【STM32】NRF24L01模块的收发调试(三)

简介: 【STM32】NRF24L01模块的收发调试

【STM32】NRF24L01模块的收发调试(二)https://developer.aliyun.com/article/1472608


接收端.c文件

#include "24l01.h"
extern SPI_HandleTypeDef hspi1;
//const uint8_t TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址
//const uint8_t RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址
const uint8_t RX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x4,0x3,0x2,0x1,0x0}; //发送地址
const uint8_t TX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x4,0x4,0x4,0x4,0x4}; //接收地址
//SPI速度设置函数
//SPI速度=fAPB1/分频系数
//@ref SPI_BaudRate_Prescaler:SPI_BAUDRATEPRESCALER_2~SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 256
//fAPB1时钟一般为42Mhz:
void SPI1_SetSpeed(uint8_t SPI_BaudRatePrescaler)
{
    assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
    __HAL_SPI_DISABLE(&hspi1);            //关闭SPI
    hspi1.Instance->CR1&=0XFFC7;          //位3-5清零,用来设置波特率
    hspi1.Instance->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;//设置SPI速度
    __HAL_SPI_ENABLE(&hspi1);             //使能SPI
    
}
//SPI1 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
uint8_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{
    uint8_t Rxdata;
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,&TxData,&Rxdata,1, 1000);       
  return Rxdata;                  //返回收到的数据   
}
//针对NRF24L01修改SPI1驱动
void NRF24L01_SPI_Init(void)
{
    __HAL_SPI_DISABLE(&hspi1);               //先关闭SPI1
    hspi1.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_LOW; //串行同步时钟的空闲状态为低电平
    hspi1.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_1EDGE;     //串行同步时钟的第1个跳变沿(上升或下降)数据被采样
    HAL_SPI_Init(&hspi1);
    __HAL_SPI_ENABLE(&hspi1);                //使能SPI1
}
//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();     //开启GPIOB时钟
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();     //开启GPIOG时钟
    
  //GPIOB14初始化设置:推挽输出
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_14;                   //PB14
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;              //推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;                      //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;                 //高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);                 //初始化
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);  //PB14输出1,防止SPI FLASH干扰NRF的通信 
     
  //GPIOG6,7推挽输出
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;     //PG6,7
    HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);         //初始化
  
  //GPIOG.8上拉输入
  GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8;          //PG8
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_NOPULL;                      //上拉
  GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;          //输入
  HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_Initure);         //初始化
    hspi1.Instance=SPI1;                         //SPI1
    hspi1.Init.Mode=SPI_MODE_MASTER;             //设置SPI工作模式,设置为主模式
    hspi1.Init.Direction=SPI_DIRECTION_2LINES;   //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线模式
    hspi1.Init.DataSize=SPI_DATASIZE_8BIT;       //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
    hspi1.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_HIGH;    //串行同步时钟的空闲状态为高电平
    hspi1.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_2EDGE;         //串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样
    hspi1.Init.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
    hspi1.Init.BaudRatePrescaler=SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
    hspi1.Init.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
    hspi1.Init.TIMode=SPI_TIMODE_DISABLE;        //关闭TI模式
    hspi1.Init.CRCCalculation=SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;//关闭硬件CRC校验
    hspi1.Init.CRCPolynomial=7;                  //CRC值计算的多项式
    HAL_SPI_Init(&hspi1);//初始化
    
    __HAL_SPI_ENABLE(&hspi1);                    //使能SPI1
  
    SPI1_ReadWriteByte(0Xff);                           //启动传输
    NRF24L01_SPI_Init();                        //针对NRF的特点修改SPI的设置  
  NRF24L01_CE_LOW;                      //使能24L01
  NRF24L01_CSN_HIGH;                      //SPI片选取消        
}
//检测24L01是否存在
//返回值:0,成功;1,失败 
uint8_t NRF24L01_Check(void)
{
  uint8_t buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
  uint8_t i;
  SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为10.5Mhz((24L01的最大SPI时钟为10Mhz,这里大一点没关系)       
  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
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg,uint8_t value)
{
    uint8_t status; 
    NRF24L01_CSN_LOW;                 //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_HIGH;                 //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
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg)
{
    uint8_t reg_val;      
    NRF24L01_CSN_LOW;             //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_HIGH;             //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 
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg,uint8_t *pBuf,uint8_t len)
{
  uint8_t status,uint8_t_ctr;        
    NRF24L01_CSN_LOW;            //使能SPI传输
    status=SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值       
  for(uint8_t_ctr=0;uint8_t_ctr<len;uint8_t_ctr++)pBuf[uint8_t_ctr]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读出数据
    NRF24L01_CSN_HIGH;            //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
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t len)
{
  uint8_t status,uint8_t_ctr;     
  NRF24L01_CSN_LOW;             //使能SPI传输
    status = SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
    for(uint8_t_ctr=0; uint8_t_ctr<len; uint8_t_ctr++)
    {
        SPI1_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据  
    }
    NRF24L01_CSN_HIGH;             //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
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf)
{
  uint8_t sta;
  SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为6.75Mhz(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)   
  NRF24L01_CE_LOW;
    NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节
  NRF24L01_CE_HIGH;                         //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
}
//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
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf)
{
  uint8_t sta;                         
  SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为6.75Mhz(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)   
  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&RX_OK)//接收到数据
  {
    NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,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
}             
//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 NRF24L01_RX_Mode(void)
{
  NRF24L01_CE_LOW;    
    NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uint8_t*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
    
    NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);       //使能通道0的自动应答    
    NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);   //使能通道0的接收地址     
    NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);         //设置RF通信频率      
    NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度      
    NRF24L01_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   
    NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);     //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式 
    NRF24L01_CE_HIGH; //CE为高,进入接收模式 
}            
//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 NRF24L01_TX_Mode(void)
{                            
  NRF24L01_CE_LOW;      
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(uint8_t*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址 
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uint8_t*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK    
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);     //使能通道0的自动应答    
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址  
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//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(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);       //设置RF通道为40
  NRF24L01_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   
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e);    //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,开启所有中断
  NRF24L01_CE_HIGH;//CE为高,10us后启动发送
}

接收端.h文件

#ifndef __24L01_H
#define __24L01_H
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
//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片选信号
#define NRF24L01_CE_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET)
#define NRF24L01_CE_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET)
//SPI片选信号 
#define NRF24L01_CSN_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET)
#define NRF24L01_CSN_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET)
//IRQ主机数据输入
#define NRF24L01_IRQ HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG,GPIO_PIN_8)
//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);//初始化
void NRF24L01_RX_Mode(void);//配置为接收模式
void NRF24L01_TX_Mode(void);//配置为发送模式
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t u8s);//写数据区
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t u8s);//读数据区     
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg);     //读寄存器
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value);//写寄存器
uint8_t NRF24L01_Check(void);//检查24L01是否存在
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf);//发送一个包的数据
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf);//接收一个包的数据
#endif

接收端main函数

/* 
 * NRF24L01数据发送任务
*/
static void AppNrf24l01_task(void *par)
{
    uint32_t count = 0;
    uint8_t tmp = 0;
    uint8_t send_str[] = "hello nrf24l01!\r\n";
    uint8_t read_str[33] = { 0 };
//    NRF24L01_TX_Mode();  // 设置为发送模式
    NRF24L01_RX_Mode();  // 设置为发送模式
    
    while(1)
    {
//        printf("[%d] ", count++);
        
//        tmp  = NRF24L01_TxPacket(send_str);
//        
//        if(tmp == TX_OK)
//        {
//            printf("nrf24l01数据发送成功!\r\n");
//        }else{
//            printf("nrf24l01数据发送失败 错误代码:%d \r\n",tmp);
//        }
        
        if(NRF24L01_RxPacket(read_str)==0)//一旦接收到信息,则显示出来.
        {
            read_str[32]=0;//加入字符串结束符
            printf("nrf24l01 revc:%s\r\n", read_str);    
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

总结:

1、两个NRF24L01 通信的核心是知道对方的地址也就是RX_ADDRESS和TX_ADDRESS这两个数组,两个模块的地址可以相同,但通常情况下允许不同的地址通道设置完全相同的地址。

// 发送端
const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x4,0x3,0x2,0x1,0x0}; //接收地址
const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x4,0x4,0x4,0x4,0x4}; //发送地址
// 接收端
const uint8_t RX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x4,0x3,0x2,0x1,0x0}; //接收地址
const uint8_t TX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x4,0x4,0x4,0x4,0x4}; //发送地址

2、发送和接收用户数据的宽度两端必须相同才能通信,如果一直没法通信检查一下这里

#define TX_PLOAD_WIDTH  32                              //20字节的用户数据宽度
#define RX_PLOAD_WIDTH  32                              //20字节的用户数据宽度

3、发送端和接收端之间通信是有应答过程的所以接收端不在线的情况下会发送失败,如果check函数检测到了模块就不是单片机与模块之间通信的问题了,如果check函数。

完整工程下载:https://download.csdn.net/download/qq_43581670/87148911

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