STM32F103C8T6實現(xiàn)用2.4G模塊NRF2401傳輸室內(nèi)溫濕度并顯示OLED 源程序

ID:836950 · 發(fā)表于 2021-8-8 22:23

基于STM32F103C8T6實現(xiàn)用2.4G模塊（NRF2401）傳輸室內(nèi)溫濕度并顯示OLED

對于2.4G模塊上的應(yīng)用，很多是將這個這個模塊上的應(yīng)用實現(xiàn)在51單片機(jī)上，我問了很多相關(guān)文章的博主，他們從最開始的程序幾乎都是從51單片機(jī)上，進(jìn)行開發(fā)，感謝這些趕路人，我們這些從事快速開發(fā)的愛好者做好的道路。
感謝[999994博主](http://www.torrancerestoration.com/bbs/space-uid-683358.html)，[綻放中的青春博主](http://www.torrancerestoration.com/bbs/space-uid-290170.html)

好了，現(xiàn)在就進(jìn)入主食階段

## 一：對2.4G模塊（NRF2401）的介紹
作為我們在開發(fā)應(yīng)用的短距離傳輸信息的選擇模塊之一，作為在項目上實現(xiàn)互傳的模塊，可實現(xiàn)半雙工和全雙工，可以實現(xiàn)點對點或是 1 對 6 的無線通信。對于 NRF24L01 的固件編程工作主要是參照NRF24L01 的狀態(tài)機(jī)。主要有以下幾個狀態(tài)：
Power Down Mode：掉電模式
Tx Mode：發(fā)射模式
Rx Mode：接收模式
Standby-1Mode：待機(jī) 1 模式
Standby-2 Mode：待機(jī) 2 模式

這里配上接線管腳
|PA1 |NRF- CSN  |
|--|--|
| PA5-SPI1-SCK | NRF -SCK
| PA6-SPI1-MISO |NRF -MISO  |
|PA7-SPI1-MOSI|NRF -MOSI|
| PA3       |  NRF-IRQ
| PA2       |NRF-CE  |

但是在我應(yīng)用的項目上我沒有使用全雙工，項目設(shè)計是一個板子（STM32最小系統(tǒng)，以下皆是）上的一個作為主機(jī)，一個作為從機(jī)，其中主機(jī)是負(fù)責(zé)采集室內(nèi)的溫度，從機(jī)是為了負(fù)責(zé)接收主機(jī)主機(jī)上的數(shù)據(jù)，顯示在OLED上面，同時為了讓自己的項目更好的檢測，我在從機(jī)上也實現(xiàn)了對主機(jī)數(shù)據(jù)的發(fā)送，主句實現(xiàn)接收。
主機(jī)上發(fā)送：

```cpp
printf("\r\n 主機(jī)端進(jìn)入自應(yīng)答發(fā)送模式\r\n");
      NRF_TX_Mode();

      txbuf[0]=temp;
      txbuf[1]=humi;//將檢測到的溫度和濕度賦值給這個非空數(shù)組中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的發(fā)送
      status = NRF_Tx_Dat(txbuf);//

               switch(status)
                        {
                        case MAX_RT:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端沒接收到應(yīng)答信號，發(fā)送次數(shù)超過限定值，發(fā)送失敗。 \r\n");
                              break;

                        case ERROR:
                                       printf("\r\n 未知原因?qū)е掳l(fā)送失敗。 \r\n");
                              break;

                        case TX_DS:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端接收到從機(jī)端的應(yīng)答信號，發(fā)送成功！ \r\n");
                              break;
                        }

```
從機(jī)上接收：

```cpp
printf("\r\n 從機(jī)端進(jìn)入接收模式\r\n");
      NRF_RX_Mode();    //這邊的是在收

      /*等待接收數(shù)據(jù)*/
      status = NRF_Rx_Dat(rxbuf);

         /*判斷接收狀態(tài)*/
               if(status == RX_DR)
      {
            printf("\r\n 從機(jī)端接收到主機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù) \r\n");
      for(i=0;i<2;i++)
                              {
                                    if(i%2==0)
                                    {
                                             printf("\r\n 溫度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                             OLED_ShowNum(45,2,rxbuf[ i],3,16);//顯示溫度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;
                              }
                              else
                           {
                                             printf("\r\n 濕度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                          OLED_ShowNum(45,4,rxbuf[ i],3,16);//顯示濕度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;
                           }
                              }
      }
```
主機(jī)上接收從機(jī)數(shù)據(jù)：

```cpp
printf("\r\n 主機(jī)端進(jìn)入接收模式。 \r\n");
            NRF_RX_Mode();
            status = NRF_Rx_Dat(rxbuf);

            switch(status)
                     {
                     case RX_DR:
                              for(i=0;i<4;i++)
                              {
                                    printf("\r\n 主機(jī)端接收到從機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                    txbuf[ i] =rxbuf[ i];

                              }
                              break;

                     case ERROR:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端接收出錯。 \r\n");
                              break;
                     }

```

從機(jī)上發(fā)送給主機(jī)數(shù)據(jù)：

```cpp
printf("\r\n 溫度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                             OLED_ShowNum(45,2,rxbuf[ i],3,16);//顯示溫度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;//返回發(fā)送給主機(jī)上的值為1
```
txbuf[ i]就是發(fā)送個主機(jī)上面的數(shù)據(jù)

```cpp
printf("\r\n 濕度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                          OLED_ShowNum(45,4,rxbuf[ i],3,16);//顯示濕度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;//返回發(fā)送給主機(jī)上的值為1
```

## 二.溫濕度傳感器簡介
DHT11是一款價格便宜，易于使用的溫度濕度測量二合一傳感器。它使用單根總線與單片機(jī)進(jìn)行雙向的串行數(shù)據(jù)傳輸，信號傳輸距離可達(dá)20米以上。非常適用于對精度和實時性要求不高的溫濕度測量場合。![DHT117溫濕度傳感器](https://img-blog.csdnimg.cn/ddc7 ... ess=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3J5MTMyMzc2OTkyODE=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
接口設(shè)置：
|DATA  | PB11 |
|--|--|

這個模塊也是有相應(yīng)的代碼格式，我這里就提幾個注意事項：
1.DHT11使用單一總線通信，即DATA引腳和單片機(jī)連接的線。總線總是處于空閑狀態(tài)和通信狀態(tài)這個2個狀態(tài)之間。
2.DHT11上電后，要等待約 1秒以越過不穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間不能發(fā)送任何指令。
3.DHT11屬于低速傳感器，兩次通信請求之間的間隔時間不能太短，一般來說要不能低于1秒。
4.當(dāng)前DHT11通信幀的小數(shù)部分默認(rèn)都是0，廠商預(yù)留給以后實現(xiàn)。所以一般只讀取整數(shù)值部分即可。校驗和定義為：前4個Byte的總和的低8位。

## 三.OLED顯示屏
我所用的OLED屏有白色，屏的大小為0.96寸，像素點為128*64，也稱之為0.96OLED屏或者12864屏。通時我選擇的是4腳，運(yùn)用的協(xié)議是IIC協(xié)議，

```cpp
void IIC_Start(void)
{

      OLED_SCLK_Set() ;
      OLED_SDIN_Set();
      OLED_SDIN_Clr();
      OLED_SCLK_Clr();
}

理解了OLED的顯示方式，漢字取模也是很有必要的，我選擇列行式的取模方式，設(shè)置為C51原則：
[PLC取模軟件]

想要更加詳細(xì)的理解OLED上面的知識我推薦這位博主的博文[OLED詳細(xì)解剖](https://blog.csdn.net/u010858987 ... 1018.2226.3001.4187)

下面是主機(jī)項目工程中的main.c文件：

```cpp
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "DTH117.h"
#include "sys.h"
#include "SPI_NRF.h"
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

u8 status;       //用于判斷接收/發(fā)送狀態(tài)
u8 txbuf[2];       //發(fā)送緩沖
u8 rxbuf[4];//接收緩沖
int i=0;
/*
*讀取溫濕度傳感器DHT11的值，并用串口打印出來
*/

void clock_init(void);

u8 temp = 0,humi = 0;

/**************************************************************************
函數(shù)名：int main(void)
參數(shù)說明：無
返回值：無
函數(shù)作用：主函數(shù)
***************************************************************************/
int main(void)
{

      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
      SPI_NRF_Init();
      delay_init();
DHT11_Init();
clock_init();
usart_init(115200);             //初始化串口
      printf("\r\n 這是一個 NRF24L01 無線傳輸實驗 \r\n");
      printf("\r\n 這是無線傳輸主機(jī)端的反饋信息\r\n");
      printf("\r\n 正在檢測NRF與MCU是否正常連接。。。\r\n");

      /*檢測NRF模塊與MCU的連接*/
         status = NRF_Check();

      /*判斷連接狀態(tài)*/
if(status == SUCCESS)
                  printf("\r\n    NRF與MCU連接成功！\r\n");
else
            printf("\r\n  NRF與MCU連接失敗，請重新檢查接線。\r\n");


      while(1)
      {
      DHT11_Read_Data(&temp,&humi);
      printf("\r\n 主機(jī)端進(jìn)入自應(yīng)答發(fā)送模式\r\n");
      NRF_TX_Mode();

      txbuf[0]=temp;
      txbuf[1]=humi;//將檢測到的溫度和濕度賦值給這個非空數(shù)組中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的發(fā)送
      status = NRF_Tx_Dat(txbuf);//這里是發(fā)送
               switch(status)                         {
                        case MAX_RT:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端沒接收到應(yīng)答信號，發(fā)送次數(shù)超過限定值，發(fā)送失敗。 \r\n");
                              break;

                        case ERROR:
                                       printf("\r\n 未知原因?qū)е掳l(fā)送失敗。 \r\n");
                              break;

                        case TX_DS:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端接收到從機(jī)端的應(yīng)答信號，發(fā)送成功！ \r\n");
                              break;
                        }

               printf("\r\n 主機(jī)端進(jìn)入接收模式。 \r\n");
            NRF_RX_Mode();
            status = NRF_Rx_Dat(rxbuf);

            switch(status)
                     {
                     case RX_DR:
                              for(i=0;i<4;i++)
                              {
                                    printf("\r\n 主機(jī)端接收到從機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                    txbuf[ i] =rxbuf[ i];

                              }
                              break;

                     case ERROR:
                                       printf("\r\n 主機(jī)端接收出錯。 \r\n");
                              break;
                     }

      }

}
/**************************************************************************
函數(shù)名：void clock_init(void)
參數(shù)說明：無
返回值：無
函數(shù)作用：開啟高速外部時鐘，
ADCCLK設(shè)置為12MHZ，       SYSCLK設(shè)置為72Mhz，PCLK1設(shè)置為36MHZ，PKLC2設(shè)置為72mhz
***************************************************************************/
void clock_init(void)
{
      RCC->CR = 0x1010000;
      RCC->CFGR = 0x1DC402;
}

```

這里從機(jī)項目的main.c文件：

```cpp
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "sys.h"
#include "SPI_NRF.h"
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

u8 status;       //用于判斷接收/發(fā)送狀態(tài)
u8 txbuf[4];       //發(fā)送緩沖
u8 rxbuf[4];//接收緩沖
u8 i;
/*
*讀取溫濕度傳感器DHT11的值，并用串口打印出來
*/

void clock_init(void);
/**************************************************************************
函數(shù)名：int main(void)
參數(shù)說明：無
返回值：無
函數(shù)作用：主函數(shù)
***************************************************************************/
int main(void)
{

      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
      SPI_NRF_Init();
      delay_init();
OLED_Init();
clock_init();
usart_init(115200);             //初始化串口
      OLED_Clear();
      OLED_Display_On();
      OLED_ShowCHinese(40,0,0);
      OLED_ShowCHinese(60,0,1);
      OLED_ShowCHinese(80,0,2);
      OLED_ShowCHinese(100,0,3);
               //
               //顯示各個參數(shù)的中文
OLED_ShowCHinese(0,2,4);
      OLED_ShowCHinese(18,2,5);
      OLED_ShowString(35,2, ":",16);//顯示溫度中文

      OLED_ShowCHinese(0,4,6);
      OLED_ShowCHinese(18,4,7);
      OLED_ShowString(35,4, ":",16);//顯示溫度中文
      printf("\r\n 這是一個 NRF24L01 無線傳輸實驗 \r\n");
      printf("\r\n 這是無線傳輸主機(jī)端的反饋信息\r\n");
      printf("\r\n 正在檢測NRF與MCU是否正常連接。。。\r\n");

      /*檢測NRF模塊與MCU的連接*/
         status = NRF_Check();

      /*判斷連接狀態(tài)*/
if(status == SUCCESS)
                  printf("\r\n    NRF與MCU連接成功！\r\n");
else
            printf("\r\n  正在檢測NRF與MCU是否正常連接。。。\r\n");


      while(1)
      {

      printf("\r\n 從機(jī)端進(jìn)入接收模式\r\n");
      NRF_RX_Mode();    //這邊的是在收

      /*等待接收數(shù)據(jù)*/
      status = NRF_Rx_Dat(rxbuf);

         /*判斷接收狀態(tài)*/
               if(status == RX_DR)
      {
            printf("\r\n 從機(jī)端接收到主機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù) \r\n");
      for(i=0;i<2;i++)
                              {
                                    if(i%2==0)
                                    {
                                             printf("\r\n 溫度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                             OLED_ShowNum(45,2,rxbuf[ i],3,16);//顯示溫度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;//返回發(fā)送給主機(jī)上的值為1
                              }
                              else
                           {
                                             printf("\r\n 濕度的數(shù)據(jù)為：%d \r\n",rxbuf[ i]);
                                          OLED_ShowNum(45,4,rxbuf[ i],3,16);//顯示濕度的碼值
                                             txbuf[ i] =1;//返回發(fā)送給主機(jī)上的值為1
                           }

                              }
      }

            printf("\r\n 從機(jī)端進(jìn)入自應(yīng)答發(fā)送模式");
               NRF_TX_Mode();

            /*不斷重發(fā)，直至發(fā)送成功*/
      do
         {
            status = NRF_Tx_Dat(txbuf);

            }while(status == MAX_RT);
      }

}
/**************************************************************************
函數(shù)名：void clock_init(void)
參數(shù)說明：無
返回值：無
函數(shù)作用：開啟高速外部時鐘，
ADCCLK設(shè)置為12MHZ，       SYSCLK設(shè)置為72Mhz，PCLK1設(shè)置為36MHZ，PKLC2設(shè)置為72mhz
***************************************************************************/
void clock_init(void)
{
      RCC->CR = 0x1010000;
      RCC->CFGR = 0x1DC402;
}

```
成果展示：
[雙板接線圖]

串口打印]

[室內(nèi)檢測]

項目總結(jié)：
總項目實現(xiàn)最大的難點是網(wǎng)上找到了相應(yīng)的NRF2401的傳輸格式，只是這個格式并不能實現(xiàn)對你想要的數(shù)據(jù)的傳輸，所以這個實現(xiàn)的核心代碼還是自己一遍又一遍根據(jù)模塊實現(xiàn)的邏輯不斷完善的，同時在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，OLED的格式我也是將實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，讓其在室溫顯示下更加的穩(wěn)定，同時這個傳輸有個小小的瑕疵就是，設(shè)置了一個閾值，傳輸?shù)拈撝狄坏骄蜁袚Q到主機(jī)變從機(jī)，從機(jī)變主機(jī)的狀態(tài)，鉆了全雙工的空子（假的(????)）

代碼:

基于STM32F103C8T6實現(xiàn)用2.4G模塊（NRF2401）傳輸室內(nèi)溫濕度.7z (157.63 KB, 下載次數(shù): 227)