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51单片机nrf24l01无线通信实验程序

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楼主
ID:970010 发表于 2022-9-22 11:31 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  1. /**************************************************
  2. 来源：参考网上
  3. 改写：NRF24L01+涡轮流量计
  4. 时间：
  5. 单位：
  6. /**************************************************/

  8. #include <reg51.h>                 //        51单片机通用寄存器地址库，52也部分通用
  9. #include <stdio.h>
  10. #include <string.h>                 //        字符串功能函数库
  11. #include <api.h>                 //        NRF24L01的SPI寄存器地址库
  12. #include <LQ12864.h>         //        OLED屏幕功能函数库

  14. #define uchar unsigned char          //  uchar宏定义
  15. #define uint unsigned int          //  uint宏定义
  16. sbit CE  = P0^0;
  17. sbit CSN = P0^1;
  18. sbit SCK = P0^2;
  19. sbit MOSI= P0^3;
  20. sbit MISO= P0^4;
  21. sbit IRQ = P0^5;                           //射频接口配置

  23. /***************************************************/
  24. #define TX_ADR_WIDTH   32  // 32字节宽度的发送/接收地址
  25. #define TX_PLOAD_WIDTH 26 // 数据通道有效数据宽度


  28. uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定义一个静态发送地址
  29. uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];                 //定义接收窗口数组
  30. uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];                 //定义发送窗口数组
  31. uchar box[TX_PLOAD_WIDTH];                          //定义过渡数据包数组
  32. const uchar Chin[] = "Working ...";                //定义工作中标志数组
  33. uchar flag;
  34. uchar str[TX_PLOAD_WIDTH];                         //定义字符串数组
  35. uchar bdata sta;
  36. float Q,F,num;
  37. sbit  RX_DR         = sta^6;                                 
  38. sbit  TX_DS         = sta^5;
  39. sbit  MAX_RT = sta^4;                                 //配置NRF射频模块中断接口


  42. /**************************************************
  43. 函数: init_io()

  45. 描述:
  46.     初始化IO
  47. /**************************************************/
  48. void init_io(void)
  49. {
  50.         CE  = 0;        // 待机
  51.         CSN = 1;        // SPI禁止
  52.         SCK = 0;        // SPI时钟置低
  53.         IRQ = 1;        // 中断复位                        
  54.         memset(&str,0,sizeof(str));                          // 清空字符串数组
  55.         memset(&TX_BUF,0,sizeof(TX_BUF));          // 清空发送窗口数组
  56.         memset(&box,0,sizeof(box));                          // 清空过渡数据包数组
  57.         TMOD = 0X15;//定时器计数器工作方式配置
  58.     TH0=0;
  59.     TL0=0;
  60.     TH1=(65536-45872)/256;
  61.     TL1=(65536-45872)%256;
  62.     EA = 1;     //总中断打开
  63.     ET0 = 1;        //中断运行
  64.     ET1 = 1;
  65.     TR0 = 1;    //运行控制位
  66.     TR1 = 1;
  67. }
  68. /**************************************************/

  70. /**************************************************
  71. 函数：delay_ms()

  73. 描述：
  74.     延迟x毫秒
  75. /**************************************************/

  77. /**************************************************/

  79. /**************************************************
  80. 函数：SPI_RW()

  82. 描述：
  83.     根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01
  84.         读出一字节
  85. /**************************************************/
  86. uchar SPI_RW(uchar byte)
  87. {
  88.         uchar i;
  89.            for(i=0; i<8; i++)          // 循环8次
  90.            {
  91.                    MOSI = (byte & 0x80);   // byte最高位输出到MOSI
  92.              byte <<= 1;             // 低一位移位到最高位
  93.                    SCK = 1;                // 拉高SCK，nRF24L01从MOSI读入1位数据，同时从MISO输出1位数据
  94.                    byte |= MISO;               // 读MISO到byte最低位
  95.                    SCK = 0;                    // SCK置低
  96.            }
  97.     return(byte);                   // 返回读出的一字节
  98. }
  99. /**************************************************/

  101. /**************************************************
  102. 函数：SPI_RW_Reg()

  104. 描述：
  105.     写数据value到reg寄存器
  106. /**************************************************/
  107. uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
  108. {
  109.         uchar status;
  110.           CSN = 0;                   // CSN置低，开始传输数据
  111.           status = SPI_RW(reg);      // 选择寄存器，同时返回状态字
  112.           SPI_RW(value);             // 然后写数据到该寄存器
  113.           CSN = 1;                   // CSN拉高，结束数据传输
  114.           return(status);            // 返回状态寄存器
  115. }
  116. /**************************************************/

  118. /**************************************************
  119. 函数：SPI_Read()

  121. 描述：
  122.     从reg寄存器读一字节
  123. /**************************************************/
  124. uchar SPI_Read(uchar reg)
  125. {
  126.         uchar reg_val;
  127.           CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
  128.           SPI_RW(reg);                // 选择寄存器
  129.           reg_val = SPI_RW(0);        // 然后从该寄存器读数据
  130.           CSN = 1;                    // CSN拉高，结束数据传输
  131.           return(reg_val);            // 返回寄存器数据
  132. }
  133. /**************************************************/

  135. /**************************************************
  136. 函数：SPI_Read_Buf()

  138. 描述：
  139.     从reg寄存器读出bytes个字节，通常用来读取接收通道
  140.         数据或接收/发送地址
  141. /**************************************************/
  142. uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
  143. {
  144.         uchar status, i;
  145.           CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
  146.           status = SPI_RW(reg);       // 选择寄存器，同时返回状态字
  147.           for(i=0; i<bytes; i++)
  148.         {
  149.          pBuf[i] = SPI_RW(0);                // 逐个字节从nRF24L01读出
  150.         }        
  151.           CSN = 1;                     // CSN拉高，结束数据传输

  153.           return(status);             // 返回状态寄存器
  154. }
  155. /**************************************************/

  157. /**************************************************
  158. 函数：SPI_Write_Buf()

  160. 描述：
  161.     把pBuf缓存中的数据写入到nRF24L01，通常用来写入发
  162.         射通道数据或接收/发送地址
  163. /**************************************************/
  164. uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes)
  165. {
  166.         uchar status, i;
  167.           CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
  168.           status = SPI_RW(reg);       // 选择寄存器，同时返回状态字
  169.           for(i=0; i<bytes; i++)
  170.             SPI_RW(*pBuf++);        // 逐个字节写入nRF24L01
  171.           CSN = 1;                    // CSN拉高，结束数据传输
  172.           return(status);             // 返回状态寄存器
  173. }
  174. /**************************************************/



  178. /**************************************************
  179. 函数：RX_Mode()

  181. 描述：
  182.     这个函数设置nRF24L01为接收模式，等待接收发送设备的数据包
  183. /**************************************************/
  184. void RX_Mode(void)
  185. {
  186.            CE = 0;
  187.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 接收设备接收通道0使用和发送设备相同的发送地址
  188.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);               // 使能接收通道0自动应答
  189.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);           // 使能接收通道0
  190.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);                 // 选择射频通道
  191.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);  // 接收通道0选择和发送通道相同有效数据宽度
  192.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);            // 数据传输率2Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益
  193.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);              // CRC使能，16位CRC校验，上电，接收模式
  194.           CE = 1;                                            // 拉高CE启动接收设备
  195. }
  196. /**************************************************/

  198. /**************************************************
  199. 函数：TX_Mode()

  201. 描述：
  202.     这个函数设置nRF24L01为发送模式，（CE=1持续至少10us），
  203.         130us后启动发射，数据发送结束后，发送模块自动转入接收
  204.         模式等待应答信号。
  205. /**************************************************/
  206. void TX_Mode()
  207. {

  209.         CE = 0;
  210.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);     // 写入发送地址
  211.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 为了应答接收设备，接收通道0地址和发送地址相同
  212.           SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, TX_BUF, TX_PLOAD_WIDTH);                  // 写数据包到TX FIFO
  213.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);       // 使能接收通道0自动应答
  214.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);   // 使能接收通道0
  215.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a);  // 自动重发延时等待250us+86us，自动重发10次
  216.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 20);         // 选择射频通道40
  217.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);    // 数据传输率2Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益
  218.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);      // CRC使能，16位CRC校验，上电
  219.         CE = 1;
  220. }

  222. /**************************************************/

  224. /**************************************************




  229. /**************************************************/

  231. /**************************************************
  232. 函数：Check_ACK()

  234. 描述：
  235.     检查接收设备有无接收到数据包，设定没有收到应答信
  236.         号是否重发
  237. /**************************************************/
  238. uchar Check_ACK(bit clear)
  239. {
  240.         while(IRQ);
  241.         sta = SPI_RW(NOP);                    // 返回状态寄存器
  242.         if(MAX_RT)
  243.                 if(clear)                         // 是否清除TX FIFO，没有清除在复位MAX_RT中断标志后重发
  244.                         SPI_RW(FLUSH_TX);
  245.     SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  // 清除TX_DS或MAX_RT中断标志
  246.         IRQ = 1;
  247.         if(TX_DS)
  248.                 return(0x00);
  249.         else
  250.                 return(0xff);
  251. }

  253. /**************************************************
  254. 函数：display()

  256. 描述：
  257.     显示函数
  258. /**************************************************/
  259. void display(float i)
  260. {
  261. sprintf(str,"%4.2fL/min",i);                 // 将计算得到的数据进行格式处理，打印成不超出屏幕宽度的十进制浮点数
  262. OLED_P8x16Str(32,4,str);                     // 将打印好的数据显示在屏幕上
  263. sprintf(box,"%4.2f",i);                         // 将计算得到的数据进行打包处理，打包成适合发送的
  264. strcpy(TX_BUF,box);                                 // 将打包好的数据递送到发送窗口
  265. }


  268. /**************************************************
  269. 函数：KeyButtons()

  271. 描述：
  272.     发射模式并且检测是否发送，发送一字节数据
  273. /**************************************************/
  274. void KeyButtons()
  275. {   
  276.    
  277.         TX_Mode();                        // 把nRF24L01设置为发送模式并发送数据
  278.         Check_ACK(1);               // 等待发送完毕，清除TX FIFO

  280. }
  281. /**************************************************/
  282. /**************************************************
  283. 函数：read()

  285. 描述：
  286.     水流量数据采集函数
  287. /**************************************************/
  288. uint read()
  289. {
  290.         uint t1,th1,th2;//读两次高位，两次高位一样说明没有低位进位，读数更加精确。
  291.         uint val;
  292.         while(1)
  293.         {
  294.            th1 = TH0;
  295.            t1 = TL0;
  296.            th2 = TH0;
  297.            if(th1==th2)
  298.            break;         
  299.         }
  300.         val = th1*256+t1;         //th1为高8位，t1为低8位
  301.         return val;  //返回计数值，为频率值
  302. }

  304. /**************************************************
  305. 函数：main()

  307. 描述：
  308.     主函数
  309. /**************************************************/
  310. void main(void)
  311. {
  312.         
  313.            init_io();                      // 数据内存以及NRF射频系统初始化
  314.            OLED_Init();                      // 屏幕函数初始化
  315.            OLED_P8x16Str(0,0,Chin);          // 显示工作中标志
  316.            OLED_P8x16Str(0,2,"Collecting data");        // 屏幕显示数据采集中                    
  317.            while(1)
  318.            {
  319.                 display(Q);                                        // 进入数据采集并且显示到屏幕上
  320.         KeyButtons();                                // 对NRF系统模式进行设置，并且发送数据
  321.                  if(MAX_RT)                                        // 数据发送完毕标志
  322.               {
  323.                    SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0);         // 发送窗口数据清零
  324.                  }
  325.         
  326.        }  
  327. }



  331. void T1_time()interrupt 3                //计数器/定时器0中断入口
  332. {
  333.    TH1=(65536-45872)/256;  //计时50ms
  334.    TL1=(65536-45872)%256;
  335.    num++;
  336.    if(num==10)    // 0.5s更新一次数据
  337.    {
  338.            num=0;
  339.            F=read();    //每间隔0.5s读一次计数器0，该值为频率。计算出Q后立即把计数器01清零重新计数
  340.            if(F>0)
  341.         {
  342.          Q = (F+3)/8.1;  //流量计传感器频率-流量转换公式
  343.          TH0=0;                    
  344.          TL0=0;                    //计数器清零
  345.         }
  346.         else
  347.          {
  348.                 Q=0;       //如果不加，则Q！=0；
  349.                 TH0 = 0;
  350.                 TL0 = 0;   //计数器清零
  351.          }
  352.             
  353.         }
  354. }
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