文章目录

datasheet
1. 相关案例：
2. nRF24L01通信的常识
- 1. 发送模式。
- 1.5 补充spi一点知识
- - 1. SPI读写时序
  - 2. 工作模式
  - - 2.1 收发模式
    - - Enhanced ShockBurstTM收发模式
      - Enhanced ShockBurstTM发送流程：
      - Enhanced ShockBurstTM接收流程：
  - 3. SPI指令
3. NRF24L01一对多通信方法

datasheet

NRF24L01模块资料：https://download.csdn.net/download/acktomas/11135884

1. 相关案例：

使用Arduinon开发板连接RF24L01实现控制伺服电机：
https://www.yiboard.com/thread-970-1-1.html
如何使用Arduino UNO、操纵杆模块和NRF24L01模块控制伺服电机：
https://www.yiboard.com/thread-1095-1-1.html
如何使用多个NRF24L01模块搭建一个Arduino无线网络
https://www.yiboard.com/thread-985-1-1.html

2. nRF24L01通信的常识

用5根线的SPI接口向2401发送数据或指令。
芯片在每次上电的时候都需要进行一番配置。这些配置数据，就是所谓的指令了。
配置完成后知道芯片处在哪个模式。并且知道它将要转向哪个模式。
通讯协议。
观察现象。

好了，小牛们一定急切想知道自己的程序问题出在哪里了，再小白一点的一定想急切的知道如何配置才能让它工作。更小白一点的一定想知道这个芯片的各个模式之间是怎么联系的。又是如何进行相互转化的。别急，一个一个说。

1. 发送模式。

发送模式要经历几个变化。

上电，上电完了芯片其实还是在powerDown模式，因为芯片为了省电，它需要通过软件来控制开机或关机。powerDown模式就是所谓的待机模式了。这个模式理所当然是最省电的。它除了省电以外还能干吗呢？配置！对最重要的配置。就是可以通过SPI口向它发送数据，它是可以接收到的，并且可以正确写入到指定的寄存器中的。一般我们在初始化一开始就可以配置了，而此时芯片正是处在这个模式。
我们的目标是要把它配置的能发送数据，而且能被目标设备正确接收。所以这中间涉及的寄存器（当然是2401里自带的寄存器区了）有：
1. 发送到的目标地址。　说地址其实是虚的，它就相当于一个钥匙和一把锁一样。当你在接收设备里边规定了一个地址以后，那么接收到的数据只有带了这个地址的包才会被正确接收。所以说这里的发送目标地址就是接收设备里的本机地址。只要设计时两个地址相同，就不会接收不到。
2. @接收到的地址。　这个名字起的不是很好哈，有点误导人。说白了就是一个本机地址了。在纯发射机里，它并不是必要的。因为它从来不接收数据~~~这里写上，是因为：发射模式还有个东西，就是自动应答功能，（当然也是通过配置才能启用的，不配置则不会自动应答，也就不需要知道本机地址了）。
3. 说到自动应答，那就先说它吧。一般我们会想，发送出一帧数据后是不是应该等待另一方回应个数据呀？想法是好的，但我说了，有通讯协议在控制。因为我们这里只想设计成一直发送而不管对方是否收到。所以自动应答可以不去配置，让它开机默认即可。但实际上我们的通讯协议可能很复杂，肯定不会是一直在发送。并且，它发送完一帧后，确实应该转为接收模式来等待对方发送应答数据过来。我们人为的当然可以自己来个模式跳转，但是有自动应答了，也就是说，当你设定开启自动应答了，那么在它发送完一包数据后，芯片会立即转为接收模式了。　《在这里我也仍有一点没理解，就是，当它收到应答后会变成什么模式呢，是自动再回到发送模式还是停留在接收模式。》
4. 有自动应答了，那么就不能少了自动重发功能了。为什么呢。首先理解为什么会自动重发，就因为它处在自动应答模式时，通过接收数据来判定上次的数据是否有接收者成功接收了，就像我送出了一封信，如果你没有回信我是不是会想你可能没收到信，我需要再发一次。就是这个道理　。自动重发寄存器8位被分成两个4位的小区域，高4位存的是重发间隔时间，也就是说总共可以设定为16种不同的间隔，在这个间隔时间过后仍没有回应才再次重发。低4位好说，就是存一个最大重发次数。则最大可以设为15，即重发15次后仍然没回应那就不理你了，不再重发了。并且还会产生一个中断呢。最后再讲中断部分。　这里应该注意的是，当自动应答功能禁止时，就没有自动重发了，不管你设了重发多少次都不管用了。所以是互相影响的。还有就是重发次数设为0次，则相当于禁自动重发了，这不是显然的么。嘿嘿。
5. 最基本的配置，，频率。这个芯片不光能以2.4Ghz的载波发射呢，它的带宽为2.4G----2.512G呢。这中间有一百多M的频带，可以划分成2M一个的信道。这个寄存器中的值就标明你想工作在哪个信道上啦，只有设置为同频的设备才能接收的到很容易理解吧。比如你设为10信道，则10*2=20M即发送时所用的载波频率就是2400+20=2420MHz。当然也只有设为2420M的接收设备才能接收的到了。
6. 功率，数据速率。这是什么呢?原来2401里边也有自动增益控制部分，我们可以设定一个合适的功率来发射数据，第一可以在能耗上有利，另一方面对通信距离的控制也是很重要的。比如我只想在2米内能够通信，但2401最大的通信距离可以达到上百米，显然需要降发射功率来降低通信距离。可选的功率值有　0Dbm，-6dBm, -12dBm，-18dBm，　显然0在这里是最大的发射功率了。开发时尽可能设为0.如果设为0时，接收者都接收不到数据，那肯定是芯片坏了，就不用考虑降低功耗来通信了。这四档功率，通信距离从远到近，从几十米到几cm.并且在通信过程中还可以动态更改这个功率值，以达到最佳匹配的效果。数据速率是什么呢，刚开始我跟SPI接口的速率搞混了，想着，一个4M的单片机跟芯片通信速率怎么可能到这么高的。其实不是，这个速率就是加在载波上的数据的码率了。有两个可选值，1Mb/s，2Mb/s.也就是说，1秒钟能发送出去多少个高低电平。

以上这些配置命令之后就可以通过简单的指令转向发送模式了。下面就看一下，配置的伪指令吧：

sendCommand(TxAddress_5) .因为地址是3到5字节可选的，这里选择了5字节的地址
sendCommand(LocalAddress_5),本机地址如果想要开启自动应答则必需与发射地址相同，即LocalAddress==TxAddress…不开启则不需要相等。
sendCommand(EnableAutoAck_0),因为芯片自带了6个通道，可以同时工作同时接收不同的数据，所以这里的自动应答也有相应的6个bit位来分别控制。这里只允许通道0自动应答。
sendCommand(EnableAutoTransmit) .只要上边一句配置开了自动应答，这句就应答生效。即自动重发.
sendCommand(RF_CH). 这一句设置发射频率。即设定信道。一般默认的就是0信道了，也即2.4G的载波。
sendCommand(RF_Power). 设定发射速率，还有发射功率就设成0dBM吧。

以上这些是发射模式的必要配置了。如果不涉及接收，那么现在就可以转向发射模式。
7. sendCommand(Config); 通过　config寄存器中的开机控制位　powerup=1,转向空闲模式，config^0=0.转向发射模式。
8. sendCommand(TxBuffer); 　填充发送数据到缓冲区里边。
9. CE=1; 　这是一个引脚，用来控制从空闲模式向发送或接收模式跳转的.仅将相应位设为发送或接收模式不行，芯片现在只欠东风了，就是CE=1并保持最少10us时间后。就会开始发送数据了。

一个帧数据发送完成后会产生中断。这些中断是可以屏蔽的，就像单片机的中断允许控制一样。控制位在config寄存器中。

这里还可能产生另一个中断，就是重发次数达到上限了，你设了重发3次，那么重发3次以后还没收到应答就产生中断了。同样也是可屏蔽的。

1.5 补充spi一点知识

1. SPI读写时序

空闲状态SCK为0，CPOL=0；数据在时钟第一个跳变沿采集，CPHA=0；

Cn：SPI命令位
Sn：STATUS寄存器位
Dn：数据位（MSB，多字节传输时，低字节在前）

2. 工作模式

NRF24L01工作模式，由CE和CONFIG寄存器（0x00）的PWR_UP（第1位）和PRIM_RX（第0位）共同控制：

NRF24L01工作模式	PWR_UP位状态	PRIM_RX位状态	CE引脚电平	FIFO寄存器状态
接收模式	1	1	1	-
发送模式	1	0	1	数据在TX FIFO寄存器中
发送模式	1	0	1 ----> 0	停留在发送模式，直至发送完
待机模式II	1	0	1	TX FIFO为空
待机模式I	1	-	0	无数据传输
掉电模式	0	-	-	-

2.1 收发模式

收发模式有Enhanced ShockBurstTM收发模式、ShockBurstTM收发模式和直接模式三种，收发模式由器件配置字决定。

Enhanced ShockBurstTM收发模式

发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将使能发送过程；接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。

在接收端，确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号。在发送端，通道0被用作接收应答信号，故通道0的接收地址与发送地址端地址相等，以确保接收到正确应答信号。

Enhanced ShockBurstTM发送流程：

A. 把地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01；
B. 配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式；
C. MCU把CE置高（至少10us），激发Enhanced ShockBurstTM发射；
D. Enhanced ShockBurstTM发射：a）给射频前端供电；
b)射频数据打包（加字头、CRC校验码）；
c)高速发射数据包；
d)发射完成，NRF24L01进入空闲状态

Enhanced ShockBurstTM接收流程：

A. 配置接收地址和要接收的数据包大小；
B. 配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高；
C. 130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；
D. 当接收到正确的数据包（正确的地址和CRC校验码），NRF24L01自动移去字头、地址和CRC校验位
E. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位（STATUS一般引起MCU中断）通知MCU；
F. MCU把数据从FIFO读出（0x61指令）；
G. 所有数据读取完毕后，可清除STATUS寄存器；NRF24L01可以进入四中主要的模式之一。

3. SPI指令

常用SPI指令

指令名称	指令格式	操作
R_REGISTER	000A AAAA	读寄存器。AAAAA为要读取的寄存器地址
W_REGISTER	001A AAAA	写寄存器。AAAAA为要写入的寄存器地址
R__RX_PAYLOAD	0110 0001	读 RX 有效数据，1-32字节。读操作从字节0开始，当读RX有效数据完成后，FIFO寄存器中的使有效数据将被清除。接收模式下用。
W_TX_PAYLOAD	1010 0000	写TX有效数据，1-32字节。写操作从0字节开始，发送模式下用。
FLUSH_TX	1110 0001	清除TX FIFO寄存器。发送模式下用
FLUSH_RX	1110 0010	清除RX FIFO寄存器。接收模式下用

3. NRF24L01一对多通信方法

原文地址：
如果你还搞不通2个NRF24L01之间的通信，请看瑞生写的这两篇文章《新手如何快速搞通NRF24L01通信》和《NRF24L01中文资料_原理_程序详解》。

搞通了2个NRF24L01的互相通信，一对多实际上就非常容易了。你要记住，一对多通信，实际上同一时刻也是一对一通信。一次通信只需几个毫秒，如果一个和一个通信完以后，再和另外一个通信，然后再和另外一个通信……这中间如果没有延时程序的话，对于人的反应来说，就是同时进行的。这个原理就和操作系统一样，同一时刻，既可以打字聊天，又可以看电影。

下面视频是瑞生做的一个项目，是一对五，共用到6个NRF24L01模块，一个盒子里有一个。

视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XOTUwMDM4NTg4.html

上面这个视频的实例，如果只看NRF24L01的话，可以总结为下面的图示：

我们知道，2个NRF24L01通信需要具备4个条件设置相同。

发射接收数据宽度相同（最大32个字节）
发射接收地址相同（5个8位地址）
发射接收频道相同（0~125）
发射接收速率相同（2M 1M 250K）
现在假设，主机和5个从机的这四个条件全部设置相同，如果主机发送数据的话，理论上5个从机会收到数据，实际上由于干扰，不会都收到。而且，这时候，如果从机1给主机发送数据的话，从机2~5也会收到数据。所以这样做是不行的！

一对多，有两种方式，一种是修改为不同的频道，一种是修改为不同的地址，也可以修改为不同的频道+不同的地址。

上面视频中用到的，是修改为不同的频道，例如，从机1的频道是10，从机2的频道是30，从机3的频道是50，从机4的频道是70，从机5的频道是90（注意，频道的值可以是0~125，共126个频道），频道接近的话，有可能出问题，例如从机1的频道是20，如果设置从机2的频道是21的话，主机给从机1发送数据时，从机2也有可能受到数据。所以要向上面一样，频道距离拉开一些。这时候，有人会产生疑问，如果我有几十个从机，频道岂不是很接近了，恭喜你，答对了。如果有几个从机的话，建议不要用不同的频道，而同一频道不同的地址，由于地址是5字节的，所以理论上可以有上亿个从机。

从机的频道定义好了，那么主机的程序该怎么写呢？这个很容易。例如，主机要和从机1通信，自己就把频道改为从机1一样的频道10，然后就可以发送数据，这时候，从机2~5由于频道不同，是收不到数据的。同样，主机要和从机2通信，就把自己的频道改为和从机2一样的频道30，然后就可以发送数据了。到了这个时候了，还会有童鞋问，我怎么就知道我要和谁通信？该怎么改呢？这样的童鞋还不少，那我就给你解释下吧。我都不好意思说了，太简单了。假设我的主机有5个按键，按下按键1，给从机1发送数据；按下按键2，给从机2发送数据……以此类推。那么，主机程序就是下面这个样子的：

if(KEY==0)//按下KEY1
{NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,10);//修改为从机1的频道NRF_CE=1;   //拉高CE引脚NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//发送数据
}
else if(KEY2==0)//按下KEY2
{NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,30);//修改为从机2的频道NRF_CE=1;   //拉高CE引脚NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//发送数据
}
else if(KEY2==0)//按下KEY3
{NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,50);//修改为从机3的频道NRF_CE=1;   //拉高CE引脚NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//发送数据
}
else if(KEY2==0)//按下KEY4
{NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,70);//修改为从机4的频道NRF_CE=1;   //拉高CE引脚NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//发送数据
}
else if(KEY2==0)//按下KEY5
{NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,90);//修改为从机5的频道NRF_CE=1;   //拉高CE引脚NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//发送数据
}

话说到这份上，有的童鞋还会有疑问：“那如果我的5个从机要给主机发送数据怎么办？按照你上面的程序，主机的频道是不定的，一会儿这个，一会那个的，从机要想和主机通信的时候，我怎么判断现在主机的频道和现在从机的频道相同，不相同不能通信啊！”。真有童鞋这么问，还不是少数，这个问题，稍微动一下脑筋就想出来了。请看下面解决方案：

假设有5个大棚，1个机房，机房要无线采集5个大棚的温度。每个大棚里，都有一个电路板，板子上有温度传感器+单片机+NRF24L01，单片机通过温度传感器采集到温度以后，就通过NRF24L01发送到机房。这个例子，正好是上面童鞋问到的，大棚要给机房发送温度。

解决思路是：主机修改为从机1的频道以后，发送数据命令，从机收到命令后，发送温度数据给主机，主机再回应从机收到数据；然后主机再把频道修改为从机2的频道，发送数据命令，从机收到命令后，发送温度数据给主机，主机再回应从机收到数据….以此类推。

有的人听了以后，感觉好麻烦，实际上机房按照上面的描述收集5个机房的温度，也就是一眨眼的功夫。

假设机房每隔5分钟采集一次大棚温度，示例程序如下：

main()
{//各种初始化配置while(1){delay()//延时5分钟（每5分钟采集一次数据）NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,10);//修改为从机1的频道NRF_CE=1; //拉高CE引脚rece_buf[0]=0x66;//这是我规定的从机发送温度命令NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机我要你给我发温度数据NRF24L01_RX_Mode();// 配置为接收模式while(IRQ==1);//等待发来数据NRF24L01_RxPacket(rece_buf);//接收温度数据wendu[0]=rece_buf[1];//把采集到的温度数据给了wendu[0]变量NRF24L01_TX_Mode();//配置为发送模式rece_buf[0]=0x88;//这是我规定的主机接收到温度的回应数据NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机1我收到数据了NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,30);//修改为从机2的频道NRF_CE=1; //拉高CE引脚rece_buf[0]=0x66;//这是我规定的从机发送温度命令NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机我要你给我发温度数据NRF24L01_RX_Mode();// 配置为接收模式while(IRQ==1);//等待发来数据NRF24L01_RxPacket(rece_buf);//接收温度数据wendu[1]=rece_buf[1];//把采集到的温度数据给了wendu[1]变量NRF24L01_TX_Mode();//配置为发送模式rece_buf[0]=0x88;//这是我规定的主机接收到温度的回应数据NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机1我收到数据了NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,50);//修改为从机3的频道NRF_CE=1; //拉高CE引脚rece_buf[0]=0x66;//这是我规定的从机发送温度命令NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机我要你给我发温度数据NRF24L01_RX_Mode();// 配置为接收模式while(IRQ==1);//等待发来数据NRF24L01_RxPacket(rece_buf);//接收温度数据wendu[2]=rece_buf[1];//把采集到的温度数据给了wendu[2]变量NRF24L01_TX_Mode();//配置为发送模式rece_buf[0]=0x88;//这是我规定的主机接收到温度的回应数据NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机1我收到数据了NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,70);//修改为从机4的频道NRF_CE=1; //拉高CE引脚rece_buf[0]=0x66;//这是我规定的从机发送温度命令NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机我要你给我发温度数据NRF24L01_RX_Mode();// 配置为接收模式while(IRQ==1);//等待发来数据NRF24L01_RxPacket(rece_buf);//接收温度数据wendu[3]=rece_buf[1];//把采集到的温度数据给了wendu[3]变量NRF24L01_TX_Mode();//配置为发送模式rece_buf[0]=0x88;//这是我规定的主机接收到温度的回应数据NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机1我收到数据了NRF_CE=0; //拉低CE引脚NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,90);//修改为从机5的频道NRF_CE=1; //拉高CE引脚rece_buf[0]=0x66;//这是我规定的从机发送温度命令NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机我要你给我发温度数据NRF24L01_RX_Mode();// 配置为接收模式while(IRQ==1);//等待发来数据NRF24L01_RxPacket(rece_buf);//接收温度数据wendu[4]=rece_buf[1];//把采集到的温度数据给了wendu[4]变量NRF24L01_TX_Mode();//配置为发送模式rece_buf[0]=0x88;//这是我规定的主机接收到温度的回应数据NRF24L01_TxPacket(rece_buf);//告诉从机1我收到数据了}
}

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