NRF24L01初学(二)驱动函数的基本认识

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文章目录

  • 一、NRF24L01基本函数介绍
  • 二、接收或发送模式配置过程
  • 三、具体函数介绍
    • 1.针对NRF24L01对SPI进行修改
    • 2.NRF24L01初始化
    • 3.配置SPI的传输速度
    • 4.往串行Flash写入并接收一个字节数据
    • 5.检测NRF24L01硬件连接是否正常
    • 6.SPI写寄存器
    • 7.SPI读寄存器
    • 8.在指定位置读出指定长度的数据
    • 9.在指定位置写入指定长度的数据
    • 10.将NRF24L01配置为接收模式
    • 11.将NRF24L01配置为发送模式
    • 12.NRF24L01接收一次数据
    • 13.NRF24L01发送一次数据
    • 14.开启NRF24L01的低功耗模式
  • 总结


一、NRF24L01基本函数介绍

NRF24L01驱动函数包括:
1.针对NRF24对SPI进行修改;
2.IO口配置及NRF24L01初始化;
3.自检;
4.向串行FLASH中写入或接收一个字节的数据;
5.向NRF24L01的寄存器写入数据;
6.从NRF24L01的寄存器中读取数据;
7.在指定位置读出指定长度的数据;
8.在指定位置写入指定长度的数据;
9.启动NRF24L01发送一次数据;
10.启动NRF24L01接收一次数据;
11.将NRF24L01配置为接收模式;
12.将NRF24L01配置为发送模式;
13.低功耗模式配置;
14.配置发送和接收地址。

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

二、接收或发送模式配置过程

首先进行初始化,并检测NRF24L01是否连接成功;再将传感器配置为发送或接收模式,然后执行发送数据或接收数据。

三、具体函数介绍

1.针对NRF24L01对SPI进行修改

//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);										 //硬件SPI1初始化
    __HAL_SPI_ENABLE(&hspi1);                //使能SPI1
}

2.NRF24L01初始化

//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();			//开启GPIOA时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();			//开启GPIOB时钟
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;	//PB1,0推挽输出
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //输出
    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);     //初始化
	GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4;			//PA4上拉输入
	GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;      //输入
	HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);     //初始化	
	MX_SPI1_Init();    		    			//初始化SPI1
	NRF24L01_SPI_Init();            		//针对NRF的特点修改SPI的设置
	NRF24L01_CE_LOW(); 			    		//使能24L01
	NRF24L01_SPI_CS_DISABLE();	   			//SPI片选取消	 		 	 
}

3.配置SPI的传输速度

*SPI速度=fAPB1/分频系数
static 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
}

4.往串行Flash写入并接收一个字节数据

uint8_t SPIx_ReadWriteByte(SPI_HandleTypeDef* hspi,uint8_t byte)
{
  uint8_t d_read,d_send=byte;
  if(HAL_SPI_TransmitReceive(hspi,&d_send,&d_read,1,0xFF)!=HAL_OK)
  {
    d_read=0xFF;
  }
  return d_read; 
}

5.检测NRF24L01硬件连接是否正常

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8.0Mhz
	//(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)  
	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
}	

6.SPI写寄存器

uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg,uint8_t value)
{
	 uint8_t status;	
	 NRF24L01_SPI_CS_ENABLE();                 //使能SPI传输
	 status =SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg);   //发送寄存器号 
	 SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,value);         //写入寄存器的值
	 NRF24L01_SPI_CS_DISABLE();                //禁止SPI传输	   
	 return(status);       			//返回状态值
}
 

7.SPI读寄存器

uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg)
{
	uint8_t reg_val;	    
 	NRF24L01_SPI_CS_ENABLE();          //使能SPI传输		
    SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg);   //发送寄存器号
    reg_val=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,0XFF);//读取寄存器内容
    NRF24L01_SPI_CS_DISABLE();          //禁止SPI传输		    
    return(reg_val);           //返回状态值
}		

8.在指定位置读出指定长度的数据

uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg,uint8_t *pBuf,uint8_t len)
{
  uint8_t status,uint8_t_ctr;	
  NRF24L01_SPI_CS_ENABLE();           //使能SPI传输
  status=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,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]=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,0XFF);//读出数据
  }
  NRF24L01_SPI_CS_DISABLE();       //关闭SPI传输
  return status;        //返回读到的状态值
}

9.在指定位置写入指定长度的数据

uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t len)
{
  uint8_t status,uint8_t_ctr;	    
  NRF24L01_SPI_CS_ENABLE();          //使能SPI传输
  status = SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,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++)
  {
    SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,*pBuf++); //写入数据	 
  }
  NRF24L01_SPI_CS_DISABLE();       //关闭SPI传输
  return status;          //返回读到的状态值
}		

10.将NRF24L01配置为接收模式

void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
  NRF24L01_CE_LOW();	  
  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
  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,200);	     //设置RF通信频率		  
  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+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度 	    
  NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uint8_t*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
  NRF24L01_CE_HIGH(); //CE为高,进入接收模式 
  HAL_Delay(1);
}	

11.将NRF24L01配置为发送模式

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,0xff);//设置自动重发间隔时间:4000us + 86us;最大自动重发次数:15次
  NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,200);       //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
  HAL_Delay(1);
}

12.NRF24L01接收一次数据

uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf)
{
	uint8_t sta;		
    SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为4.0Mhz(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
}			

13.NRF24L01发送一次数据

uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf)
{
	uint8_t sta;
	SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_32); 
	HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_PORT,NRF24L01_CE_PIN,GPIO_PIN_RESET);
    NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节
	HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_PORT,NRF24L01_CE_PIN,GPIO_PIN_SET);
	while(NRF24L01_IRQ_PIN_READ()==1)//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
}

14.开启NRF24L01的低功耗模式

void NRF_LowPower_Mode(void)
{
	NRF24L01_CE_LOW();	 
	NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x00);		//配置工作模式:掉电模式
}

总结

发送模式:
if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf5)==TX_OK)
	printf("NRF24L01无线模块数据发送成功:%s\n",tmp_buf5);
else
	printf("NRF24L01无线模块数据发送失败\n");

接收模式:
NRF24L01_RX_Mode();
printf("进入数据接收模式\n");
if(receive_buf[0] == 1)
	printf("接收到数组第一位为1的数据\r\n");
else
	printf("未接收到符合条件的数据\r\n");

通过配置发送和接收地址,可以实现一对多的数据传输。
修改函数中的参数可以对信号传输的通信频段(在2.400-2.525GHz之间)
修改信号传输的距离和增益等。
不过在实现过程中遇到了一个奇怪的问题,就是要先开接收器,再开发送器才能建立正常的连接。

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