本代码适用于 NRF24L01 STC15F204EA(STC15L204EA) 组合成的小型无线收发模块,也可以适用于一般51单片机于NRF24L01通信
前几天在网上购买的一个小型的无线收发模块,卖家发的源代码很简单,没有什么实用的地方,于是移植了原子的STM3224l01程序过来,该程序更完备,更实用
由于几乎没有管脚用来显示收发的内容,所以使用串口通信来完成显示的内容
适用模块图片:
主要接线图:
首先为了串口显示,在网上搜集了如下代码,之所以这样复杂,是因为这块芯片没有串口功能
首先是H文件:
#ifndef _UART_H
#define _UART_H
#define MCU_FREQ 11059200 // 设置晶振频率
#define UART_BUAD 38400
#define ON 1
#define OFF 0
#define UART_TX_PIN P31
#define UART_TX_SET(n) UART_TX_PIN = n
#define UART_TX_HIGH() UART_TX_SET(1)
#define UART_TX_LOW() UART_TX_SET(0)
#define UART_TX_FLIP() UART_TX_PIN = !UART_TX_PIN
#define UART_RX_PIN P30
#define UART_RX_SET(n) UART_RX_PIN = n
#define UART_RX_HIGH() UART_RX_SET(1)
#define UART_RX_LOW() UART_RX_SET(0)
#define UART_RX_FLIP() UART_RX_PIN = !UART_RX_PIN
void uartInit(void);
void uartSendString(char *pS);
void uartSendNum(int num);
#endif
文件中要设定好晶振的频率和串号的频率,分别为MCU_FREQ和UART_BUAD,设定好以后才能正确收发
接下来是C文件:
#include "stdio.h"
#include "uart.h"
#include "15f204ea.h" //由宏晶官网提供的头文件
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned int u32;
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
typedef unsigned char BYTE;
static bit bUartFlag;
/******************************************************************************/
// 函数名称：uartInit
// 输入参数：无
// 输出参数：无
// 函数功能：设置好定时器0的工作模式
/******************************************************************************/
void uartInit(void)
{
/*
* 设置定时器0为16位自动重载定时器
*/
AUXR |= 0x80; //定时器0为1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器为模式0(16位自动重装载)
TL0 = (0xFFFF - MCU_FREQ / UART_BUAD) & 0xFF; //设置定时初值
TH0 = ((0xFFFF - MCU_FREQ / UART_BUAD) >> 8) & 0xFF; //设置定时初值
TR0 = 0; //定时器0开始计时
ET0 = 0; //使能定时器0中断
EA = 1;
}
/******************************************************************************/
// 函数名称：uartSendData
// 输入参数：ucData: 发送字节
// 输出参数：无
// 函数功能：使用串口发送一个字节数据
/******************************************************************************/
void uartSendData(u8 ucData)
{
u8 ucCnt;
UART_TX_LOW(); //串口起始位开始
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器0中断
bUartFlag = ON;
while(bUartFlag == ON);
/*
* 由低位开始，将数据通过串口输出
*/
for (ucCnt = 0; ucCnt < 8; ucCnt++) {
UART_TX_SET(ucData & 0x01);
ucData >>= 1;
bUartFlag = ON;
while(bUartFlag == ON);
}
UART_TX_HIGH(); // 发送串口停止位
bUartFlag = ON;
while(bUartFlag == ON);
TR0 = 0; //定时器0结束计时
ET0 = 0; //禁能定时器0中断
}
/******************************************************************************/
// 函数名称：uartSendString
// 输入参数：pS: 字符串首地址
// 输出参数：无
// 函数功能：发送字符串通过串口输出
/******************************************************************************/
void uartSendString(char *pS)
{
while (*pS) //检测字符串结束标志
{
uartSendData(*pS++); //发送当前字符
}
uartSendData('\r');
uartSendData('\n');
}
void uartSendNum(int num){ //使用sprintf函数打印整数(也可打印小数)
char temp[14];
sprintf(temp,"%d",num);
uartSendString(temp);
}
/******************************************************************************/
// 函数名称：time0ISR
// 输入参数：无
// 输出参数：无
// 函数功能：串口0服务函数
/******************************************************************************/
void time0ISR(void) interrupt 1 using 1
{
EA = 0;
bUartFlag = OFF;
EA = 1;
}
这个代码里面调用了15f204ea.h，这是我在宏晶网站下载的头文件,便于大家查找直接列出来了。由于文件太长，这里不再全部列出。
至此串口显示搞定了
然后是24l01的程序代码
先是H文件:
#ifndef __24L01_H
#define __24L01_H
#include "15f204ea.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned char uint;
/*nRF24L01引脚定义*/
sbit CE = P1^4;
sbit CSN = P1^5;
sbit SCK = P1^2;
sbit MOSI = P1^3;
sbit MISO = P1^0;
sbit IRQ = P1^1;
//NRF24L01寄存器操作命令
#define READ_NRF_REG 0x00 //读配置寄存器,低5位为寄存器地址
#define WRITE_NRF_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;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//24L01操作线
#define NRF24L01_CE CE //24L01片选信号
#define NRF24L01_CSN CSN //SPI片选信号
#define NRF24L01_IRQ IRQ //IRQ主机数据输入
//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 //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
void NRF24L01_Init(void);//初始化
void RX_Mode(void);//配置为接收模式
void TX_Mode(void);//配置为发送模式
u8 NRF24L01_Check(void);//检查24L01是否存在
u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf);//发送一个包的数据
u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf);//接收一个包的数据
#endif
然后是C文件:
#include "15f204ea.h"
#include "24l01.h"
#include "intrins.h"
const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x03}; //发送地址
const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x03}; //发送地址
/******************************************************************************************
/*延时函数
/******************************************************************************************/
void inerDelay_us(unsigned char n)
{
for(;n>0;n--)
_nop_();
}
//****************************************************************************************
/*NRF24L01初始化
//***************************************************************************************/
void NRF24L01_Init(void)
{
inerDelay_us(100);
CE=0; // chip enable
CSN=1; // Spi disable
SCK=0; //
}
/****************************************************************************************************
/*函数：uint SPI_RW(uint uchar)
/*功能：NRF24L01的SPI写时序
/****************************************************************************************************/
uint SPI_RW(uint uchar)
{
uint bit_ctr;
for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
{
MOSI = (uchar & 0x80); // output 'uchar', MSB to MOSI
uchar = (uchar << 1); // shift next bit into MSB..
SCK = 1; // Set SCK high..
uchar |= MISO; // capture current MISO bit
SCK = 0; // ..then set SCK low again
}
return(uchar); // return read uchar
}
/****************************************************************************************************
/*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)
/*功能：NRF24L01的SPI时序
/****************************************************************************************************/
uchar NRF24L01_Read_Reg(uchar reg)
{
uchar reg_val;
CSN = 0; // CSN low, initialize SPI communication...
SPI_RW(reg); // Select register to read from..
reg_val = SPI_RW(0); // ..then read registervalue
CSN = 1; // CSN high, terminate SPI communication
return(reg_val); // return register value
}
/****************************************************************************************************/
/*功能：NRF24L01读写寄存器函数
/****************************************************************************************************/
uint NRF24L01_Write_Reg(uchar reg, uchar value)
{
uint status;
CSN = 0; // CSN low, init SPI transaction
status = SPI_RW(reg); // select register
SPI_RW(value); // ..and write value to it..
CSN = 1; // CSN high again
return(status); // return nRF24L01 status uchar
}
/****************************************************************************************************/
/*函数：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*功能: 用于读数据，reg：为寄存器地址，pBuf：为待读出数据地址，uchars：读出数据的个数
/****************************************************************************************************/
uint NRF24L01_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
uint status,uchar_ctr;
CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranaction
status = SPI_RW(reg); // Select register to write to and read status uchar
for(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)
pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0); //
CSN = 1;
return(status); // return nRF24L01 status uchar
}
/*********************************************************************************************************
/*函数：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*功能: 用于写数据：为寄存器地址，pBuf：为待写入数据地址，uchars：写入数据的个数
/*********************************************************************************************************/
uint NRF24L01_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
uint status,uchar_ctr;
CSN = 0; //SPI使能
status = SPI_RW(reg);
for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++) //
SPI_RW(*pBuf++);
CSN = 1; //关闭SPI
return(status); //
}
//检测24L01是否存在
//返回值:0，成功;1，失败
u8 NRF24L01_Check(void)
{
u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
u8 i;
NRF24L01_Write_Buf(WRITE_NRF_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
}
u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf)
{
u8 sta;
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF 32个字节
NRF24L01_CE=1;//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(WRITE_NRF_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
u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf)
{
u8 sta;
sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_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 RX_Mode(void)
{
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(WRITE_NRF_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+RF_CH,40); //设置RF通信频率
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_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(WRITE_NRF_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 = 1; //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 TX_Mode(void)
{
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(WRITE_NRF_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址
NRF24L01_Write_Buf(WRITE_NRF_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_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(WRITE_NRF_REG+RF_CH,40); //设置RF通道为40
NRF24L01_Write_Reg(WRITE_NRF_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(WRITE_NRF_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=1;//CE为高,10us后启动发送
inerDelay_us(20);
}
接下来是主程序调试部分:
#include "15f204ea.h"
#include "24l01.h"
#include "uart.h"
#include "intrins.h"
void delay500ms(void) //误差 -0.000000000063us
{
unsigned char a,b,c;
for(c=212;c>0;c--)
for(b=160;b>0;b--)
for(a=80;a>0;a--);
_nop_(); //if Keil,require use intrins.h
}
void delay100us(void) //误差 -0.083188657407us
{
unsigned char a,b;
for(b=58;b>0;b--)
for(a=8;a>0;a--);
}
void main(){
u8 tmp_buf[33];
u8 key,mode;
u16 t=0;
delay500ms();
uartInit();
uartSendString("测试");
uartSendNum(1234);
NRF24L01_Init();
while(NRF24L01_Check())//检测不到24L01
{
uartSendString("初始化失败");
delay500ms();
uartSendString("请检查");
delay500ms();
}
uartSendString("启动");
if(0){
RX_Mode();
uartSendString("接收模式");
while(1){
if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)==0){
tmp_buf[32]=0;//加入字符串结束符
uartSendString(tmp_buf);
}
else delay100us();
}
}
else{
TX_Mode();
uartSendString("发送模式");
mode=' ';//从空格键开始
while(1){
if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf)==TX_OK)
{
uartSendString(tmp_buf);
key=mode;
for(t=0;t<32;t++)
{
key++;
if(key>('~'))key=' ';
tmp_buf[t]=key;
}
mode++;
if(mode>'~')mode=' ';
tmp_buf[32]=0;//加入结束符
}
else{
uartSendString("发送失败");
};
delay500ms();
}
}
}
设定晶振为11.0594MHZ,写入程序以后
首先连接好串口,然后上电,经过半秒以后,程序会发送串口数据给电脑"测试"和数字"1234",注意串口工作频率是38400,
如果确认无误以后应该是可以收到串口数据的,否则就是各个环节的频率没有设定对,要么就是数据线的问题
然后程序会进行检查,成功返回"启动",失败则显示"初始化失败",“请检查”.失败的这种情况是因为nrf24l01烧坏了,或者是管脚接的不正确
根据if后面括号里是1还是0,会选择进入接收模式或者发送模式.
如果是接收模式的话,程序会通过串口发送"接收模式",如果接收到数据则会返回数据内容;
如果是发送模式,则程序会发送一段代码(一些不断变化的字符)给指定地址,如果发送成功,则返回发送的长度,并返回发送的数据,发送失败的时候,会显示发送失败;
如果发送失败,可能是因为接收端不存在,此时NRF24L01_TxPacket返回的数据是10(发送重试最大次数),而不是32(发送的数据位数),所以会报错
也可能是因为其他原因,则NRF24L01返回0xff,说明是其他原因失败,这时问题就不清楚了,需要仔细查找
将两个芯片一块写入发程序,一块写入收程序,就可以查看效果了^_^
至此NRF24L01 与 STC15F204EA (STC15L204EA) 收发搞定