众拳基于STM8的NRF24L01 2.4G无线模块实验详解 含程序

NRF24L01 简介
NRF24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信通信芯片，采用FSK 调制，集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度最高可达到2Mbps。
芯片特点：
2.4G全球开放的ISM频段，免许可证使用。
最高工作速率2Mbps，高校的GFSK调制，抗干扰能力强。
126个可选的频道，满足多点通信和调频通信的需要。
内置CRC检错和点对多点的通信地址控制。
可设置自动应答，确保数据可靠传输。
采用SPI通信，可以很方便的连接到MCU上面。
NRF24L01 模块简介



CSN：SPI片选线
SCK：SPI时钟线
MOSI：SPI数据线(主机输出，从机输入)
MISO：SPI数据线(主机输入，从机输出)


CE：模式控制线，在CSN为低的情况下，CE协同CONFIG寄存器共同决定NRF24L01 的状态（参照NRF24L01 的状态机）


IRQ：中断信号线，中断时变为低电平，在以下三种情况变低：Tx FIFO 发完并且收到ACK（使能ACK情况下）、Rx FIFO 收到数据、达到最

大重发次数。


NRF24L01 SPI通讯时序图



空闲状态SCK为0，CPOL=0；数据在时钟第一个时间边沿采集，CPHA=0；
Cn：SPI命令位
Sn：STATUS寄存器位        
Dn：数据位（ MSB，多字节传输时，低字节在前）
NRF24L01 工作模式介绍


其中，收发模式又有： Enhanced ShockBurst收发模式和ShockBurst收发模式，只有Enhanced ShockBurst收发模式支持自动ACK和自动重发。开启自动ACK，则默认选择Enhanced模式
Enhanced ShockBurst 模式介绍
Enhanced ShockBurst收发模式，使用片内的先入先出堆栈区，数据可以低速从微控制器送入，高速(1Mbps/2Mbps)从芯片发射，这样可以尽量节能。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有3大好处：
1，节能；
2，低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；
3，数据在空中停留时间短，抗干扰性高；
    在Enhanced ShockBurst收发模式下，NRF24L01自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将使能发送过程。
Enhanced ShockBurst模式：发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便发送方检测有无数据丢失，一旦丢失则重发数据。重发数据设置在地址为 0X04 的数据重发设置寄存器 用于设置其重发次数及设置在未收到应答信号后等待重发的时间。
    在接收模式下，最多可以接收6路不通的数据。每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。也就是说6 个不同的NRF24L01 设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的NRF24L01 进行通讯，而设置为接收模式的NRF24L01可以对这6 个发射端进行识别。数据通道0 是唯一的一个可以配置为40 位自身地址的数据通道。1~5 数据通道都为8 位自身地址和32 位公用地址(由通道1设置)。所有的数据通道都可以设置为Enhanced ShockBurst 模式。



在接收端，确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号。

在发送端，通道0被用作接收应答信号，因此通道0的接收地址要与发送地址端地址相等，以确保接收到正确的应答信号。


Enhanced ShockBurst 发送模式

初始化过程：
1）写Tx 节点的地址 TX_ADDR
2）写Rx 节点的地址（主要是为了使能Auto Ack） RX_ADDR_P0
3）使能AUTO ACK EN_AA
4）使能PIPE 0 EN_RXADDR
5）配置自动重发次数 SETUP_RETR
6）选择通信频率 RF_CH  频率计算公式：2400+RF_CH  (Mhz)
7）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率） RF_SETUP
8）配置24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。


发送流程:
1. 把地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01；
2. 配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式；
3. 微控制器把CE置高（至少10us），激发Enhanced ShockBurstTM发射；
4. Enhanced ShockBurstTM发射：
①给射频前端供电；
②射频数据打包(加字头、CRC校验码)；
③ 高速发射数据包；
④发射完成，NRF24L01进入空闲状态。


Enhanced ShockBurst 接收模式
初始化过程:
1）写Rx 节点的地址 RX_ADDR_P0
2）使能AUTO ACK EN_AA
3）使能PIPE 0 EN_RXADDR
4）选择通信频率 RF_CH
5）选择通道0 有效数据宽度 RX_PW_P0
6）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率） RF_SETUP
7）配置24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。

接收流程:
1. 配置接收地址和要接收的数据包大小；
2. 配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高。
3. 130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；
4. 当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，NRF2401自动把字头、地址和CRC校验位移去；
5. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中断)通知微控制器；
6. 微控制器把数据从FIFO读出(0X61指令)；
7. 所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以进入四种主要的模式之一；


NRF24L01-SPI指令


寄存器介绍




















单片机源程序如下:

1. /***********************************************************************
   
2. *   作    者: 刘洋 张殿东
   
3. *   版    本: V1.0
   
4. *   日    期: 2016-05-03   
   
5. *
   
6. *   IAR开发环境    版本 V2.20.1
   
7. *   ST库函数       版本 V2.2.0
   
8. ***********************************************************************/
   
9. 
   
10. #include "pbdata.h"//引入自定义公共头文件
    
11. 
    
12. void BSP_Configuration(void);//硬件初始化函数声明
    
13. 
    
14. /***********************************************************************
    
15. *   函 数 名: main
    
16. *   功能说明: c程序入口
    
17. *   形    参：无
    
18. *   返 回 值: 错误代码(无需处理)
    
19. ***********************************************************************/
    
20. int main(void)
    
21. {
    
22.   BSP_Configuration();//硬件驱动初始化函数
    
23.   
    
24.   NRF24L01_Demo3();  
    
25. }
    
26. /***********************************************************************
    
27. *   函 数 名: BSP_Configuration
    
28. *   功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。
    
29. *   形    参：无
    
30. *   返 回 值: 无
    
31. ***********************************************************************/
    
32. void BSP_Configuration(void)
    
33. {  
    
34.   CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1);//时钟速度为内部16M，1分频，
    
35.   UART1_Congfiguration();//调用RS232串口1初始化函数
    
36.   LED_Init();//调用LED初始化函数
    
37.   SPI_Configation();
    
38.   NRF24L01_Init();
    
39.   rim();//打开总中断
    
40. }
    
41. 
    
42. /*断言函数：它的作用是在编程的过程中为程序提供参数检查*/
    
43. #ifdef USE_FULL_ASSERT
    
44. ……………………
    
45. 
    
46. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
    

复制代码

【众拳】剑齿虎开发板2.4G无线实验程序下载：
众拳剑齿虎NRF24L01 2.4G无线模块实验程序.zip (1.82 MB, 下载次数: 194)

2017-11-28 13:17 上传

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实验资料下载：
NRF24L01 2.4G无线模块实验资料.zip (3.9 KB, 下载次数: 154)

2017-11-28 13:18 上传

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感谢！正在学习！

感谢，学习学习！

谢谢老师分享，正在研究nrf24l01。
还想请教老师个问题：如果想用电脑输入并发送类似001#-zt，则001#终端返回应答信号zt，并在终端指示灯闪烁提示需要怎么入手。

谢谢！

谢谢老师分享，现在要用到这个模块奈何真心不知怎么下手 超赞

真心很好 太棒了

及时雨

while (SPI_RF_IRQ!=0);//等待发送完成

这里卡住了，怎么回事，楼主及大神请不吝赐教！