_SETUP 0x06 // 射频设置寄存器 #define stATUS 0x07 // 状态寄存器 #define OBSERVE_TX 0x08 // 发送观察寄存器 #define CD 0x09 // 载波检测寄存器 #define RX_ADDR_P0 0x0A // 接收地址数据通道0 #define RX_ADDR_P1 0x0B // 接收地址数据通道1 #define RX_ADDR_P2 0x0C // 接收地址数据通道2 #define RX_ADDR_P3 0x0D // 接收地址数据通道3 #define RX_ADDR_P4 0x0E // 接收地址数据通道4 #define RX_ADDR_P5 0x0F // 接收地址数据通道5 #define TX_ADDR 0x10 // 发送地址寄存器 #define RX_PW_P0 0x11 // 接收数据通道0有效数据宽度 #define RX_PW_P1 0x12 // 接收数据通道1有效数据宽度 #define RX_PW_P2 0x13 // 接收数据通道2有效数据宽度 #define RX_PW_P3 0x14 // 接收数据通道3有效数据宽度 #define RX_PW_P4 0x15 // 接收数据通道4有效数据宽度 #define RX_PW_P5 0x16 // 接收数据通道5有效数据宽度 #define FIFO_STATUS 0x17 // FIFO状态寄存器 #define DYNPD 0x1C // 动态有效数据长度寄存器 #define FEATURE 0x1D // 特性寄存器 //操作指令代码 #define R_REGISTER 0x00 // 读寄存器命令 #define W_REGISTER 0x20 // 写寄存器命令 #define R_RX_PAYLOAD 0x61 // 读取接收有效数据命令 #define W_TX_PAYLOAD 0xA0 // 写入发送有效数据命令 #define FLUSH_TX 0xE1 // 清空发送FIFO命令 #define FLUSH_RX 0xE2 // 清空接收FIFO命令 #define NOP 0xFF // 无操作命令 //状态 #define RX_OK 0X40 #define TX_OK 0X20 #define MAX_OK 0X10
然后在NRF24L01.C文件中先配置SPI，随后配置NRF24L01寄存器
void NRF24L01_GPIO_Init(void)
{
RCC_APBPeriphClk_Enable1(RCC_APB1_PERIPH_SPI2,ENABLE);
__RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
PB13_AFx_SPI2SCK();//开启引脚复用功能
PB14_AFx_SPI2MISO();
PB15_AFx_SPI2MOSI();
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pins=MOSI_Pin | SCK_Pin;
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
GPIO_Init(CW_GPIOB, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pins=CS_Pin | CE_Pin;
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Pins=MISO_Pin | IRQ_Pin;
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
GPIO_Init(CW_GPIOB, &GPIO_InitStruct);
W_CS(1);
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; // SPI 初始化结构体
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 双线全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主机模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 帧数据长度为8bit
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟空闲电平为低
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 第1个边沿采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 片选信号由SSI寄存器控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16; // 波特率为PCLK的8分频
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 最高有效位 MSB 收发在前
SPI_InitStructure.SPI_Speed = SPI_Speed_Low; // 低速SPI
SPI_Init(CW_SPI2, &SPI_InitStructure); // 初始化
SPI_Cmd(CW_SPI2, ENABLE); // 使能SPI1
}
uint8_t SPI_SwapByte(uint8_t TxByte)
{
uint16_t l_Data = 0;
while(SPI_GetFlagStatus(CW_SPI2, SPI_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_SendData(CW_SPI2, TxByte);
while(SPI_GetFlagStatus(CW_SPI2, SPI_FLAG_RXNE) == RESET);
l_Data = SPI_ReceiveData(CW_SPI2);//读取接收数据
return l_Data; //返回
}
void W_Reg(uint8_t Reg,uint8_t value)//写字节
{
W_CS(0);
SPI_SwapByte(Reg);
SPI_SwapByte(value);
W_CS(1);
}
uint8_t R_Reg(uint8_t Reg)//读字节
{
uint8_t value;
W_CS(0);
SPI_SwapByte(Reg);
value=SPI_SwapByte(NOP);
W_CS(1);
return value;
}
void W_Buf(uint8_t Reg, uint8_t* Buf, uint8_t Len)//连续写
{
uint8_t i;
W_CS(0);
SPI_SwapByte(Reg);
for(i=0;i< Len;i++)
{
SPI_SwapByte(Buf[i]);
}
W_CS(1);
}
void R_Buf(uint8_t Reg, uint8_t* Buf, uint8_t Len)//连续读
{
uint8_t i;
W_CS(0);
SPI_SwapByte(Reg);
for(i=0;i< Len;i++)
{
Buf[i]=SPI_SwapByte(NOP);
}
W_CS(1);
}
void NRF24L01_Init(void)//初始化
{
NRF24L01_GPIO_Init();
W_CE(0);
W_Buf(W_REGISTER+TX_ADDR,T_ADDR,5);
W_Buf(W_REGISTER+RX_ADDR_P0,R_ADDR,5);
W_Reg(W_REGISTER+CONFIG,0x0F);
W_Reg(W_REGISTER+EN_AA,0x01);
W_Reg(W_REGISTER+RF_CH,0x00);
W_Reg(W_REGISTER+RX_PW_P0,32);
W_Reg(W_REGISTER+EN_RXADDR,0X01);
W_Reg(W_REGISTER+SETUP_RETR,0X1A);
W_Reg(FLUSH_RX,NOP);
W_CE(1);
}
void Receive(uint8_t *Buf)//数据接收
{
uint8_t Status;
Status=R_Reg(R_REGISTER+STATUS);
if(Status & RX_OK)
{
R_Buf(R_RX_PAYLOAD,Buf,32);
W_Reg(FLUSH_RX,NOP);
W_Reg(W_REGISTER+STATUS,Status);
RX_Flag=1;
Delay_us(150);
}
}
uint8_t Send(uint8_t *Buf)//数据发送
{
uint8_t Status;
W_Buf(W_TX_PAYLOAD,Buf,32);
W_CE(0);
W_Reg(W_REGISTER+CONFIG,0x0E);
W_CE(1);
while(R_IRQ==1);
Status=R_Reg(R_REGISTER+STATUS);
if(Status & MAX_OK)
{
W_Reg(FLUSH_TX,NOP);
W_Reg(W_REGISTER+STATUS,Status);
return MAX_OK;
}
if(Status & TX_OK)
{
W_Reg(W_REGISTER+STATUS,Status);
return TX_OK;
}
}
uint8_t Receive_Flag(void)//接收标志位
{
if(RX_Flag==1)
{
RX_Flag=0;
return 1;
}
else{
return 0;
}
}
三、实验现象
在发送端main函数中写入如下代码
int main(void)
{
uint8_t Buf[32]={0x00,0x67,0x68,0x69,0x70},num=0;
OLED_Init();//初始化
NRF24L01_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Send ok");
while(1)
{
num++;
Buf[0]=num;
Send(Buf);
Delay_s(1);
}
}
在接收端main函数中写入如下代码
int main(void)
{
uint8_t Buf[32]={0};
OLED_Init();//初始化
NRF24L01_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Receive ok");
while(1)
{
Receive(Buf);
if(Receive_Flag()==1)
{
OLED_ShowNum(3,1,Buf[0],3);
OLED_ShowHexNum(2,4,Buf[1],2);
OLED_ShowHexNum(2,7,Buf[2],2);
OLED_ShowHexNum(2,10,Buf[3],2);
OLED_ShowHexNum(2,13,Buf[4],2);
}
}
}
然后现象如下
发送端发送四个十六进制数据以及一个递增的十进制数据，OLED屏幕显示 Send ok
接收端第一行显示Receive OK，第二行显示接收到的固定十六进制数据，第三行显示接收到的十进制数据
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