標(biāo)題: nRF24L01單片機(jī)通信的總結(jié)--看了就會(huì)用了 [打印本頁(yè)]
作者: daniu    時(shí)間: 2014-12-26 21:38
標(biāo)題: nRF24L01單片機(jī)通信的總結(jié)--看了就會(huì)用了
　　1周時(shí)間，我從一個(gè)沒(méi)用過(guò)STC單片機(jī)，不知道什么叫SPI接口的“文盲”，把nRF24L01的整個(gè)通信過(guò)程弄到完全沒(méi)有bug.。興奮之余來(lái)小屁一下。給那些正在奮斗著這個(gè)牛逼的芯片的小牛們小炫一下。希望有所幫助。屁話(huà)少說(shuō)。正題：

　　基本的東西我理解了，那就是：1.用5根線(xiàn)的SPI接口向2401發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。2.芯片在每次上電的時(shí)候都需要進(jìn)行一番配置。這些配置數(shù)據(jù)，就是所謂的指令了。3.配置完成后知道芯片處在哪個(gè)模式。并且知道它將要轉(zhuǎn)向哪個(gè)模式。4.通訊協(xié)議。5.觀察現(xiàn)象。

　　好了，小牛們一定急切想知道自己的程序問(wèn)題出在哪里了，再小白一點(diǎn)的一定想急切的知道如何配置才能讓它工作。更小白一點(diǎn)的一定想知道這個(gè)芯片的各個(gè)模式之間是怎么聯(lián)系的。又是如何進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化的。別急，一個(gè)一個(gè)說(shuō)。

　　要說(shuō)什么最重要，你們不會(huì)想到其實(shí)是4.通訊協(xié)議。　

　　為什么呢，你們又知道在這里的通訊協(xié)議是作什么用的呢。　舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，一心想讓一個(gè)作為發(fā)送模塊，每隔一秒發(fā)送一次數(shù)據(jù)，而另一個(gè)則作為接收模塊，不間斷的檢測(cè)收到數(shù)據(jù)沒(méi)有。　這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，它是我們的目標(biāo)。是我們的方向。當(dāng)然真正的通訊協(xié)議絕對(duì)不會(huì)這么簡(jiǎn)單的幾句話(huà)。它告訴你，你理想中的模塊應(yīng)該充當(dāng)什么角色。是接收？是發(fā)送？還是接收完了馬上發(fā)送。作為開(kāi)發(fā)階段，當(dāng)然是越簡(jiǎn)單的協(xié)議，正確性就越容易驗(yàn)證，廢話(huà)不說(shuō)，那就按我說(shuō)的“通訊協(xié)議”來(lái)設(shè)計(jì)吧。

　　先說(shuō)發(fā)送模式吧。

　　要到發(fā)送模式，要經(jīng)歷幾個(gè)變化。第1，上電，上電完了芯片其實(shí)還是在powerDown模式，因?yàn)樾酒瑸榱耸‰姡枰ㄟ^(guò)軟件來(lái)控制開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)。powerDown模式就是所謂的待機(jī)模式了。這個(gè)模式理所當(dāng)然是最省電的。它除了省電以外還能干嗎呢？配置！對(duì)最重要的配置。就是可以通過(guò)　SPI口向它發(fā)送數(shù)據(jù)，它是可以接收到的，并且可以正確寫(xiě)入到指定的寄存器中的。一般我們?cè)诔跏蓟幸婚_(kāi)始就可以配置了，而此時(shí)芯片正是處在這個(gè)模式。

　　第2.我們的目標(biāo)是要把它配置的能發(fā)送出去數(shù)據(jù)，而且能被目標(biāo)設(shè)備正確接收。所以這中間涉及的寄存器（當(dāng)然是2401里自帶的寄存器區(qū)了）有：

　　　　　1@發(fā)送到的目標(biāo)地址�！≌f(shuō)地址其實(shí)是虛的，它就相當(dāng)于一個(gè)鑰匙和一把鎖一樣。當(dāng)你在接收設(shè)備里邊規(guī)定了一個(gè)地址以后，那么接收到的數(shù)據(jù)只有帶了這個(gè)地址的包才會(huì)被正確接收。所以說(shuō)這里的發(fā)送目標(biāo)地址就是接收設(shè)備里的本機(jī)地址。只要設(shè)計(jì)時(shí)兩個(gè)地址相同，就不會(huì)接收不到。

　　　　　2@接收到的地址�！∵@個(gè)名字起的不是很好哈，有點(diǎn)誤導(dǎo)人。說(shuō)白了就是一個(gè)本機(jī)地址了。在純發(fā)射機(jī)里，它并不是必要的。因?yàn)樗鼜膩?lái)不接收數(shù)據(jù)~~~這里寫(xiě)上，是因?yàn)椋喊l(fā)射模式還有個(gè)東西，就是自動(dòng)應(yīng)答功能，（當(dāng)然也是通過(guò)配置才能啟用的，不配置則不會(huì)自動(dòng)應(yīng)答，也就不需要知道本機(jī)地址了）。

　　　　　3@說(shuō)到自動(dòng)應(yīng)答，那就先說(shuō)它吧。一般我們會(huì)想，發(fā)送出一幀數(shù)據(jù)后是不是應(yīng)該等待另一方回應(yīng)個(gè)數(shù)據(jù)呀？想法是好的，但我說(shuō)了，有通訊協(xié)議在控制。因?yàn)槲覀冞@里只想設(shè)計(jì)成一直發(fā)送而不管對(duì)方是否收到。所以自動(dòng)應(yīng)答可以不去配置，讓它開(kāi)機(jī)默認(rèn)即可。但實(shí)際上我們的通訊協(xié)議可能很復(fù)雜，肯定不會(huì)是一直在發(fā)送。并且，它發(fā)送完一幀后，確實(shí)應(yīng)該轉(zhuǎn)為接收模式來(lái)等待對(duì)方發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)。我們?nèi)藶榈漠?dāng)然可以自己來(lái)個(gè)模式跳轉(zhuǎn)，但是有自動(dòng)應(yīng)答了，也就是說(shuō)，當(dāng)你設(shè)定開(kāi)啟自動(dòng)應(yīng)答了，那么在它發(fā)送完一包數(shù)據(jù)后，芯片會(huì)立即轉(zhuǎn)為接收模式了�！　对谶@里我也仍有一點(diǎn)沒(méi)理解，就是，當(dāng)它收到應(yīng)答后會(huì)變成什么模式呢，是自動(dòng)再回到發(fā)送模式還是停留在接收模式�！贰�

　　　　　4@有自動(dòng)應(yīng)答了，那么就不能少了自動(dòng)重發(fā)功能了。為什么呢。首先理解為什么會(huì)自動(dòng)重發(fā)，就因?yàn)樗幵谧詣?dòng)應(yīng)答模式時(shí)，通過(guò)接收數(shù)據(jù)來(lái)判定上次的數(shù)據(jù)是否有接收者成功接收了，就像我送出了一封信，如果你沒(méi)有回信我是不是會(huì)想你可能沒(méi)收到信，我需要再發(fā)一次。就是這個(gè)道理　。自動(dòng)重發(fā)寄存器8位被分成兩個(gè)4位的小區(qū)域，高4位存的是重發(fā)間隔時(shí)間，也就是說(shuō)總共可以設(shè)定為16種不同的間隔，在這個(gè)間隔時(shí)間過(guò)后仍沒(méi)有回應(yīng)才再次重發(fā)。低4位好說(shuō)，就是存一個(gè)最大重發(fā)次數(shù)。則最大可以設(shè)為15，即重發(fā)15次后仍然沒(méi)回應(yīng)那就不理你了，不再重發(fā)了。并且還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷呢。最后再講中斷部分�！∵@里應(yīng)該注意的是，當(dāng)自動(dòng)應(yīng)答功能禁止時(shí)，就沒(méi)有自動(dòng)重發(fā)了，不管你設(shè)了重發(fā)多少次都不管用了。所以是互相影響的。還有就是重發(fā)次數(shù)設(shè)為0次，則相當(dāng)于禁自動(dòng)重發(fā)了，這不是顯然的么。嘿嘿。

　　　　　5@最基本的配置，，頻率。這個(gè)芯片不光能以2.4Ghz的載波發(fā)射呢，它的帶寬為2.4G----2.512G呢。這中間有一百多M的頻帶，可以劃分成2M一個(gè)的信道。這個(gè)寄存器中的值就標(biāo)明你想工作在哪個(gè)信道上啦，只有設(shè)置為同頻的設(shè)備才能接收的到很容易理解吧。比如你設(shè)為10信道，則10*2=20M即發(fā)送時(shí)所用的載波頻率就是2400+20=2420MHz。當(dāng)然也只有設(shè)為2420M的接收設(shè)備才能接收的到了。

　　　　　6@功率，數(shù)據(jù)速率。這是什么呢?原來(lái)2401里邊也有自動(dòng)增益控制部分，我們可以設(shè)定一個(gè)合適的功率來(lái)發(fā)射數(shù)據(jù)，第一可以在能耗上有利，另一方面對(duì)通信距離的控制也是很重要的。比如我只想在2米內(nèi)能夠通信，但2401最大的通信距離可以達(dá)到上百米，顯然需要降發(fā)射功率來(lái)降低通信距離�？蛇x的功率值有　0Dbm，-6dBm, -12dBm，-18dBm，　顯然0在這里是最大的發(fā)射功率了。開(kāi)發(fā)時(shí)盡可能設(shè)為0.如果設(shè)為0時(shí)，接收者都接收不到數(shù)據(jù)，那肯定是芯片壞了，就不用考慮降低功耗來(lái)通信了。這四檔功率，通信距離從遠(yuǎn)到近，從幾十米到幾cm.并且在通信過(guò)程中還可以動(dòng)態(tài)更改這個(gè)功率值，以達(dá)到最佳匹配的效果。數(shù)據(jù)速率是什么呢，剛開(kāi)始我跟SPI接口的速率搞混了，想著，一個(gè)4M的單片機(jī)跟芯片通信速率怎么可能到這么高的。其實(shí)不是，這個(gè)速率就是加在載波上的數(shù)據(jù)的碼率了。有兩個(gè)可選值，1Mb/s，2Mb/s.也就是說(shuō)，1秒鐘能發(fā)送出去多少個(gè)高低電平。

　　　　　以上這些配置命令之后就可以通過(guò)簡(jiǎn)單的指令轉(zhuǎn)向發(fā)送模式了。下面就看一下，配置的偽指令吧：

　　　　1.　sendCommand(TxAddress_5) .因?yàn)榈刂肥?到5字節(jié)可選的，這里選擇了5字節(jié)的地址

　　　　2.　sendCommand(LocalAddress_5),本機(jī)地址如果想要開(kāi)啟自動(dòng)應(yīng)答則必需與發(fā)射地址相同，即LocalAddress==TxAddress..不開(kāi)啟則不需要相等。

　　　　3.　sendCommand(EnableAutoAck_0),因?yàn)樾酒詭Я?個(gè)通道，可以同時(shí)工作同時(shí)接收不同的數(shù)據(jù)，所以這里的自動(dòng)應(yīng)答也有相應(yīng)的6個(gè)bit位來(lái)分別控制。這里只允許通道0自動(dòng)應(yīng)答。

　　　　4.　sendCommand(EnableAutoTransmit) .只要上邊一句配置開(kāi)了自動(dòng)應(yīng)答，這句就應(yīng)答生效。即自動(dòng)重發(fā).

　　　　5.  sendCommand(RF_CH). 這一句設(shè)置發(fā)射頻率。即設(shè)定信道。一般默認(rèn)的就是0信道了，也即2.4G的載波。

　　　　6.sendCommand(RF_Power). 設(shè)定發(fā)射速率，還有發(fā)射功率就設(shè)成0dBM吧。





　　　　以上這些是發(fā)射模式的必要配置了。如果不涉及接收，那么現(xiàn)在就可以轉(zhuǎn)向發(fā)射模式。

　　　　7.sendCommand(Config); 通過(guò)　config寄存器中的開(kāi)機(jī)控制位　powerup=1,轉(zhuǎn)向空閑模式，config^0=0.轉(zhuǎn)向發(fā)射模式。

　　　　8.sendCommand(TxBuffer); 　填充發(fā)送數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)里邊。

　　　　8.CE=1; 　這是一個(gè)引腳，用來(lái)控制從空閑模式向發(fā)送或接收模式跳轉(zhuǎn)的.僅將相應(yīng)位設(shè)為發(fā)送或接收模式不行，芯片現(xiàn)在只欠東風(fēng)了，就是CE=1并保持最少10us時(shí)間后。就會(huì)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)了。

　　　　一個(gè)幀數(shù)據(jù)發(fā)送完成后會(huì)產(chǎn)生中斷。這些中斷是可以屏蔽的，就像單片機(jī)的中斷允許控制一樣。控制位在config寄存器中。

　　　　這里還可能產(chǎn)生另一個(gè)中斷，就是重發(fā)次數(shù)達(dá)到上限了，你設(shè)了重發(fā)3次，那么重發(fā)3次以后還沒(méi)收到應(yīng)答就產(chǎn)生中斷了。同樣也是可屏蔽的。



　下面說(shuō)接收模式配置吧。

　　待續(xù)一下。

作者: a314487651    時(shí)間: 2015-1-27 21:04
還在設(shè)計(jì)硬件，來(lái)看看nrf24l01好調(diào)不，看你們寫(xiě)的都腦大了，樓主繼續(xù)啊，請(qǐng)問(wèn)你的手冊(cè)也是英文的嗎？求一個(gè)中文的手冊(cè)。。謝謝
作者: liyongbin10    時(shí)間: 2015-2-26 21:45
樓主，想問(wèn)一下NRF24L01和5V單片機(jī)相連要串電阻嗎？串多大？
作者: ydmxyz    時(shí)間: 2015-3-11 13:11
可以學(xué)習(xí)下。
作者: 東瓜power    時(shí)間: 2015-3-19 10:50
liyongbin10 發(fā)表于 2015-2-26 21:45
樓主，想問(wèn)一下NRF24L01和5V單片機(jī)相連要串電阻嗎？串多大？

nrf最大承受電壓只有3.6v，建議還是用一個(gè)3.3v的恒壓芯片吧，電路也簡(jiǎn)單，加兩個(gè)電容就行了
作者: wxfhw    時(shí)間: 2015-3-19 20:19
挺深入淺出的科普帖子，贊一個(gè)！
不知道為啥，沒(méi)有續(xù)帖了？
期待下文。
作者: zengmiao    時(shí)間: 2015-3-24 17:01
很好的總結(jié)！
作者: delay    時(shí)間: 2015-4-4 17:44
學(xué)習(xí)了
作者: 學(xué)子心    時(shí)間: 2015-7-1 09:59
樓主你好，我用51單片機(jī)控制2401，要設(shè)置1Mbps，發(fā)射功率為4dBm,請(qǐng)問(wèn)怎么寫(xiě)程序。
作者: xyj    時(shí)間: 2015-7-1 16:51
非常好
作者: xyj    時(shí)間: 2015-7-1 16:51
非常好
作者: my51ming    時(shí)間: 2015-9-12 00:51
哇哇。樓主很好，很好的經(jīng)驗(yàn)!
作者: MAXEinzbern    時(shí)間: 2016-8-28 10:48
非常好
作者: 路人甲111    時(shí)間: 2016-9-3 11:09
學(xué)習(xí)中
作者: 路人甲111    時(shí)間: 2016-9-3 11:10
沒(méi)有其他程序？
作者: agathayuen    時(shí)間: 2017-2-28 14:50
樓主好棒
作者: DarlingTao    時(shí)間: 2017-4-11 12:17
wxfhw 發(fā)表于 2015-3-19 20:19
挺深入淺出的科普帖子，贊一個(gè)！
不知道為啥，沒(méi)有續(xù)帖了？
期待下文。

請(qǐng)問(wèn)下文在哪？我找不到
作者: superyangstar    時(shí)間: 2017-4-12 17:25
感謝有思路
作者: yunchong    時(shí)間: 2017-4-25 23:53
親，有沒(méi)有兩個(gè)51之間通信的程序
作者: 麥家小裁縫    時(shí)間: 2017-7-18 09:46
謝謝樓主~
作者: 153913232    時(shí)間: 2017-7-24 22:24
樓主快點(diǎn)更啊，我很需要您這種詳細(xì)的講解
作者: HES_5    時(shí)間: 2017-9-4 16:39
講的很明白，兄弟，上個(gè)代碼分享就完美了
作者: zyldlzh    時(shí)間: 2017-9-4 21:30
下一集呢樓主坐等更新啊
作者: 民間小神    時(shí)間: 2017-10-24 20:58
學(xué)子心 發(fā)表于 2015-7-1 09:59
**** 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動(dòng)屏蔽 ****

24L01最高發(fā)射功率只能有0dBm
作者: 545934451    時(shí)間: 2017-11-20 09:20
總結(jié)的很好，我還像看看   前導(dǎo)碼、同步字這些，怎么就沒(méi)什么人問(wèn)呢？
作者: sanwei2010    時(shí)間: 2017-11-21 19:49
14年的帖子，作者還沒(méi)續(xù)貼！
作者: 拽妹小倩    時(shí)間: 2017-12-1 21:47
希望更新
作者: 刺青祭奠    時(shí)間: 2017-12-24 15:10
謝謝分享
作者: 阿志    時(shí)間: 2018-7-15 16:45
謝謝分享
作者: ASDAQ    時(shí)間: 2018-10-30 22:10
牛皮啊，6666謝謝樓主
作者: 菜用雞    時(shí)間: 2019-3-14 22:20
小白表示看不懂，哈哈哈，我是不是沒(méi)救了
作者: 3230205570    時(shí)間: 2019-10-28 16:42
liyongbin10 發(fā)表于 2015-2-26 21:45
樓主，想問(wèn)一下NRF24L01和5V單片機(jī)相連要串電阻嗎？串多大？

正常是3.3V，自己計(jì)算下唄。不難的
作者: L3879621    時(shí)間: 2019-10-29 12:05
安全加密芯片，有意者歡迎咨詢(xún)
作者: ▓逍〓遙◆    時(shí)間: 2019-10-30 00:17
謝謝分享，學(xué)習(xí)
作者: duyi324    時(shí)間: 2020-1-30 11:32
前來(lái)學(xué)習(xí)一下，謝謝分享。雖然好久的帖子了



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