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基于单片机的NRF24L01无线接收装置设计(PCB+原理图+代码)

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楼主
ID:442600 发表于 2018-12-13 11:45 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
亲测可用哦，需要可下，由Proteus仿真等文件
Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)


单片机源程序如下:
  1. #include <reg52.h>
  2. #include <intrins.h>

  4. typedef unsigned char uchar;
  5. typedef unsigned char uint;

  7. //****************************************NRF24L01端口定义***************************************
  8. sbit CE  = P1^0;
  9. sbit CSN = P1^5;
  10. sbit SCK = P1^1;
  11. sbit MOSI = P1^4;
  12. sbit MISO = P1^2;
  13. sbit IRQ = P1^3;
  14. sbit LED = P3^2;
  15. sbit re = P2^7;
  16. //*****************************************DS1820端口设置****************************************
  17. sbit      DQ=P1^6;                                                                                                                //显示缓冲区
  18. //******************************************************************************************
  19. uint         bdata sta;                                   //NRF24L01状态标志
  20. sbit        RX_DR        =sta^6;                               
  21. sbit        TX_DS        =sta^5;
  22. sbit        MAX_RT        =sta^4;
  23. //*************************************NRF24L01**************************************************

  25. #define TX_ADR_WIDTH    5           // 本机地址宽度设置
  26. #define RX_ADR_WIDTH    5           // 接收方地址宽度设置

  28. #define TX_PLOAD_WIDTH  20                 // 4 字节数据长度
  29. #define RX_PLOAD_WIDTH  20                // 4 字节数据长度

  31. uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};        //本地地址
  32. uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};        //接收地址
  33. uchar RX_BUF[RX_PLOAD_WIDTH];
  34. uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
  35. //*****************************NRF24L01寄存器指令，详细请对照，Page18******************************

  37. #define READ_REG        0x00          // 读寄存器指令
  38. #define WRITE_REG       0x20         // 写寄存器指令
  39. #define RD_RX_PLOAD     0x61          // 读取接收数据指令
  40. #define WR_TX_PLOAD     0xA0          // 写待发数据指令
  41. #define FLUSH_TX        0xE1         // 冲洗发送 FIFO指令
  42. #define FLUSH_RX        0xE2          // 冲洗接收 FIFO指令
  43. #define REUSE_TX_PL     0xE3          // 定义重复装载数据指令
  44. #define NOP             0xFF          // 保留
  45. //****************************SPI(nRF24L01)寄存器地址，详细请对照，Page18-24**********************

  47. #define CONFIG          0x00   // 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式
  48. #define EN_AA           0x01   // 自动应答功能设置
  49. #define EN_RXADDR       0x02   // 可用信道设置
  50. #define SETUP_AW        0x03   // 收发地址宽度设置
  51. #define SETUP_RETR      0x04   // 自动重发功能设置
  52. #define RF_CH           0x05   // 工作频率设置
  53. #define RF_SETUP        0x06   // 发射速率、功耗功能设置
  54. #define STATUS          0x07   // 状态寄存器
  55. #define OBSERVE_TX      0x08   // 发送监测功能
  56. #define CD              0x09   // 地址检测           
  57. #define RX_ADDR_P0      0x0A   // 频道0接收数据地址
  58. #define RX_ADDR_P1      0x0B   // 频道1接收数据地址
  59. #define RX_ADDR_P2      0x0C   // 频道2接收数据地址
  60. #define RX_ADDR_P3      0x0D   // 频道3接收数据地址
  61. #define RX_ADDR_P4      0x0E   // 频道4接收数据地址
  62. #define RX_ADDR_P5      0x0F   // 频道5接收数据地址
  63. #define TX_ADDR         0x10   // 发送地址寄存器
  64. #define RX_PW_P0        0x11   // 接收频道0接收数据长度
  65. #define RX_PW_P1        0x12   // 接收频道0接收数据长度
  66. #define RX_PW_P2        0x13   // 接收频道0接收数据长度
  67. #define RX_PW_P3        0x14   // 接收频道0接收数据长度
  68. #define RX_PW_P4        0x15   // 接收频道0接收数据长度
  69. #define RX_PW_P5        0x16   // 接收频道0接收数据长度
  70. #define FIFO_STATUS     0x17   // FIFO栈入栈出状态寄存器设置
  71. //************************************NRF24L01函数申明**********************************************

  73. void Delay(unsigned int s);
  74. void inerDelay_us(unsigned char n);
  75. void init_NRF24L01(void);
  76. uint SPI_RW(uint uchar);
  77. uchar SPI_Read(uchar reg);
  78. //void SetRX_Mode(void);
  79. uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
  80. uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
  81. uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
  82. //unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
  83. void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);

  85. //*****************************************长延时*****************************************
  86. void Delay(unsigned int s)
  87. {
  88.         unsigned int i;
  89.         for(i=0; i<s; i++);
  90.         for(i=0; i<s; i++);
  91. }

  93. /******************************************************************************************
  94. /*延时函数
  95. /******************************************************************************************/
  96. void inerDelay_us(unsigned char n)
  97. {
  98.         for(;n>0;n--)
  99.                 _nop_();
  100. }
  101. //****************************************************************************************
  102. /*NRF24L01初始化
  103. //***************************************************************************************/
  104. void init_NRF24L01(void)
  105. {
  106.     inerDelay_us(100);
  107.         CE=0;    // chip enable
  108.         CSN=1;   // Spi disable
  109.         SCK=0;   // Spi clock line init high
  110.         SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    // 写本地地址       
  111.         SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
  112.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);      //  频道0自动        ACK应答允许       
  113.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);  //  允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21  
  114.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);        //   设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致
  115.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为4字节
  116.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07);                   //设置发射速率为1Mkbps，发射功率为最大值0dB
  117. }
  118. /****************************************************************************************************
  119. /*函数：uint SPI_RW(uint uchar)
  120. /*功能：NRF24L01的SPI写时序,详细看时序图，Page19
  121. /****************************************************************************************************/
  122. uint SPI_RW(uint uchar)
  123. {
  124.         uint bit_ctr;
  125.            for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
  126.            {
  127.                 MOSI = (uchar & 0x80);         // output 'uchar', MSB to MOSI
  128.                 uchar = (uchar << 1);           // shift next bit into MSB..
  129.                 SCK = 1;                      // Set SCK high..
  130.                 uchar |= MISO;                         // capture current MISO bit
  131.                 SCK = 0;                              // ..then set SCK low again
  132.            }
  133.     return(uchar);                             // return read uchar
  134. }
  135. /****************************************************************************************************
  136. /*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)
  137. /*功能：NRF24L01的SPI时序,详细看时序图，Page19
  138. /****************************************************************************************************/
  139. uchar SPI_Read(uchar reg)
  140. {
  141.         uchar reg_val;
  142.        
  143.         CSN = 0;                // CSN low, initialize SPI communication...
  144.         SPI_RW(reg);            // Select register to read from..
  145.         reg_val = SPI_RW(0);    // ..then read registervalue
  146.         CSN = 1;                // CSN high, terminate SPI communication
  147.        
  148.         return(reg_val);        // return register value
  149. }
  150. /****************************************************************************************************/
  151. /*功能：NRF24L01读写寄存器函数,
  152. /****************************************************************************************************/
  153. uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
  154. {
  155.         uint status;
  156.        
  157.         CSN = 0;                   // CSN low, init SPI transaction
  158.         status = SPI_RW(reg);      // select register
  159.         SPI_RW(value);             // ..and write value to it..
  160.         CSN = 1;                   // CSN high again
  161.        
  162.         return(status);            // return nRF24L01 status uchar
  163. }
  164. /****************************************************************************************************/
  165. /*函数：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
  166. /*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
  167. /****************************************************************************************************/
  168. /*uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
  169. {
  170.         uint status,uchar_ctr;
  171.        
  172.         CSN = 0;                                    // Set CSN low, init SPI tranaction
  173.         status = SPI_RW(reg);                       // Select register to write to and read status uchar
  174.        
  175.         for(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)
  176.                 pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0);    //
  177.        
  178.         CSN = 1;                           
  179.        
  180.         return(status);                    // return nRF24L01 status uchar
  181. }*/
  182. /*********************************************************************************************************
  183. /*函数：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
  184. /*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
  185. /*********************************************************************************************************/
  186. uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
  187. {
  188.         uint status,uchar_ctr;
  189.        
  190.         CSN = 0;            //SPI使能      
  191.         status = SPI_RW(reg);   
  192.         for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++) //
  193.                 SPI_RW(*pBuf++);
  194.         CSN = 1;           //关闭SPI
  195.         return(status);    //
  196. }
  197. /*
  198. /****************************************************************************************************/
  199. /*函数：void SetRX_Mode(void)
  200. /*功能：数据接收配置
  201. /****************************************************************************************************
  202. void SetRX_Mode(void)
  203. {
  204.         CE=0;
  205.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);                   // IRQ收发完成中断响应，16位CRC        ，主接收
  206.         CE = 1;
  207.         inerDelay_us(130);
  208. }
  209. /******************************************************************************************************
  210. /*函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
  211. /*功能：数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中
  212. /******************************************************************************************************
  213. unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
  214. {
  215.     unsigned char revale=0;
  216.         sta=SPI_Read(STATUS);        // 读取状态寄存其来判断数据接收状况
  217.         if(RX_DR)                                // 判断是否接收到数据
  218.         {
  219.             CE = 0;                         //SPI使能
  220.                 SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from RX_FIFO buffer
  221.                 revale =1;                        //读取数据完成标志
  222.         }
  223.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);   //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志
  224.         return revale;
  225. }
  226. */
  227. /***********************************************************************************************************
  228. /*函数：void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
  229. /*功能：发送 tx_buf中数据
  230. /**********************************************************************************************************/
  231. void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
  232. {
  233.         CE=0;                        //StandBy I模式       
  234.         SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
  235.         SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH);                          // 装载数据       
  236.         SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);                    // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
  237.         CE=1;                 //置高CE，激发数据发送
  238.         inerDelay_us(10);
  239. }

  241. uchar Check_ACK()
  242. {
  243. sta=SPI_Read(STATUS);                    // 读状态寄存器
  244. if(TX_DS||MAX_RT)
  245. {
  246.   SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, 0xff);  //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
  247.   CSN = 0;
  248.   SPI_RW(FLUSH_TX);        //清除TX_FIFO
  249.      CSN  = 1;         
  250.   return(0);
  251. }                          
  252.               
  253.     else
  254.         return(1);
  255. }
  256. uchar Temp_Value[]={0x00,0x00};
  257. //bit DS18B20_IS_OK = 1;
  258. uint temp=0;
  259. uchar Display_Digit[]={0,0,0,0,0};
  260. uchar code df_Table[]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9};
  261. sbit LCD_RS = P2^0;
  262. sbit LCD_RW = P2^1;
  263. sbit LCD_EN = P3^7;

  265. uchar  Temp_Disp_Title[]=       {"reshidian :  "};        //1602 液晶第一行显示内容
  266. uchar Current_Temp_Display_Buffer[]={" TEMP:       "};  //1602 液晶第二行显示内容

  268. void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精确的）
  269. {unsigned int i,j;
  270.    for(i=0;i<ms;i++)
  271.     for(j=0;j<100;j++);
  272. }

  274. bit LCD_Busy_Check()  //LCD 忙标志，返回值为 1602LCD 的忙标志位，为 1 表示忙
  275. {
  276.   bit result;
  277. LCD_RS = 0;
  278. LCD_RW = 1;
  279. LCD_EN = 1;
  280. delay1ms(1);
  281. result = (bit)(P0&0x80);
  282. LCD_EN=0;
  283. return result;
  284. }
  285. void Write_LCD_Command(uchar cmd)  //1602LCD 写指令函数
  286. {
  287. while(LCD_Busy_Check());
  288. LCD_RS = 0;
  289. LCD_RW = 0;
  290. LCD_EN = 0;
  291. _nop_();
  292. _nop_();
  293. P0 = cmd;
  294. delay1ms(1);
  295. LCD_EN = 1;
  296. delay1ms(1);
  297. LCD_EN = 0;
  298. }
  299. void Write_LCD_Data(uchar dat)  //1602LCD 写数据函数
  300. {
  301. while(LCD_Busy_Check());
  302. LCD_RS = 1;
  303. LCD_RW = 0;
  304. LCD_EN = 0;
  305. P0 = dat;
  306.   delay1ms(1);
  307. LCD_EN = 1;  
  308.   delay1ms(1);
  309. LCD_EN = 0;  
  310.   delay1ms(1);
  311. }
  312. void LCD_Initialise()   //1602LCD 初始化
  313. {
  314.   Write_LCD_Command(0x01);
  315. delay1ms(5);
  316. Write_LCD_Command(0x08);
  317. delay1ms(5);
  318. Write_LCD_Command(0x38);
  319. delay1ms(5);
  320. Write_LCD_Command(0x0c);
  321. delay1ms(5);
  322. Write_LCD_Command(0x06);
  323. delay1ms(5);  
  324. }
  325. void Set_LCD_POS(uchar pos)   //1602LCD 设置显示位置
  326. {
  327.   Write_LCD_Command(pos|0x80);  
  328. }
  329. void Delayl(uint x)   //延时 2
  330. {
  331.   while(x--);
  332. }
  333. uchar Init_DS18B20()  //初始化（或者说复位）DS18B20
  334. {
  335.   uchar status;
  336. DQ = 1;
  337. Delayl(8);
  338. DQ = 0;
  339. Delayl(90);
  340. DQ = 1;
  341. Delayl(8);
  342. status=DQ;Delayl(100);   
  343. DQ = 1;
  344. return status;
  345. }
  346. uchar ReadOneByte()    //从 DS18B20 读一字节数据
  347. {
  348.   uchar i,dat=0;
  349. DQ = 1;
  350. _nop_();
  351. for(i=0;i<8;i++)
  352. {
  353.    DQ = 0;
  354. dat >>= 1;
  355. DQ = 1;
  356. _nop_();
  357. _nop_();
  358. if(DQ)
  359. dat |= 0X80;
  360. Delayl(30);
  361. DQ = 1;
  362. }
  363. return dat;
  364. }
  365. void WriteOneByte(uchar dat)   //从 DS18B20 写一字节数据
  366. {
  367. uchar i;
  368. for(i=0;i<8;i++)
  369. {
  370. DQ = 0;
  371. DQ = dat& 0x01;
  372. Delayl(5);
  373. DQ = 1;
  374. dat >>= 1;
  375. }
  376. }

  378. void Read_Temperature()  //从 DS18B20 读取温度值
  379. {
  380.   
  381. Init_DS18B20();
  382. WriteOneByte(0xcc);  //跳过序列号命令
  383. WriteOneByte(0x44);  //启动温度转换命令
  384. Init_DS18B20();  //复位 DS18B20 （每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位操作）  
  385. WriteOneByte(0xcc);  //跳过序列号命令
  386. WriteOneByte(0xbe); //读取温度寄存器
  387. Temp_Value[0] = ReadOneByte(); //读取温度低 8 位（先读低字节，再读高字节， ）
  388. Temp_Value[1] = ReadOneByte();//读取温度高 8 位  （每次只能读一个字节）  
  389. }
  390. void Display_Temperature()  //在 1602LCD 上显示当前温度
  391. {
  392.   uchar i;
  393. uchar t = 150, ng = 0;  //延时值与负数标志
  394. if((Temp_Value[1]&0xf8)==0xf8)  //高字节高 5 位如果全为 1， 则为负数， 为负数时取反                     
  395. {                            //加 1，并设置负数标志为 1
  396. Temp_Value[1] = ~Temp_Value[1];
  397. Temp_Value[0] = ~Temp_Value[0]+1;
  398. if(Temp_Value[0]==0x00)   //若低字节进位，则高字节加 1  
  399. Temp_Value[1]++;
  400. ng = 1; //设置负数标志为 1
  401. }  
  402. Display_Digit[0] = df_Table[Temp_Value[0]&0x0f];   //查表得到温度小数部分
  403.    //获取温度整数部分（低字节低 4 位清零，高 4 位右移 4 位）+（高字节高 5 位清零，   
  404.    //低三位左移 4 位）
  405. temp= ((Temp_Value[0]&0xf0)>>4) | ((Temp_Value[1]&0x07)<<4);
  406. //将温度整数部分分解为 3 位待显示数字
  407.    Display_Digit[3] = temp/100;
  408. Display_Digit[2] = temp%100/10;
  409. Display_Digit[1] = temp%10;
  410. Display_Digit[4] = ng;
  411.    //刷新 LCD 缓冲     //加字符 0 是为了将待数字转化为字符显示
  412. Current_Temp_Display_Buffer[11] = Display_Digit[0] + '0';  
  413. Current_Temp_Display_Buffer[10] = '.';
  414. Current_Temp_Display_Buffer[9]  = Display_Digit[1] + '0';
  415. Current_Temp_Display_Buffer[8]  = Display_Digit[2] + '0';
  416. Current_Temp_Display_Buffer[7]  = Display_Digit[3] + '0';
  417. if(Display_Digit[3] == 0)  //高位为 0 时不显示
  418. Current_Temp_Display_Buffer[7]  = ' ';
  419. if(Display_Digit[2] == 0&&Display_Digit[3]==0) //高位为 0， 且次高位为 0， 则次高位不显示
  420. Current_Temp_Display_Buffer[8]  = ' ';
  421. //负号显示在恰当位置
  422. if(Display_Digit[4]==1)
  423. Current_Temp_Display_Buffer[6]  = '-';
  424. else
  425. Current_Temp_Display_Buffer[6]  = ' ';
  426. if (re ==0)
  427. ……………………

  429. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
复制代码

所有资料51hei提供下载:
基于单片机无线收发装置的红外温度报警器最终.7z (11.38 MB, 下载次数: 89)


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沙发
ID:298663 发表于 2020-3-5 17:37 | 只看该作者
你pcb图上有一处画的直角， 这个一般是要避免的，虽然不会影响功能，但是在高速电路设计中 会有EMI问题

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