nRF24L01单片机通信的总结--看了就会用了 -

标题: nRF24L01单片机通信的总结--看了就会用了 [打印本页]

作者: daniu 时间: 2014-12-26 21:38
标题: nRF24L01单片机通信的总结--看了就会用了
　　1周时间，我从一个没用过STC单片机，不知道什么叫SPI接口的“文盲”，把nRF24L01的整个通信过程弄到完全没有bug.。兴奋之余来小屁一下。给那些正在奋斗着这个牛逼的芯片的小牛们小炫一下。希望有所帮助。屁话少说。正题：

　　基本的东西我理解了，那就是：1.用5根线的SPI接口向2401发送数据或指令。2.芯片在每次上电的时候都需要进行一番配置。这些配置数据，就是所谓的指令了。3.配置完成后知道芯片处在哪个模式。并且知道它将要转向哪个模式。4.通讯协议。5.观察现象。

　　好了，小牛们一定急切想知道自己的程序问题出在哪里了，再小白一点的一定想急切的知道如何配置才能让它工作。更小白一点的一定想知道这个芯片的各个模式之间是怎么联系的。又是如何进行相互转化的。别急，一个一个说。

　　要说什么最重要，你们不会想到其实是4.通讯协议。　

　　为什么呢，你们又知道在这里的通讯协议是作什么用的呢。　举个简单的例子，我刚开始设计的时候，一心想让一个作为发送模块，每隔一秒发送一次数据，而另一个则作为接收模块，不间断的检测收到数据没有。　这就是一个简单的通讯协议，它是我们的目标。是我们的方向。当然真正的通讯协议绝对不会这么简单的几句话。它告诉你，你理想中的模块应该充当什么角色。是接收？是发送？还是接收完了马上发送。作为开发阶段，当然是越简单的协议，正确性就越容易验证，废话不说，那就按我说的“通讯协议”来设计吧。

　　先说发送模式吧。

　　要到发送模式，要经历几个变化。第1，上电，上电完了芯片其实还是在powerDown模式，因为芯片为了省电，它需要通过软件来控制开机或关机。powerDown模式就是所谓的待机模式了。这个模式理所当然是最省电的。它除了省电以外还能干吗呢？配置！对最重要的配置。就是可以通过　SPI口向它发送数据，它是可以接收到的，并且可以正确写入到指定的寄存器中的。一般我们在初始化中一开始就可以配置了，而此时芯片正是处在这个模式。

　　第2.我们的目标是要把它配置的能发送出去数据，而且能被目标设备正确接收。所以这中间涉及的寄存器（当然是2401里自带的寄存器区了）有：

　　　　　1@发送到的目标地址。　说地址其实是虚的，它就相当于一个钥匙和一把锁一样。当你在接收设备里边规定了一个地址以后，那么接收到的数据只有带了这个地址的包才会被正确接收。所以说这里的发送目标地址就是接收设备里的本机地址。只要设计时两个地址相同，就不会接收不到。

　　　　　2@接收到的地址。　这个名字起的不是很好哈，有点误导人。说白了就是一个本机地址了。在纯发射机里，它并不是必要的。因为它从来不接收数据~~~这里写上，是因为：发射模式还有个东西，就是自动应答功能，（当然也是通过配置才能启用的，不配置则不会自动应答，也就不需要知道本机地址了）。

　　　　　3@说到自动应答，那就先说它吧。一般我们会想，发送出一帧数据后是不是应该等待另一方回应个数据呀？想法是好的，但我说了，有通讯协议在控制。因为我们这里只想设计成一直发送而不管对方是否收到。所以自动应答可以不去配置，让它开机默认即可。但实际上我们的通讯协议可能很复杂，肯定不会是一直在发送。并且，它发送完一帧后，确实应该转为接收模式来等待对方发送应答数据过来。我们人为的当然可以自己来个模式跳转，但是有自动应答了，也就是说，当你设定开启自动应答了，那么在它发送完一包数据后，芯片会立即转为接收模式了。　《在这里我也仍有一点没理解，就是，当它收到应答后会变成什么模式呢，是自动再回到发送模式还是停留在接收模式。》　

　　　　　4@有自动应答了，那么就不能少了自动重发功能了。为什么呢。首先理解为什么会自动重发，就因为它处在自动应答模式时，通过接收数据来判定上次的数据是否有接收者成功接收了，就像我送出了一封信，如果你没有回信我是不是会想你可能没收到信，我需要再发一次。就是这个道理　。自动重发寄存器8位被分成两个4位的小区域，高4位存的是重发间隔时间，也就是说总共可以设定为16种不同的间隔，在这个间隔时间过后仍没有回应才再次重发。低4位好说，就是存一个最大重发次数。则最大可以设为15，即重发15次后仍然没回应那就不理你了，不再重发了。并且还会产生一个中断呢。最后再讲中断部分。　这里应该注意的是，当自动应答功能禁止时，就没有自动重发了，不管你设了重发多少次都不管用了。所以是互相影响的。还有就是重发次数设为0次，则相当于禁自动重发了，这不是显然的么。嘿嘿。

　　　　　5@最基本的配置，，频率。这个芯片不光能以2.4Ghz的载波发射呢，它的带宽为2.4G----2.512G呢。这中间有一百多M的频带，可以划分成2M一个的信道。这个寄存器中的值就标明你想工作在哪个信道上啦，只有设置为同频的设备才能接收的到很容易理解吧。比如你设为10信道，则10*2=20M即发送时所用的载波频率就是2400+20=2420MHz。当然也只有设为2420M的接收设备才能接收的到了。

　　　　　6@功率，数据速率。这是什么呢?原来2401里边也有自动增益控制部分，我们可以设定一个合适的功率来发射数据，第一可以在能耗上有利，另一方面对通信距离的控制也是很重要的。比如我只想在2米内能够通信，但2401最大的通信距离可以达到上百米，显然需要降发射功率来降低通信距离。可选的功率值有　0Dbm，-6dBm, -12dBm，-18dBm，　显然0在这里是最大的发射功率了。开发时尽可能设为0.如果设为0时，接收者都接收不到数据，那肯定是芯片坏了，就不用考虑降低功耗来通信了。这四档功率，通信距离从远到近，从几十米到几cm.并且在通信过程中还可以动态更改这个功率值，以达到最佳匹配的效果。数据速率是什么呢，刚开始我跟SPI接口的速率搞混了，想着，一个4M的单片机跟芯片通信速率怎么可能到这么高的。其实不是，这个速率就是加在载波上的数据的码率了。有两个可选值，1Mb/s，2Mb/s.也就是说，1秒钟能发送出去多少个高低电平。

　　　　　以上这些配置命令之后就可以通过简单的指令转向发送模式了。下面就看一下，配置的伪指令吧：

　　　　1.　sendCommand(TxAddress_5) .因为地址是3到5字节可选的，这里选择了5字节的地址

　　　　2.　sendCommand(LocalAddress_5),本机地址如果想要开启自动应答则必需与发射地址相同，即LocalAddress==TxAddress..不开启则不需要相等。

　　　　3.　sendCommand(EnableAutoAck_0),因为芯片自带了6个通道，可以同时工作同时接收不同的数据，所以这里的自动应答也有相应的6个bit位来分别控制。这里只允许通道0自动应答。

　　　　4.　sendCommand(EnableAutoTransmit) .只要上边一句配置开了自动应答，这句就应答生效。即自动重发.

　　　　5. sendCommand(RF_CH). 这一句设置发射频率。即设定信道。一般默认的就是0信道了，也即2.4G的载波。

　　　　6.sendCommand(RF_Power). 设定发射速率，还有发射功率就设成0dBM吧。

　　　　以上这些是发射模式的必要配置了。如果不涉及接收，那么现在就可以转向发射模式。

　　　　7.sendCommand(Config); 通过　config寄存器中的开机控制位　powerup=1,转向空闲模式，config^0=0.转向发射模式。

　　　　8.sendCommand(TxBuffer); 　填充发送数据到缓冲区里边。

　　　　8.CE=1; 　这是一个引脚，用来控制从空闲模式向发送或接收模式跳转的.仅将相应位设为发送或接收模式不行，芯片现在只欠东风了，就是CE=1并保持最少10us时间后。就会开始发送数据了。

　　　　一个帧数据发送完成后会产生中断。这些中断是可以屏蔽的，就像单片机的中断允许控制一样。控制位在config寄存器中。

　　　　这里还可能产生另一个中断，就是重发次数达到上限了，你设了重发3次，那么重发3次以后还没收到应答就产生中断了。同样也是可屏蔽的。

　下面说接收模式配置吧。

　　待续一下。

作者: a314487651 时间: 2015-1-27 21:04
还在设计硬件，来看看nrf24l01好调不，看你们写的都脑大了，楼主继续啊，请问你的手册也是英文的吗？求一个中文的手册。。谢谢

作者: liyongbin10 时间: 2015-2-26 21:45
楼主，想问一下NRF24L01和5V单片机相连要串电阻吗？串多大？

作者: ydmxyz 时间: 2015-3-11 13:11
可以学习下。

作者: 东瓜power 时间: 2015-3-19 10:50

liyongbin10 发表于 2015-2-26 21:45
楼主，想问一下NRF24L01和5V单片机相连要串电阻吗？串多大？

nrf最大承受电压只有3.6v，建议还是用一个3.3v的恒压芯片吧，电路也简单，加两个电容就行了

作者: wxfhw 时间: 2015-3-19 20:19
挺深入浅出的科普帖子，赞一个！
不知道为啥，没有续帖了？
期待下文。

作者: zengmiao 时间: 2015-3-24 17:01
很好的总结！

作者: delay 时间: 2015-4-4 17:44
学习了

作者: 学子心 时间: 2015-7-1 09:59
楼主你好，我用51单片机控制2401，要设置1Mbps，发射功率为4dBm,请问怎么写程序。

作者: xyj 时间: 2015-7-1 16:51
非常好

作者: my51ming 时间: 2015-9-12 00:51
哇哇。楼主很好，很好的经验!

作者: MAXEinzbern 时间: 2016-8-28 10:48
非常好

作者: 路人甲111 时间: 2016-9-3 11:09
学习中

作者: 路人甲111 时间: 2016-9-3 11:10
没有其他程序？

作者: agathayuen 时间: 2017-2-28 14:50
楼主好棒

作者: DarlingTao 时间: 2017-4-11 12:17

wxfhw 发表于 2015-3-19 20:19
挺深入浅出的科普帖子，赞一个！
不知道为啥，没有续帖了？
期待下文。

请问下文在哪？我找不到

作者: superyangstar 时间: 2017-4-12 17:25
感谢有思路

作者: yunchong 时间: 2017-4-25 23:53
亲，有没有两个51之间通信的程序

作者: 麦家小裁缝 时间: 2017-7-18 09:46
谢谢楼主~

作者: 153913232 时间: 2017-7-24 22:24
楼主快点更啊，我很需要您这种详细的讲解

作者: HES_5 时间: 2017-9-4 16:39
讲的很明白，兄弟，上个代码分享就完美了

作者: zyldlzh 时间: 2017-9-4 21:30
下一集呢楼主坐等更新啊

作者: 民间小神 时间: 2017-10-24 20:58

学子心发表于 2015-7-1 09:59
**** 作者被禁止或删除内容自动屏蔽 ****

24L01最高发射功率只能有0dBm

作者: 545934451 时间: 2017-11-20 09:20
总结的很好，我还像看看前导码、同步字这些，怎么就没什么人问呢？

作者: sanwei2010 时间: 2017-11-21 19:49
14年的帖子，作者还没续贴！

作者: 拽妹小倩 时间: 2017-12-1 21:47
希望更新

作者: 刺青祭奠 时间: 2017-12-24 15:10
谢谢分享

作者: 阿志 时间: 2018-7-15 16:45
谢谢分享

作者: ASDAQ 时间: 2018-10-30 22:10
牛皮啊，6666谢谢楼主

作者: 菜用鸡 时间: 2019-3-14 22:20
小白表示看不懂，哈哈哈，我是不是没救了

作者: 3230205570 时间: 2019-10-28 16:42

liyongbin10 发表于 2015-2-26 21:45
楼主，想问一下NRF24L01和5V单片机相连要串电阻吗？串多大？

正常是3.3V，自己计算下呗。不难的

作者: L3879621 时间: 2019-10-29 12:05
安全加密芯片，有意者欢迎咨询

作者: ▓逍〓遥◆ 时间: 2019-10-30 00:17
谢谢分享，学习

作者: duyi324 时间: 2020-1-30 11:32
前来学习一下，谢谢分享。虽然好久的帖子了

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