船模制作——遥控模块 基于stm32和nrf24l01（固件库开发）
2024-05-11 06:03:35
目录
nrf24l01介绍
引脚图
引脚功能介绍
模式配置方法
官方宏
stm32配置
引脚映射
初始化函数
SPI模拟通信函数
nrf24l01配置函数
nrf24l01发射和接收
nrf24l01检查存在与否
nrf24l01介绍
引脚图
引脚功能介绍
CE：使能该模块，和config寄存器一起配置其工作模式
CSN：SPI通信片选引脚
SCK：SPI通信时钟线
MOSI：SPI通信MOSI线
MISO：SPI通信MISO线
IRQ：中断脚，发送数据完成时会被拉低
模式配置方法
由于官方的代码中有配置的函数，这里不多讲解，想了解的童鞋可以百度nrf24l01中文资料。
官方宏
//NRF24L01寄存器操作命令#define SPI_READ_REG 0x00 //读配置寄存器,低5位为寄存器地址#define SPI_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 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;/**********************************************************************************************************/stm32配置
从上面的引脚图可以看出，nrf24l01用的时SPI通信方式，因此只要配置stm32上的SPI片上外设使其工作，就可以控制nrf24l01了。
但是，由于我的两块stm32芯片的型号不同（stm3f103vet6,stm32f103c8t6)，为了方便移植，决定使用软件模拟SPI通信。
注:移植的时候记得改芯片型号和flash大小,还要记得改启动文件startup_stm32f10x_xx.s,(xx:ve对映hd,c8对应md) 不然编译会出错.
引脚映射
#define N1_CE_Pin GPIO_Pin_8
#define N1_CE_Port GPIOA
#define N1_CE_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_CSN_Pin GPIO_Pin_3
#define N1_CSN_Port GPIOA
#define N1_CSN_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_SCK_Pin GPIO_Pin_5
#define N1_SCK_Port GPIOA
#define N1_SCK_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_MOSI_Pin GPIO_Pin_7
#define N1_MOSI_Port GPIOA
#define N1_MOSI_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_MISO_Pin GPIO_Pin_6
#define N1_MISO_Port GPIOA
#define N1_MISO_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_IRQ_Pin GPIO_Pin_2
#define N1_IRQ_Port GPIOA
#define N1_IRQ_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA#define N1_SOUR_Pin GPIO_Pin_1
#define N1_SOUR_Port GPIOA
#define N1_SOUR_Clk RCC_APB2Periph_GPIOA注:PA1是用在c8t6上提供电压3.3V的,因为我买的是核心板,它只有一个输出5V的引脚.......
初始化函数
void Init_NRF24L01(void){//CE->PA8,CSN->PA3,SCK->PA5,MOSI->PA7GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(N1_CE_Clk|N1_CSN_Clk|N1_SCK_Clk|N1_MOSI_Clk,ENABLE); //使能GPIO 的时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = N1_CE_Pin|N1_CSN_Pin|N1_SCK_Pin|N1_MOSI_Pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //注 这里如果用来不同的GPIO就要改一些CE_H; //初始化时先拉高CSN_H; //初始化时先拉高//MISO->PA6,IRQ->PA2GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = N1_IRQ_Pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(N1_IRQ_Port, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = N1_MISO_Pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(N1_MISO_Port, &GPIO_InitStructure);//电源 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = N1_SOUR_Pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(N1_SOUR_Port, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(N1_SOUR_Port,N1_SOUR_Pin);CE_L; //使能NRF24L01CSN_H; //SPI片选取消SCK_L; //拉低时钟}
SPI模拟通信函数
//模拟SPI读写数据函数u8 SPI_ReadWriteByte(u8 TxData) { u16 bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) {if(TxData & 0x80){MOSI_H; }else{MOSI_L;}TxData = (TxData << 1); SCK_H; Delay(0xff);if(READ_MISO) {TxData |= 0x01; } SCK_L; Delay(0xff); }return(TxData); }//上电检测NRF24L01是否在位//写5个数据然后再读回来进行比较，//相同时返回值0，表示在位;//否则返回1，表示不在位. u8 NRF24L01_Check(void){u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};u8 buf1[5];u8 i; NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址. NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf1,5); //读出写入的地址 for(i=0;i<5;i++)if(buf1[i]!=0XA5) break; if(i!=5) return 1; //NRF24L01不在位return 0; //NRF24L01在位} //通过SPI写寄存器u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg_addr,u8 data){u8 status; CSN_L; //使能SPI传输status =SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //发送寄存器号 SPI_ReadWriteByte(data); //写入寄存器的值CSN_H; //禁止SPI传输 return(status); //返回状态值}//读取SPI寄存器值 ，regaddr:要读的寄存器u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg_addr){u8 reg_val; CSN_L; //使能SPI传输 SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //发送寄存器号reg_val=SPI_ReadWriteByte(0);//读取寄存器内容CSN_H; //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//*pBuf:数据指针//返回值,此次读到的状态寄存器值 u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg_addr,u8 *pBuf,u8 data_len){u8 status,i; CSN_L; //使能SPI传输status=SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //发送寄存器值(位置),并读取状态值 for(i=0;i<data_len;i++)pBuf[i]=SPI_ReadWriteByte(0);//读出数据CSN_H; //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//*pBuf:数据指针//返回值,此次读到的状态寄存器值u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg_addr, u8 *pBuf, u8 data_len){u8 status,i; CSN_L; //使能SPI传输status = SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //发送寄存器值(位置),并读取状态值for(i=0; i<data_len; i++)SPI_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据 CSN_H; //关闭SPI传输return status; //返回读到的状态值} nrf24l01配置函数
const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址 //该函数初始化NRF24L01到RX模式//设置RX地址,写RX数据宽度,选择RF频道,波特率和LNA HCURR//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了 void RX_Mode(void){CE_L; //写RX节点地址NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//使能通道0的自动应答 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的接收地址 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);//设置RF通信频率 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40); //选择通道0的有效数据宽度 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);//配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX接收模式 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f); //CE为高,进入接收模式 CE_H; } //该函数初始化NRF24L01到TX模式//设置TX地址,写TX数据宽度,设置RX自动应答的地址,填充TX发送数据,//选择RF频道,波特率和LNA HCURR PWR_UP,CRC使能//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了 //CE为高大于10us,则启动发送. void TX_Mode(void){ CE_L; //写TX节点地址 NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //使能通道0的自动应答 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的接收地址 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//设置RF通道为40NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX发送模式,开启所有中断NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); // CE为高,10us后启动发送CE_H; } nrf24l01发射和接收
//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 *tx_buf){u8 state; CE_L;NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,tx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF 32个字节CE_H; //启动发送 while(READ_IRQ != 0); //等待发送完成state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志if(state&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(state&TX_OK) //发送完成{return TX_OK;}return 0xff; //其他原因发送失败}//启动NRF24L01发送一次数据//txbuf:待发送数据首地址//返回值:0，接收完成；其他，错误代码u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rx_buf){u8 state; state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值 NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志if(state&RX_OK) //接收到数据{NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff); //清除RX FIFO寄存器 return 0; } return 1; //没收到任何数据}
nrf24l01检查存在与否
//上电检测NRF24L01是否在位//写5个数据然后再读回来进行比较，//相同时返回值0，表示在位;//否则返回1，表示不在位. u8 NRF24L01_Check(void){u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};u8 buf1[5];u8 i; NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址. NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf1,5); //读出写入的地址 for(i=0;i<5;i++)if(buf1[i]!=0XA5) break; if(i!=5) return 1; //NRF24L01不在位return 0; //NRF24L01在位} 模拟SPI 参考来源: https://blog.csdn.net/tcjy1000/article/details/70212366
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