2021年12月16日 | STM32 NRF24L01实现无线传输

前言

STM32下NRF24L01实现无线传输

一、原理图

1.STM32F103C8T6

2.NRF24L01

NRF24L01是 nordic 的无线通信芯片，它具有以下特点：

1） 2.4G 全球开放的 ISM 频段（2.400 - 2.4835GHz），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；

3） 125 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）低工作电压（1.9~3.6V），待机模式下状态为 26uA；掉电模式下为 900nA；

6）可设置自动应答，确保数据可靠传输；

7）工作于EnhancedShockBurst 具有Automatic packet handling,Auto packet transaction handling ，可以实现点对点或是 1 对 6 的无线通信，速度可以达到 2M（bps），具有可选的内置包应答机制，极大的降低丢包率。

8）通过 SPI 总线与单片机进行交互，最大通信速率为10Mbps；

二、Keil代码

1.SPI_NRF2401.C

#include "Struct.h"

/******************************************************************************

宏定义

*******************************************************************************/ 

#define NRF_CE_GPIO GPIOC

#define NRF_CE_Pin GPIO_Pin_14

#define NRF_CSN_GPIO GPIOC

#define NRF_CSN_Pin GPIO_Pin_13

#define NRF_IRQ_GPIO GPIOC

#define NRF_IRQ_Pin GPIO_Pin_15

#define NRF_CE_H    NRF_CE_GPIO ->BSRR = NRF_CE_Pin  //CE高电平

#define NRF_CE_L    NRF_CE_GPIO ->BRR  = NRF_CE_Pin  //CE低电平

#define NRF_CSN_H  NRF_CSN_GPIO->BSRR = NRF_CSN_Pin //CSN高电平

#define NRF_CSN_L  NRF_CSN_GPIO->BRR  = NRF_CSN_Pin //CSN高电平

#define NRF_IRQ_Read NRF_IRQ_GPIO->IDR  & NRF_IRQ_Pin //IRQ读数据

/******************************************************************************

变量定义

*******************************************************************************/ 

uint8_t NRF24L01_RXDATA[32];//nrf24l01接收到的数据

uint8_t NRF24L01_TXDATA[32];//nrf24l01需要发送的数据

static uint8_t TX_ADDRESS[5]= {0x1A,0x2A,0x3A,0x4A,0x5A};//本地地址

static uint8_t RX_ADDRESS[5]= {0x1A,0x2A,0x3A,0x4A,0x5A};//接收地址

static uint16_t Nrf_Erro=0;

/******************************************************************************

函数原型: void SPI2_Init(void)

功　　能: 初始化SPI总线

*******************************************************************************/ 

void SPI2_Init(void)

{

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; 

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);

//配置SCK,MISO,MOSI引脚  

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用功能 

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

//配置CE引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_CE_Pin; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出

GPIO_Init(NRF_CE_GPIO, &GPIO_InitStructure);

//配置CSN引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_CSN_Pin; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出

GPIO_Init(NRF_CSN_GPIO, &GPIO_InitStructure);

//配置IRQ引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_IRQ_Pin; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入

GPIO_Init(NRF_IRQ_GPIO, &GPIO_InitStructure);

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource15);

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line15;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//外部中断

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件

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(SPI2, &SPI_InitStructure); 

SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);//使能 SPI1

// PrintString("rn SPI2     初始化完成！");

}

/******************************************************************************

函数原型: uint8_t SPI_RW(uint8_t data) 

功　　能: SPI总线读写

返 回 值： 返回SPI总线读取数据

*******************************************************************************/ 

uint8_t SPI_RW(uint8_t data) 

{ 

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);//当SPI发送缓冲器非空时等待  

SPI_I2S_SendData(SPI2, data);//通过SPI总线发送一字节数据

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);//当SPI接收缓冲器为空时等待

return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);

}

/******************************************************************************

函数原型： uint8_t NRF_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value)

功    能： NRF写寄存器

返 回 值： NRF写寄存器返回值

*******************************************************************************/

uint8_t NRF_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value)

{

uint8_t status;

NRF_CSN_L; //选通NRF器件

status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址

SPI_RW(value); //写数据

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件

return status;

}

/******************************************************************************

函数原型： uint8_t NRF_Read_Reg(uint8_t reg)

功    能： NRF读寄存器

返 回 值： 寄存器数据

*******************************************************************************/

uint8_t NRF_Read_Reg(uint8_t reg)

{

uint8_t reg_val;

NRF_CSN_L; //选通NRF器件 

SPI_RW(reg); //写寄存器地址

reg_val = SPI_RW(0);//读取该寄存器返回数据

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件 

    return reg_val;

}

/******************************************************************************

函数原型： uint8_t NRF_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)

功    能： NRF写缓冲区

返 回 值： NRF写缓冲区返回值

*******************************************************************************/

uint8_t NRF_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)

{

uint8_t i;

uint8_t status;

NRF_CSN_L; //选通NRF器件 

status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址 

for(i=0; i {

SPI_RW(pBuf[i]);//写数据 

}

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件

    return status;

}

/******************************************************************************

函数原型： uint8_t NRF_Read_Buff(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)

功    能： NRF读缓冲区

返 回 值： 缓冲区数据

*******************************************************************************/

uint8_t NRF_Read_Buff(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)

{

uint8_t i;

uint8_t status;

NRF_CSN_L; //选通NRF器件 

status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址

for(i=0; i {

pBuf[i] = SPI_RW(0);//读取返回数据

}

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件

    return status;

}

/******************************************************************************

函数原型： void NRF24L01_Check(void)

功    能： 检查NRF器件是否正常

*******************************************************************************/

void NRF24L01_Check(void)

{ 

uint8_t buf[5]; 

uint8_t i; 

//写入5个字节的地址 

NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,5); 

//读出写入的地址 

NRF_Read_Buff(TX_ADDR,buf,5); 

//比较

for(i=0;i<5;i++) 

{ 

if(buf[i]!=TX_ADDRESS[i]) 

break; 

} 

// if(i==5)

// PrintString("rn NRF24L01 初始化成功！");

// else

// PrintString("rn NRF24L01 初始化失败！");

}

/******************************************************************************

函数原型： static void NRF24L01_Set_TX(void)

功    能： 将NRF24L01设置为发送模式

*******************************************************************************/

static void NRF24L01_Set_TX(void)

{

NRF_CE_L;

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0E);//发送

NRF_CE_H;

}

/******************************************************************************

函数原型： static void NRF24L01_Set_RX(void)

功    能： 将NRF24L01设置为接收模式

*******************************************************************************/

static void NRF24L01_Set_RX(void)

{

NRF_CE_L;

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0F);//接收

NRF_CE_H;

}

/******************************************************************************

函数原型： void NRF_Send_TX(uint8_t * tx_buf, uint8_t len)

功    能： NRF2401发送数据包

*******************************************************************************/

void NRF_Send_TX(uint8_t * tx_buf, uint8_t len)

{

NRF24L01_Set_TX();

NRF_CE_L;//进入待机模式1

NRF_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, len);//装载数据

NRF_CE_H;//设置CE为高，启动发射。CE高电平持续时间最小为10us

}

/******************************************************************************

函数原型： void NRF24L01_Init(uint8_t Chanal,uint8_t Mode)

功    能： NRF24L01初始化

参    数： Chanal，RF通道

*******************************************************************************/

void NRF24L01_Init(uint8_t Chanal,uint8_t Mode)

{

NRF_CE_L;

NRF_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清空发送缓冲区

NRF_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清空接收缓冲区

NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG + TX_ADDR,   TX_ADDRESS,5); //写TX节点地址 

NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG + RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,5); //写RX节点地址 

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + EN_AA,     0x01); //使能通道0的自动应答 

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); //使能通道0的接收地址 

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + SETUP_RETR,0x1a); //设置自动重发间隔时间:500us;最大自动重发次数:10次 

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RF_CH,   Chanal); //设置RF通道为CHANAL

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RX_PW_P0,    32); //设置通道0的有效数据宽度

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RF_SETUP,  0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启

if(Mode==TX)

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0E);//发送

else if(Mode==RX)

NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0F);//接收

NRF_CE_H;

}

/******************************************************************************

函数原型： static void NRF24L01_Analyse(void)

功    能： 分析NRF24L01收到的数据帧

*******************************************************************************/

static void NRF24L01_Analyse(void)

{

uint8_t sum = 0,i;

uint8_t len = NRF24L01_RXDATA[3] + 5;

//uint8_t i=0;

for(i=3;i sum ^= NRF24L01_RXDATA[i];

if( sum!=NRF24L01_RXDATA[len] ) return; //数据校验