小四轴DIY之NRF24L01初始化

/******************************************************************************
宏定义
*******************************************************************************/ 
#define NRF_CE_GPIO GPIOB
#define NRF_CE_Pin GPIO_Pin_2
#define NRF_CSN_GPIO GPIOA
#define NRF_CSN_Pin GPIO_Pin_4
#define NRF_IRQ_GPIO GPIOB
#define NRF_IRQ_Pin GPIO_Pin_3


#define NRF_CE_H   NRF_CE_GPIO ->BSRR = NRF_CE_Pin  //CE高电平
#define NRF_CE_L   NRF_CE_GPIO ->BRR  = NRF_CE_Pin  //CE低电平
#define NRF_CSN_H   NRF_CSN_GPIO->BSRR = NRF_CSN_Pin //CSN高电平
#define NRF_CSN_L   NRF_CSN_GPIO->BRR  = NRF_CSN_Pin //CSN高电平
#define NRF_IRQ_ReadNRF_IRQ_GPIO->IDR  & NRF_IRQ_Pin //IRQ读数据


/******************************************************************************
变量定义
*******************************************************************************/ 
uint8_t NRF24L01_RXDATA[32];//nrf24l01接收到的数据
uint8_t NRF24L01_TXDATA[32];//nrf24l01需要发送的数据
static uint8_t TX_ADDRESS[5]= {0x1A,0x3B,0x5C,0x7D,0x9E};//本地地址
static uint8_t RX_ADDRESS[5]= {0x1A,0x3B,0x5C,0x7D,0x9E};//接收地址
static uint16_t Nrf_Erro;


/******************************************************************************
函数原型: void SPI1_Init(void)
功　　能: 初始化SPI总线
*******************************************************************************/ 
void SPI1_Init(void)
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;


RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

//改变指定管脚的映射 GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable ，JTAG-DP 禁用 + SW-DP 使能
//因为使用到了 PB3 PB4
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE);

//配置SCK,MISO,MOSI引脚  
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //推挽复用
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//配置CE引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_CE_Pin; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_Init(NRF_CE_GPIO, &GPIO_InitStructure);
//配置CSN引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_CSN_Pin; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_Init(NRF_CSN_GPIO, &GPIO_InitStructure);
//配置IRQ引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = NRF_IRQ_Pin; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_Init(NRF_IRQ_GPIO, &GPIO_InitStructure);

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource3);
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//外部中断
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

NRF_CSN_H; //禁止NRF器件
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //双线全双工 
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式 
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //数据大小8位 
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //时钟极性，空闲时为低 
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //第1个边沿有效，上升沿为采样时刻 
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;  //NSS信号由软件产生 
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8; //8分频，9MHz 
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前 
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; 
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); 
  
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);//使能 SPI1

PrintString("\r\n SPI1初始化完成！");
}
/******************************************************************************
函数原型: uint8_t SPI_RW(uint8_t data) 
功　　能: SPI总线读写
返 回 值： 返回SPI总线读取数据
*******************************************************************************/ 
uint8_t SPI_RW(uint8_t data) 
{ 
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);//当SPI发送缓冲器非空时等待  
SPI_I2S_SendData(SPI1, data);//通过SPI总线发送一字节数据
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);//当SPI接收缓冲器为空时等待
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}


/******************************************************************************
函数原型： uint8_t NRF_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value)
功    能： NRF写寄存器
返 回 值： NRF写寄存器返回值
*******************************************************************************/
uint8_t NRF_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value)
{
uint8_t status;
NRF_CSN_L; //选通NRF器件
status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址
SPI_RW(value);//写数据
NRF_CSN_H; //禁止NRF器件
return status;
}


/******************************************************************************
函数原型： uint8_t NRF_Read_Reg(uint8_t reg)
功    能： NRF读寄存器
返 回 值： 寄存器数据
*******************************************************************************/
uint8_t NRF_Read_Reg(uint8_t reg)
{
uint8_t reg_val;
NRF_CSN_L; //选通NRF器件 
SPI_RW(reg); //写寄存器地址
reg_val = SPI_RW(0);//读取该寄存器返回数据
NRF_CSN_H; //禁止NRF器件 
    return reg_val;
}


/******************************************************************************
函数原型： uint8_t NRF_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)
功    能： NRF写缓冲区
返 回 值： NRF写缓冲区返回值
*******************************************************************************/
uint8_t NRF_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)
{
uint8_t i;
uint8_t status;
NRF_CSN_L; //选通NRF器件 
status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址 
for(i=0; i<uchars; i++)
{
SPI_RW(pBuf[i]);//写数据 
}
NRF_CSN_H; //禁止NRF器件
    return status;
}


/******************************************************************************
函数原型： uint8_t NRF_Read_Buff(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)
功    能： NRF读缓冲区
返 回 值： 缓冲区数据
*******************************************************************************/
uint8_t NRF_Read_Buff(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uchars)
{
uint8_t i;
uint8_t status;
NRF_CSN_L; //选通NRF器件 
status = SPI_RW(reg);//写寄存器地址
for(i=0; i<uchars; i++)
{
pBuf[i] = SPI_RW(0);//读取返回数据
}
NRF_CSN_H; //禁止NRF器件
    return status;
}


/******************************************************************************
函数原型： static void NRF24L01_Set_TX(void)
功    能： 将NRF24L01设置为发送模式
*******************************************************************************/
static void NRF24L01_Set_TX(void)
{
NRF_CE_L;
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0E);//发送
NRF_CE_H;
}


/******************************************************************************
函数原型： static void NRF24L01_Set_RX(void)
功    能： 将NRF24L01设置为接收模式
*******************************************************************************/
static void NRF24L01_Set_RX(void)
{
NRF_CE_L;
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0F);//接收
NRF_CE_H;
}


/******************************************************************************
函数原型： void NRF_Send_TX(uint8_t * tx_buf, uint8_t len)
功    能： NRF2401发送数据包
*******************************************************************************/
void NRF_Send_TX(uint8_t * tx_buf, uint8_t len)
{
NRF24L01_Set_TX();
NRF_CE_L;//进入待机模式1
NRF_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, len);//装载数据
NRF_CE_H;//设置CE为高，启动发射。CE高电平持续时间最小为10us
}


/******************************************************************************
函数原型： void NRF24L01_Check(void)
功    能： 检查NRF器件是否正常
*******************************************************************************/
void NRF24L01_Check(void)
{ 
uint8_t buf[5]; 
uint8_t i; 
//写入5个字节的地址 
NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,5); 
//读出写入的地址 
NRF_Read_Buff(TX_ADDR,buf,5); 
//比较
for(i=0;i<5;i++) 
{ 
if(buf[i]!=TX_ADDRESS[i]) 
break; 
} 
if(i==5)
PrintString("\r\n NRF24L01初始化成功！");
else
PrintString("\r\n NRF24L01初始化失败！");
}


/******************************************************************************
函数原型： void NRF24L01_Init(uint8_t Chanal,uint8_t Mode)
功    能： NRF24L01初始化
参    数： Chanal，RF通道
*******************************************************************************/
void NRF24L01_Init(uint8_t Chanal,uint8_t Mode)
{
NRF_CE_L;

NRF_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清空发送缓冲区
NRF_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清空接收缓冲区
NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG + TX_ADDR,   TX_ADDRESS,5); //写TX节点地址  
NRF_Write_Buf(NRF_WRITE_REG + RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,5);//写RX节点地址 


NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + EN_AA,     0x01); //使能通道0的自动应答 
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);//使能通道0的接收地址 
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us;最大自动重发次数:10次 
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RF_CH,   Chanal);//设置RF通道为CHANAL
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RX_PW_P0,    32);//设置通道0的有效数据宽度
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + RF_SETUP,  0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启

if(Mode==TX)
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0E);//发送
else if(Mode==RX)
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + CONFIG,0x0F);//接收

NRF_CE_H;
}


#define Filter_Num 20
/******************************************************************************
函数原型： static void NRF24L01_Analyse(void)
功    能： 分析NRF24L01收到的数据帧
*******************************************************************************/
static void NRF24L01_Analyse(void)
{
uint8_t sum = 0,i;
uint8_t len = NRF24L01_RXDATA[3] + 5;
static uint16_t temp;

for(i=3;i<len;i++)
sum ^= NRF24L01_RXDATA[i];
if( sum!=NRF24L01_RXDATA[len] )return; //数据校验
if( NRF24L01_RXDATA[0] != '$' )return; //数据校验
if( NRF24L01_RXDATA[1] != 'M' )return; //数据校验
if( NRF24L01_RXDATA[2] != '<' )return; //上位机及遥控下发给飞控数据

if( NRF24L01_RXDATA[4] == MSP_RC )//功能桢标志，遥控数据
{
Rc.ROLL = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[6])  << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[5];
Rc.PITCH = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[8])  << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[7];
Rc.YAW = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[10]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[9];
Rc.THROTTLE = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[12]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[11];


Rc.AUX1 = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[14]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[13];
Rc.AUX2 = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[16]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[15];
Rc.AUX3 = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[18]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[17];
Rc.AUX4 = ( (uint16_t)(NRF24L01_RXDATA[20]) << 8 ) | NRF24L01_RXDATA[19];//夜间模式和锁尾模式

if((temp != Rc.AUX4) && Rc_Lock)//上锁的情况下、按键的时候指示灯闪烁
{
temp = Rc.AUX4;
LED_FLASH();
}

RC_Limit(&Rc);
RC_LOCK();
}
if( NRF24L01_RXDATA[4] == MSP_SET_PID )//功能桢标志，设置PID
{
roll.kp  = (float)NRF24L01_RXDATA[5]/10.f;
roll.ki  = (float)NRF24L01_RXDATA[6]/1000.0f;
roll.kd  = (float)NRF24L01_RXDATA[7];
pitch.kp = roll.kp;
pitch.ki = roll.ki;
pitch.kd = roll.kd;


gyro_roll.kp  = (float)NRF24L01_RXDATA[8]/10.f;
gyro_roll.ki  = (float)NRF24L01_RXDATA[9]/1000.f;
gyro_roll.kd  = (float)NRF24L01_RXDATA[10];
gyro_pitch.kp = gyro_roll.kp;
gyro_pitch.ki = gyro_roll.ki;
gyro_pitch.kd = gyro_roll.kd;

control_high.kp = (float)NRF24L01_RXDATA[11]/10.f;
control_high.ki = (float)NRF24L01_RXDATA[12]/1000.f;
control_high.kd = (float)NRF24L01_RXDATA[13];

// gyro_yaw.kp = (float)NRF24L01_RXDATA[11]/10.f;
// gyro_yaw.ki = (float)NRF24L01_RXDATA[12]/1000.f;
// gyro_yaw.kd = (float)NRF24L01_RXDATA[13];

EEPROM_SAVE_PID();
LED_FLASH();
}
if( NRF24L01_RXDATA[4] == MSP_ACC_CALIBRATION )//功能桢标志
{
Do_ACC_Offset();//校正加速度计
LED_FLASH();
}
if( NRF24L01_RXDATA[4] == MSP_MAG_CALIBRATION )//功能桢标志
{
Do_GYRO_Offset();//校正陀螺仪
LED_FLASH();
}
if( NRF24L01_RXDATA[4] == MSP_RESET_CONF )//功能桢标志
{
PID_Reset();//重置PID参数
LED_FLASH();
}
}


/******************************************************************************
函数原型： void Send_Data_Back(void)
功    能： 向遥控发送数据
*******************************************************************************/
void Send_Data_Back(void)
{
static uint8_t turn_count;
turn_count++;
switch(turn_count)
{
case 1: Print_MSP_RAW_IMU();break;
case 2: Print_MSP_ATTITUDE();break;
case 3: Print_MSP_FLY_DATA();break;
case 4: ANO_Send_Data();
turn_count=0; break;
default:turn_count=0;
}
}


/******************************************************************************
函数原型： void NRF24L01_IRQ(void)
功    能： NRF24L01中断
*******************************************************************************/
void NRF24L01_IRQ(void)
{
uint8_t status = NRF_Read_Reg(NRF_READ_REG + NRFRegSTATUS);

if(status & (1<<RX_DR))//接收中断
{
uint8_t rx_len = NRF_Read_Reg(R_RX_PL_WID);
if(rx_len==32)
{
NRF_Read_Buff(RD_RX_PLOAD,NRF24L01_RXDATA,rx_len);//读取接收FIFO数据
Nrf_Erro = 0;
}
else
{
NRF_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清空接收缓冲区
}
}
if(status & (1<<MAX_RT))//达到最多次重发中断
{
if(status & (1<<TX_FULL))//TX FIFO 溢出
{
NRF_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清空发送缓冲区
}
}
NRF24L01_Set_RX();//设置Nrf2401为接收模式
NRF_Write_Reg(NRF_WRITE_REG + NRFRegSTATUS, status);//清除中断标志位
}


/******************************************************************************
函数原型： void Nrf_Connect(void)
功    能： NRF24L01连接函数
*******************************************************************************/
void Nrf_Connect(void)//1KHZ
{
Nrf_Erro ++;
if(Nrf_Erro==1)
{
LED2_ON;
NRF24L01_Analyse();//分析NRF24L01收到的数据帧
Send_Data_Back();  //向遥控发送数据
}
if(Nrf_Erro%100==0)  //0.1s未接收nrf数据 ，试图连接遥控
{
NRF24L01_IRQ();    //清除中断标志位
}
if(Nrf_Erro>=1000)   //1s未接收nrf数据 ,锁定四轴，电机停转，防止意外发生
{
LED2_OFF;

Rc.THROTTLE = Rc.THROTTLE - 10;
if(Rc.THROTTLE<=1300)
{
Rc_Lock=1;  //上锁
Rc.THROTTLE=1010;
}
Nrf_Erro = 1;
}

if(low_power)//单节电压小于3.5伏特，呼吸灯快闪
{
Breath_LED(0.01);
}
else if(Rc_Lock==0)
{
if(Rc.AUX4 & Led_Mode)  //夜间模式
LED3_ON;
else
LED3_OFF;
}
else
{
Breath_LED(0.0015);
}
}