STM32F103VET6 2.4G通信模块NRF24L01 GPIO模拟SPI的测试例程

来源：互联网发布：手机淘宝能删除好评吗? 编辑：程序博客网时间：2024/06/08 13:56

自己画的一块基于STM32F103VET6的开发测试板，留有一个NRF24L01+的通信接口，之前买了一些NRF24L01+的模块打算研究一下用上，淘宝上买的比较便宜，可以用于物联网方面的无线应用吧。

做过NRF905的通信，NRF24L01的也是有些相似。网上教程一大堆，我原理上设计为GPIO模拟SPI，因此我找了个GPIO 模拟SPI通信的例程，改了下，开始出了点问题，后来找到原因并解决，通信正常了。

先说一下问题：

NRF24L01引脚初始化问题，设置了引脚，但是GPIO初始化时，引脚没有对应上，因此程不跑，串口一直打印找不到NRF24L01模块，因为有一个检测NRF24L01是否存在的函数。

//上电检测NRF24L01是否在位//写5个数据然后再读回来进行比较，//相同时返回值0，表示在位;//否则返回1，表示不在位.u8 NRF24L01_Check(void){u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};u8 buf1[5];u8 i;    NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf1,5);              //读出写入的地址  for(i=0;i<5;i++)if(buf1[i]!=0XA5) break;   if(i!=5) return 1;                               //NRF24L01不在位return 0;                                //NRF24L01在位}

写进去：五个字节：0xA5，读出来，全为：0xFF，好像网上也有这样的问题，其实，是NRF24L01没有初始化成功的原因。设置好引脚，初始化GPIO与相应的时钟后，正常了。

因此注意：void Init_NRF24L01(void) 函数，把GPIO引脚设置正确。

NRF24L01的驱动程序如下：

NRF24L01.c

#include "NRF24L01.h"const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址    void Delay(vu32 nCount){  for(; nCount != 0; nCount--);}//初始化NRF24L01IO口//CE->PD2,CSN->PD5,SCK->PD3,MOSI->PD6,MISO->PD4,IRQ->PD7void Init_NRF24L01(void){//CE->PD2,CSN->PD5,SCK->PD3,MOSI->PD6GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);//使能GPIO 的时钟  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);CE_H;           //初始化时先拉高  CSN_H;//初始化时先拉高//MISO->PD4,IRQ->PD7GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;     //上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);IRQ_H; //IRQ置高CE_L;                   //使能NRF24L01CSN_H;                    //SPI片选取消}//模拟SPI读写数据函数u8 SPI_ReadWriteByte(u8 TxData)                                        {u16 bit_ctr;   for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++)    {if(TxData & 0x80)MOSI_H;         elseMOSI_L;TxData = (TxData << 1);           SCK_H; Delay(0xff);if(READ_MISO)                     TxData |= 0x01;         SCK_L; Delay(0xff);               }    return(TxData);                 }//上电检测NRF24L01是否在位//写5个数据然后再读回来进行比较，//相同时返回值0，表示在位;//否则返回1，表示不在位.u8 NRF24L01_Check(void){u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};u8 buf1[5];u8 i;    NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf1,5);              //读出写入的地址  for(i=0;i<5;i++)if(buf1[i]!=0XA5) break;   if(i!=5) return 1;                               //NRF24L01不在位return 0;                                //NRF24L01在位}  //通过SPI写寄存器u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg_addr,u8 data){u8 status;    CSN_L;                    //使能SPI传输  status =SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //发送寄存器号   SPI_ReadWriteByte(data);            //写入寄存器的值  CSN_H;                    //禁止SPI传输     return(status);                //返回状态值}//读取SPI寄存器值 ，regaddr:要读的寄存器u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg_addr){u8 reg_val;     CSN_L;                //使能SPI传输  SPI_ReadWriteByte(reg_addr);     //发送寄存器号  reg_val=SPI_ReadWriteByte(0);//读取寄存器内容  CSN_H;                //禁止SPI传输      return(reg_val);                 //返回状态值}//在指定位置读出指定长度的数据//*pBuf:数据指针//返回值,此次读到的状态寄存器值 u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg_addr,u8 *pBuf,u8 data_len){u8 status,i;         CSN_L;                     //使能SPI传输  status=SPI_ReadWriteByte(reg_addr);   //发送寄存器值(位置),并读取状态值       for(i=0;i<data_len;i++)pBuf[i]=SPI_ReadWriteByte(0);//读出数据  CSN_H;                     //关闭SPI传输  return status;                        //返回读到的状态值}//在指定位置写指定长度的数据//*pBuf:数据指针//返回值,此次读到的状态寄存器值u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg_addr, u8 *pBuf, u8 data_len){u8 status,i;     CSN_L;                                    //使能SPI传输  status = SPI_ReadWriteByte(reg_addr);                //发送寄存器值(位置),并读取状态值  for(i=0; i<data_len; i++)SPI_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据   CSN_H;                                    //关闭SPI传输  return status;                                       //返回读到的状态值}   //启动NRF24L01发送一次数据//txbuf:待发送数据首地址//返回值:发送完成状况u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *tx_buf){u8 state;   CE_L;  NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,tx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节 CE_H;                                     //启动发送   while(READ_IRQ != 0);                         //等待发送完成state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                     //读取状态寄存器的值   NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state);      //清除TX_DS或MAX_RT中断标志if(state&MAX_TX)                                     //达到最大重发次数{NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);               //清除TX FIFO寄存器 return MAX_TX; }if(state&TX_OK)                                      //发送完成{return TX_OK;}return 0xff;                                         //其他原因发送失败}//启动NRF24L01发送一次数据//txbuf:待发送数据首地址//返回值:0，接收完成；其他，错误代码u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rx_buf){u8 state;          state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                //读取状态寄存器的值     NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志if(state&RX_OK)                                 //接收到数据{NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);          //清除RX FIFO寄存器 return 0; }   return 1;                                      //没收到任何数据}//该函数初始化NRF24L01到RX模式//设置RX地址,写RX数据宽度,选择RF频道,波特率和LNA HCURR//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了   void RX_Mode(void){CE_L;      //写RX节点地址  NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);    //使能通道0的自动应答      NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01);        //使能通道0的接收地址     NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);    //设置RF通信频率    NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40);         //选择通道0的有效数据宽度       NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);    //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启     NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);    //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX接收模式   NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);     //CE为高,进入接收模式   CE_H;                                }//该函数初始化NRF24L01到TX模式//设置TX地址,写TX数据宽度,设置RX自动应答的地址,填充TX发送数据,//选择RF频道,波特率和LNA HCURR PWR_UP,CRC使能//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了   //CE为高大于10us,则启动发送. void TX_Mode(void){ CE_L;        //写TX节点地址   NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);        //设置TX节点地址,主要为了使能ACK    NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);     //使能通道0的自动应答      NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01);         //使能通道0的接收地址    NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);     //设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次  NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);    //设置RF通道为40  NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40);           //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启     NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);      //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX发送模式,开启所有中断  NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG,0x0e);        // CE为高,10us后启动发送CE_H;                                  }

NRF24L01头文件：

#ifndef _NRF24L01_H#define _NRF24L01_H#include "stm32f10x.h"/****************************************************************************************************///NRF24L01寄存器操作命令#define SPI_READ_REG    0x00  //读配置寄存器,低5位为寄存器地址#define SPI_WRITE_REG   0x20  //写配置寄存器,低5位为寄存器地址#define RD_RX_PLOAD     0x61  //读RX有效数据,1~32字节#define WR_TX_PLOAD     0xA0  //写TX有效数据,1~32字节#define FLUSH_TX        0xE1  //清除TX FIFO寄存器.发射模式下用#define FLUSH_RX        0xE2  //清除RX FIFO寄存器.接收模式下用#define REUSE_TX_PL     0xE3  //重新使用上一包数据,CE为高,数据包被不断发送.#define NOP             0xFF  //空操作,可以用来读状态寄存器 //SPI(NRF24L01)寄存器地址#define CONFIG          0x00  //配置寄存器地址;bit0:1接收模式,0发射模式;bit1:电选择;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能;                              //bit4:中断MAX_RT(达到最大重发次数中断)使能;bit5:中断TX_DS使能;bit6:中断RX_DR使能#define EN_AA           0x01  //使能自动应答功能  bit0~5,对应通道0~5#define EN_RXADDR       0x02  //接收地址允许,bit0~5,对应通道0~5#define SETUP_AW        0x03  //设置地址宽度(所有数据通道):bit1,0:00,3字节;01,4字节;02,5字节;#define SETUP_RETR      0x04  //建立自动重发;bit3:0,自动重发计数器;bit7:4,自动重发延时 250*x+86us#define RF_CH           0x05  //RF通道,bit6:0,工作通道频率;#define RF_SETUP        0x06  //RF寄存器;bit3:传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,发射功率;bit0:低噪声放大器增益#define STATUS          0x07  //状态寄存器;bit0:TX FIFO满标志;bit3:1,接收数据通道号(最大:6);bit4,达到最多次重发                              //bit5:数据发送完成中断;bit6:接收数据中断;#define MAX_TX      0x10  //达到最大发送次数中断#define TX_OK       0x20  //TX发送完成中断#define RX_OK       0x40  //接收到数据中断#define OBSERVE_TX      0x08  //发送检测寄存器,bit7:4,数据包丢失计数器;bit3:0,重发计数器#define CD              0x09  //载波检测寄存器,bit0,载波检测;#define RX_ADDR_P0      0x0A  //数据通道0接收地址,最大长度5个字节,低字节在前#define RX_ADDR_P1      0x0B  //数据通道1接收地址,最大长度5个字节,低字节在前#define RX_ADDR_P2      0x0C  //数据通道2接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;#define RX_ADDR_P3      0x0D  //数据通道3接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;#define RX_ADDR_P4      0x0E  //数据通道4接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;#define RX_ADDR_P5      0x0F  //数据通道5接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;#define TX_ADDR         0x10  //发送地址(低字节在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0与此地址相等#define RX_PW_P0        0x11  //接收数据通道0有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define RX_PW_P1        0x12  //接收数据通道1有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define RX_PW_P2        0x13  //接收数据通道2有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define RX_PW_P3        0x14  //接收数据通道3有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define RX_PW_P4        0x15  //接收数据通道4有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define RX_PW_P5        0x16  //接收数据通道5有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法#define FIFO_STATUS     0x17  //FIFO状态寄存器;bit0,RX FIFO寄存器空标志;bit1,RX FIFO满标志;bit2,3,保留                              //bit4,TX FIFO空标志;bit5,TX FIFO满标志;bit6,1,循环发送上一数据包.0,不循环;/**********************************************************************************************************///NRF2401片选信号#define CE_L      GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2)#define CE_H      GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2)//SPI片选信号#define CSN_L     GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_5)#define CSN_H     GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_5)//SPI时钟#define SCK_LGPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_3)#define SCK_HGPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_3)//SPI输出#define MOSI_LGPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_6)#define MOSI_HGPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_6)//SPI输入#define READ_MISOGPIO_ReadInputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_4)   //IRQ中断脚#define IRQ_L     GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7) #define IRQ_H     GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7)#define READ_IRQ    GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_7)//NRF24L01发送接收数据宽度定义#define TX_ADR_WIDTH    5                   //5字节的地址宽度#define RX_ADR_WIDTH    5                   //5字节的地址宽度#define TX_PLOAD_WIDTH  32                  //20字节的用户数据宽度#define RX_PLOAD_WIDTH  32                  //20字节的用户数据宽度      void Init_NRF24L01(void);                    //NRF24l01初始化u8 SPI_ReadWriteByte(u8 TxData) ; //模拟SPI通讯函数void RX_Mode(void);                          //配置为接收模式void TX_Mode(void);                          //配置为发送模式u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 regaddr, u8 *pBuf, u8 datalen); //写数据区u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 regaddr, u8 *pBuf, u8 datalen);  //读数据区  u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 regaddr);                 //读寄存器u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 regaddr, u8 data);              //写寄存器u8 NRF24L01_Check(void);                                 //检查NRF24L01是否在位u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf);                         //发送一个包的数据u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf);                         //接收一个包的数据void Delay(vu32 nCount);#endif

接收端的main函数：

/********************        (C) COPYRIGHT 2017        ************************** * 文件名  ：main.c * 描述    ：NRF24L01+ 的 接收 测试程序   * 实验平台：STM32F103VET6 * 库版本  ：ST3.5.0 * 编写日期：2017-04-17 * 修改日期：2017-04-17 * 作者    ： * 2017-04-17 * (1)NRF24L01+  接收数据 测试正常！**********************************************************************************/#include "usart1.h"#include "led.h"#include "tim2.h"#include "NRF24L01.h"#include "SysTick.h"/*  * 函数名：main * 描述  : "主机"的主函数 * 输入  ：无 * 输出  : 无 */ int main(void){ uint8_t tmp_buf[6];SysTick_Init(); USART1_Config(115200);/* 初始化USART1 */ LED_GPIO_Config();  /* 运行LED初始化 */TIM2_Config(); /* 定时器TIM2初始化 */Init_NRF24L01();printf("STM32F103VET6 NRF24L01 RECV Test!\r\n");printf("2017-04-17\r\n");if(NRF24L01_Check()){printf("NRF24L01 is Not work!\r\n");}RX_Mode();//只收不发while(1){ if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)==0)//接收到数据{printf("\r\n RECV Data is:%s\r\n",tmp_buf);LED1(ON);Delay_ms(100);}LED1(OFF);}}/******************* (C) COPYRIGHT 2017 *****END OF FILE************/

发送端的main函数：

/********************        (C) COPYRIGHT 2017        ************************** * 文件名  ：main.c * 描述    ：NRF24L01+ 发送数据测试程序 * 实验平台：STM32F103VET6 * 库版本  ：ST3.5.0 * 编写日期：2017-04-17 * 修改日期：2017-04-17 * 作者    ： * 2017-04-17 * (1)NRF24L01+ 发送数据 测试正常！**********************************************************************************/#include "usart1.h"#include "led.h"#include "tim2.h"#include "NRF24L01.h"#include "SysTick.h"/*  * 函数名：main * 描述  : "主机"的主函数 * 输入  ：无 * 输出  : 无 */ int main(void){ uint8_t tmp_buf[6] = {0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36};SysTick_Init(); USART1_Config(115200);/* 初始化USART1 */ LED_GPIO_Config();  /* 运行LED初始化 */TIM2_Config(); /* 定时器TIM2初始化 */Init_NRF24L01();printf("STM32F103VET6 NRF24L01 SEND Test!\r\n");printf("2017-04-17\r\n");if(NRF24L01_Check()){printf("NRF24L01 is Not work!\r\n");}TX_Mode();//只发不收while(1){ if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf)==TX_OK)// 判断是否发送完成{printf("Send Data:%s\r\n",tmp_buf);LED1(ON);Delay_ms(500);LED1(OFF);}else   //发送失败{   printf("请确定接收端是否正常！\r\n");Delay_ms(500);    }}}/******************* (C) COPYRIGHT 2017 *****END OF FILE************/

测试的方法：

（1）需要两个开发板来测试，一个用于接收，另一个用于发送。

（2）主要看接收是否正常，正常的话，LED灯会亮一下，并且串口打印收到的数据。

（3）至于通信的协议与数据格式，可以自定义，当然，接收与发送功能可以集一身。

经过测试，正常。

发送与接收的工程如下：

http://download.csdn.net/detail/tcjy1000/9816507

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