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眾拳基于STM8的NRF24L01 2.4G無(wú)線模塊實(shí)驗(yàn)詳解 含程序

  [復(fù)制鏈接]
ID:170279 發(fā)表于 2017-11-28 13:18 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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NRF24L01 簡(jiǎn)介
NRF24L01是NORDIC公司生產(chǎn)的一款無(wú)線通信通信芯片，采用FSK 調(diào)制，集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst協(xié)議。可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或是1對(duì)6的無(wú)線通信。無(wú)線通信速度最高可達(dá)到2Mbps。
芯片特點(diǎn)：
2.4G全球開(kāi)放的ISM頻段，免許可證使用。
最高工作速率2Mbps，高校的GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。
126個(gè)可選的頻道，滿(mǎn)足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信的需要。
內(nèi)置CRC檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信地址控制。
可設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。
采用SPI通信，可以很方便的連接到MCU上面。
NRF24L01 模塊簡(jiǎn)介

1.png

CSN：SPI片選線
SCK：SPI時(shí)鐘線
MOSI：SPI數(shù)據(jù)線(主機(jī)輸出，從機(jī)輸入)
MISO：SPI數(shù)據(jù)線(主機(jī)輸入，從機(jī)輸出)


CE：模式控制線，在CSN為低的情況下，CE協(xié)同CONFIG寄存器共同決定NRF24L01 的狀態(tài)（參照NRF24L01 的狀態(tài)機(jī)）


IRQ：中斷信號(hào)線，中斷時(shí)變?yōu)榈碗娖�，在以下三種情況變低：Tx FIFO 發(fā)完并且收到ACK（使能ACK情況下）、Rx FIFO 收到數(shù)據(jù)、達(dá)到最

大重發(fā)次數(shù)。


NRF24L01 SPI通訊時(shí)序圖

2.png

空閑狀態(tài)SCK為0，CPOL=0；數(shù)據(jù)在時(shí)鐘第一個(gè)時(shí)間邊沿采集，CPHA=0；
Cn：SPI命令位
Sn：STATUS寄存器位        
Dn：數(shù)據(jù)位（ MSB，多字節(jié)傳輸時(shí)，低字節(jié)在前）
NRF24L01 工作模式介紹
3.png

其中，收發(fā)模式又有： Enhanced ShockBurst收發(fā)模式和ShockBurst收發(fā)模式，只有Enhanced ShockBurst收發(fā)模式支持自動(dòng)ACK和自動(dòng)重發(fā)。開(kāi)啟自動(dòng)ACK，則默認(rèn)選擇Enhanced模式
Enhanced ShockBurst 模式介紹
Enhanced ShockBurst收發(fā)模式，使用片內(nèi)的先入先出堆棧區(qū)，數(shù)據(jù)可以低速?gòu)奈⒖刂破魉腿�，高�?1Mbps/2Mbps)從芯片發(fā)射，這樣可以盡量節(jié)能。與射頻協(xié)議相關(guān)的所有高速信號(hào)處理都在片內(nèi)進(jìn)行，這種做法有3大好處：
1，節(jié)能；
2，低的系統(tǒng)費(fèi)用(低速微處理器也能進(jìn)行高速射頻發(fā)射)；
3，數(shù)據(jù)在空中停留時(shí)間短，抗干擾性高；
    在Enhanced ShockBurst收發(fā)模式下，NRF24L01自動(dòng)處理字頭和CRC校驗(yàn)碼。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)把字頭和CRC校驗(yàn)碼移去。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)加上字頭和CRC校驗(yàn)碼，在發(fā)送模式下，置CE為高，至少10us，將使能發(fā)送過(guò)程。
Enhanced ShockBurst模式：發(fā)送方要求終端設(shè)備在接收到數(shù)據(jù)后有應(yīng)答信號(hào)，以便發(fā)送方檢測(cè)有無(wú)數(shù)據(jù)丟失，一旦丟失則重發(fā)數(shù)據(jù)。重發(fā)數(shù)據(jù)設(shè)置在地址為 0X04 的數(shù)據(jù)重發(fā)設(shè)置寄存器 用于設(shè)置其重發(fā)次數(shù)及設(shè)置在未收到應(yīng)答信號(hào)后等待重發(fā)的時(shí)間。
    在接收模式下，最多可以接收6路不通的數(shù)據(jù)。每一個(gè)數(shù)據(jù)通道使用不同的地址，但是共用相同的頻道。也就是說(shuō)6 個(gè)不同的NRF24L01 設(shè)置為發(fā)送模式后可以與同一個(gè)設(shè)置為接收模式的NRF24L01 進(jìn)行通訊，而設(shè)置為接收模式的NRF24L01可以對(duì)這6 個(gè)發(fā)射端進(jìn)行識(shí)別。數(shù)據(jù)通道0 是唯一的一個(gè)可以配置為40 位自身地址的數(shù)據(jù)通道。1~5 數(shù)據(jù)通道都為8 位自身地址和32 位公用地址(由通道1設(shè)置)。所有的數(shù)據(jù)通道都可以設(shè)置為Enhanced ShockBurst 模式。

4.png

在接收端，確認(rèn)收到數(shù)據(jù)后記錄地址，并以此地址為目標(biāo)地址發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。

在發(fā)送端，通道0被用作接收應(yīng)答信號(hào)，因此通道0的接收地址要與發(fā)送地址端地址相等，以確保接收到正確的應(yīng)答信號(hào)。


Enhanced ShockBurst 發(fā)送模式

初始化過(guò)程：
1）寫(xiě)Tx 節(jié)點(diǎn)的地址 TX_ADDR
2）寫(xiě)Rx 節(jié)點(diǎn)的地址（主要是為了使能Auto Ack） RX_ADDR_P0
3）使能AUTO ACK EN_AA
4）使能PIPE 0 EN_RXADDR
5）配置自動(dòng)重發(fā)次數(shù) SETUP_RETR
6）選擇通信頻率 RF_CH  頻率計(jì)算公式：2400+RF_CH  (Mhz)
7）配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無(wú)線速率） RF_SETUP
8）配置24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG。


發(fā)送流程:
1. 把地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時(shí)序送入NRF24L01；
2. 配置CONFIG寄存器，使之進(jìn)入發(fā)送模式；
3. 微控制器把CE置高（至少10us），激發(fā)Enhanced ShockBurstTM發(fā)射；
4. Enhanced ShockBurstTM發(fā)射：
①給射頻前端供電；
②射頻數(shù)據(jù)打包(加字頭、CRC校驗(yàn)碼)；
③ 高速發(fā)射數(shù)據(jù)包；
④發(fā)射完成，NRF24L01進(jìn)入空閑狀態(tài)。


Enhanced ShockBurst 接收模式
初始化過(guò)程:
1）寫(xiě)Rx 節(jié)點(diǎn)的地址 RX_ADDR_P0
2）使能AUTO ACK EN_AA
3）使能PIPE 0 EN_RXADDR
4）選擇通信頻率 RF_CH
5）選擇通道0 有效數(shù)據(jù)寬度 RX_PW_P0
6）配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無(wú)線速率） RF_SETUP
7）配置24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG。

接收流程:
1. 配置接收地址和要接收的數(shù)據(jù)包大�。�
2. 配置CONFIG寄存器，使之進(jìn)入接收模式，把CE置高。
3. 130us后，NRF24L01進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)包的到來(lái)；
4. 當(dāng)接收到正確的數(shù)據(jù)包(正確的地址和CRC校驗(yàn)碼)，NRF2401自動(dòng)把字頭、地址和CRC校驗(yàn)位移去；
5. NRF24L01通過(guò)把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中斷)通知微控制器；
6. 微控制器把數(shù)據(jù)從FIFO讀出(0X61指令)；
7. 所有數(shù)據(jù)讀取完畢后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以進(jìn)入四種主要的模式之一；


NRF24L01-SPI指令
5.png

寄存器介紹
 6.png

7.png

8.png

9.png

10.png

11.png

12.png

13.png

14.png

15.png

單片機(jī)源程序如下:
  1. /***********************************************************************
  2. *   作    者: 劉洋 張殿東
  3. *   版    本: V1.0
  4. *   日    期: 2016-05-03   
  5. *
  6. *   IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境    版本 V2.20.1
  7. *   ST庫(kù)函數(shù)       版本 V2.2.0
  8. ***********************************************************************/

  10. #include "pbdata.h"//引入自定義公共頭文件

  12. void BSP_Configuration(void);//硬件初始化函數(shù)聲明

  14. /***********************************************************************
  15. *   函 數(shù) 名: main
  16. *   功能說(shuō)明: c程序入口
  17. *   形    參：無(wú)
  18. *   返 回 值: 錯(cuò)誤代碼(無(wú)需處理)
  19. ***********************************************************************/
  20. int main(void)
  21. {
  22.   BSP_Configuration();//硬件驅(qū)動(dòng)初始化函數(shù)
  23.   
  24.   NRF24L01_Demo3();  
  25. }
  26. /***********************************************************************
  27. *   函 數(shù) 名: BSP_Configuration
  28. *   功能說(shuō)明: 初始化硬件設(shè)備。只需要調(diào)用一次。該函數(shù)配置CPU寄存器和外設(shè)的寄存器并初始化一些全局變量。
  29. *   形    參：無(wú)
  30. *   返 回 值: 無(wú)
  31. ***********************************************************************/
  32. void BSP_Configuration(void)
  33. {  
  34.   CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1);//時(shí)鐘速度為內(nèi)部16M，1分頻，
  35.   UART1_Congfiguration();//調(diào)用RS232串口1初始化函數(shù)
  36.   LED_Init();//調(diào)用LED初始化函數(shù)
  37.   SPI_Configation();
  38.   NRF24L01_Init();
  39.   rim();//打開(kāi)總中斷
  40. }

  42. /*斷言函數(shù)：它的作用是在編程的過(guò)程中為程序提供參數(shù)檢查*/
  43. #ifdef USE_FULL_ASSERT
  44. ……………………

  46. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
復(fù)制代碼

【眾拳】劍齒虎開(kāi)發(fā)板2.4G無(wú)線實(shí)驗(yàn)程序下載：
眾拳劍齒虎NRF24L01 2.4G無(wú)線模塊實(shí)驗(yàn)程序.zip (1.82 MB, 下載次數(shù): 198)

實(shí)驗(yàn)資料下載：
NRF24L01 2.4G無(wú)線模塊實(shí)驗(yàn)資料.zip (3.9 KB, 下載次數(shù): 156)


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ID:134294 發(fā)表于 2017-11-30 17:29 | 顯示全部樓層
感謝！正在學(xué)習(xí)！
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ID:218002 發(fā)表于 2018-8-27 13:52 | 顯示全部樓層

感謝，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！
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ID:32574 發(fā)表于 2018-8-30 16:31 | 顯示全部樓層
謝謝老師分享，正在研究nrf24l01。
還想請(qǐng)教老師個(gè)問(wèn)題：如果想用電腦輸入并發(fā)送類(lèi)似001#-zt，則001#終端返回應(yīng)答信號(hào)zt，并在終端指示燈閃爍提示需要怎么入手。

謝謝！

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ID:418504 發(fā)表于 2018-10-31 14:19 | 顯示全部樓層
謝謝老師分享，現(xiàn)在要用到這個(gè)模塊奈何真心不知怎么下手 超贊
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ID:418504 發(fā)表于 2018-10-31 14:20 | 顯示全部樓層
真心很好 太棒了
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ID:183532 發(fā)表于 2019-7-30 09:30 | 顯示全部樓層
及時(shí)雨
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ID:969296 發(fā)表于 2022-4-28 17:02 | 顯示全部樓層
while (SPI_RF_IRQ!=0);//等待發(fā)送完成
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ID:969296 發(fā)表于 2022-4-28 17:03 | 顯示全部樓層
這里卡住了，怎么回事，樓主及大神請(qǐng)不吝賜教！
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