【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信

  大家好,我是小政。本篇文章我将针对NRF24L01模块实现"1对1"及"1对多"无线通信的STM32CubeMX配置过程进行详细的讲解,让准备学习HAL库的小伙伴能够更好的理解STM32CubeMX如何配置。

NRF24L01模块实现"1对1"及"1对多"无线通信

  • 1. 芯片简介
    • (1)NRF24L01功能框图
    • (2)NRF24L01状态机
    • (3)NRF24L01工作模式
    • (4)TX与RX的配置过程
      • 4.1 TX 模式初始化过程
      • 4.2 RX 模式初始化过程
  • 2. 硬件准备
  • 3. STM32CubeMX配置过程
  • 4. STM32源代码
    • 4. 1 发送端
    • 4. 2 接收端
    • 4. 3 修改从机频道实现1对多通信
  • 5. 结果展示
    • 5. 1 上位机数据
    • 5. 2 从机
  • 6、下载
  • 7、总结

1. 芯片简介

  NRF24L01 是 NORDIC 公司最近生产的一款无线通信通信芯片,采用 FSK 调制,内部集成 NORDIC 自己的 Enhanced Short Burst 协议。可以实现点对点或是 1 对 6 的无线通信。无线通信速度可以达到 2Mbps。NORDIC 公司提供通信模块的 GERBER 文件,可以直接加工生产。嵌入式工程师或是单片机爱好者只需要为单片机系统预留 5 个 GPIO,1 个中断输入引脚,就可以很容易实现无线通信的功能,非常适合用来为 MCU 系统构建无线通信功能。

(1)NRF24L01功能框图

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第1张图片
  NRF24L01的框图上图所示,从单片机控制的角度来看,我们只需要关注图1右面的六个控制和数据信号,分别为CSN、SCK、MISO、MOSI、IRQ、CE。
【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第2张图片

  • CSN:芯片的片选线,CSN为低电平时,芯片工作
  • SCK:芯片控制的时钟线(SPI时钟)
  • MISO:芯片控制数据线,主控制器输出,从器件数据输入
  • MOSI:芯片控制数据线,主控制器输入,从器件数据输出
  • CE:芯片的模式控制线。在CSN为低电平的情况下,CE协同NRF24L01的CONFIG寄存器共同决定NRF24L01的状态
  • IRQ:中断信号。无线通信过程中MCU主要通过IRQ与NRF24L01进行通信

在以下三种情况变低:
  a) Tx FIFO 发完并且收到ACK(使能ACK情况下)
  b) Rx FIFO 收到数据
  c) 达到最大重发次数

(2)NRF24L01状态机

  对于NRF24L01的固件编程工作主要是参照NRF24L01的状态机。主要有以下几个状态:
  Power Down Mode:掉电模式
  Tx Mode:发射模式
  Rx Mode:接收模式
  Standby-1 Mode:待机1模式
  Standby-2 Mode:待机2模式

(3)NRF24L01工作模式

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第3张图片
  工作模式分为四种模式:接收模式,发送模式,待机模式,掉电模式
  收发模式又分为:Enhanced ShockBurstTM收发模式(支持自动ACK和自动重发)、ShockBurstTM收发模式和直接收发模式三种,收发模式由器件配置字决定。
  通常使用Enhanced模式。在Enhanced ShockBurstTM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,将时发送过程完成后。,该模式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。

(4)TX与RX的配置过程

  这里采用Enhanced ShockBurstTM通信方式的Tx 与Rx的配置及通信过程。

4.1 TX 模式初始化过程

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第4张图片

4.2 RX 模式初始化过程

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第5张图片


2. 硬件准备

(1)所需硬件

  • 芯片:STM32F103C8T6系统板
  • 供电:USB线
  • 模块:NRF24L01

(2)硬件连接:

  • PB4 —— NRF24L01的IRQ引脚
  • PB5 —— NRF24L01的CSN引脚
  • PB6 —— NRF24L01的CE引脚
  • PB13 —— NRF24L01的SCK引脚
  • PB14 —— NRF24L01的MISO引脚
  • PB15 —— NRF24L01的MOSI引脚

3. STM32CubeMX配置过程

1.1 所用工具:

  • 芯片:STM32F103C8T6
  • IDE:MDK-Keil软件
  • STM32F1xxHAL库

1.2 知识概括:

  • STM32CubeMX创建LED,KEY,SPI例程
  • Keil软件程序编写

1.3 工程创建
1、芯片选择
  芯片:STM32F103C8T6(根据自己的板子来进行选择)

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第6张图片
2、设置Debug
  选择Serial Wire,这里是当你想要在keil中进行调试时一定要选择该选项

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第7张图片
3、设置RCC
  设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第8张图片
4、SPI2配置
  SPI2设置为全双工主模式,NRF24L01要求时钟速率设置为8M以下

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第9张图片
5、USART1配置
  异步收发,波特率默认:115200 Bit/s,打开串口1异步收发中断

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第10张图片
6、GPIO配置
  NRF24L01引脚:IRQ设置为上拉输入,CSN和CE都设置为推挽输出;
  我使用的板子LED引脚为PC13,初始电平为高电平,目的是通过观察小灯的亮灭判断是否通信成功;按键设置为PA0,外部中断下降沿触发

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第11张图片
7、中断优先级配置
  因为需要实时发送数据,所以串口通信的优先级要高于按键优先级

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第12张图片
8、配置时钟
  F1系列芯片系统时钟为72MHzs

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第13张图片

9、项目创建最后步骤

  • 设置项目名称
  • 选择所用IDE
    【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第14张图片

10、输出文件

  • ①处:复制所用文件的.c和.h
  • ②处:每个功能生产独立的.c和.h文件
    【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第15张图片

11、创建工程文件
  点击GENERATE CODE 创建工程

12、设置Use MicroLIB
  Use MicroLIB是KEIL自带的一个简易的库,例如你用printf函数的时候,就会从串口1 输出字符串,直接默认定向到串口1,因为代码后续要用到printf,所以这里需要选上

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第16张图片

13、配置下载工具
  这里我们需要勾选上下载后直接运行,然后进行一次编译

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第17张图片

14、NRF24L01.h文件
  在Core/inc文件中添加NRF24L01.h文件

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第18张图片

#ifndef __NRF24L01_H
#define __NRF24L01_H

//NRF24L01 驱动函数
/****************************************************************************************************/
//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;
/**********************************************************************************************************/
//NRF24L01控制操作
/*
#define NRF24L01_CE      GPIO_Pin_7
#define GPIO_NRF24L01_CE  GPIOE
#define RCC_NRF24L01_CE  RCC_AHB1Periph_GPIOE

//NRF24L01 SPI接口CS信号
#define NRF24L01_CSN      GPIO_Pin_8
#define GPIO_NRF24L01_CSN  GPIOE
#define RCC_NRF24L01_CSN  RCC_AHB1Periph_GPIOE

#define NRF24L01_IRQ      GPIO_Pin_9
#define GPIO_NRF24L01_IRQ  GPIOE
#define RCC_NRF24L01_IRQ  RCC_AHB1Periph_GPIOE
*/

//NRF2401片选信号
#define Clr_NRF24L01_CE      HAL_GPIO_WritePin(CE_24L01_GPIO_Port, CE_24L01_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define Set_NRF24L01_CE      HAL_GPIO_WritePin(CE_24L01_GPIO_Port, CE_24L01_Pin, GPIO_PIN_SET)

//SPI片选信号
#define Clr_NRF24L01_CSN     HAL_GPIO_WritePin(CSN_24L01_GPIO_Port, CSN_24L01_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define Set_NRF24L01_CSN     HAL_GPIO_WritePin(CSN_24L01_GPIO_Port, CSN_24L01_Pin, GPIO_PIN_SET)

//NRF2401_IRQ数据输入
#define READ_NRF24L01_IRQ   HAL_GPIO_ReadPin(IRQ_24L01_GPIO_Port, IRQ_24L01_Pin)

//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                              //32字节的用户数据宽度
#define RX_PLOAD_WIDTH  32                              //32字节的用户数据宽度
#define MAX_TIME_INTO_IDEL		10						//进入IDEL模式,最大时间,单位:S
extern 	unsigned char idel_mode_flag;
extern 	unsigned char mode_time_counter;

void NRF24L01_Init(void);                                //NRF24l01初始化
void RX_Mode(void);                                      //配置为接收模式
void TX_Mode(void);                                      //配置为发送模式
unsigned char NRF24L01_Write_Buf(unsigned char regaddr, unsigned char *pBuf, unsigned char datalen); //写数据区
unsigned char NRF24L01_Read_Buf(unsigned char regaddr, unsigned char *pBuf, unsigned char datalen);  //读数据区
unsigned char NRF24L01_Read_Reg(unsigned char regaddr);		                 //读寄存器
unsigned char NRF24L01_Write_Reg(unsigned char regaddr, unsigned char data);              //写寄存器
unsigned char NRF24L01_Check(void);                                 //检查NRF24L01是否在位
unsigned char NRF24L01_TxPacket(unsigned char *txbuf);                         //发送一个包的数据
unsigned char NRF24L01_RxPacket(unsigned char *rxbuf);                         //接收一个包的数据
#endif

15、NRF24L01.c文件
  在Core/src文件中添加NRF24L01.c文件

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第19张图片

#include "NRF24L01.h"
#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "stdio.h"

//NRF24L01 驱动函数

unsigned char idel_mode_flag = 0;
unsigned char mode_time_counter = 0;

const unsigned char INIT_ADDR0[5]= {0x02,0x3A,0xB1,0xB1,0x01};
const unsigned char INIT_ADDR1[5]= {0x02,0x3A,0x01,0x01,0x01};
const unsigned char INIT_ADDR2[5]= {0x03,0x3A,0x01,0x01,0x01};
const unsigned char INIT_ADDR3[5]= {0x04,0x3A,0x01,0x01,0x01};
const unsigned char INIT_ADDR4[5]= {0x05,0x3A,0x01,0x01,0x01};
const unsigned char INIT_ADDR5[5]= {0x06,0x3A,0x01,0x01,0x01};

#define CH_Num	120
#define debug_out(fmt,args...)  printf(fmt,##args)
//#define debug_out(fmt,args...) 

void delay_us(uint32_t n)
{
	unsigned char i;

	while(n--)
	{
		i = 8;
		while(i--);
	}
}
//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
{
	//spi init
	//gpio init
	Clr_NRF24L01_CE;    // chip enable
	Set_NRF24L01_CSN;   // Spi disable
	delay_us(100);
}

//封装spi读写函数
unsigned char nRF24_SPI_Send_Byte(unsigned char txdata)
{
	unsigned char rxdata;
	HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, &txdata, &rxdata, 1, 0x10);
	return(rxdata);							// return read unsigned char
}


//通过SPI写寄存器
unsigned char NRF24L01_Write_Reg(unsigned char regaddr,unsigned char data)
{
	unsigned char status;
	Clr_NRF24L01_CSN;                    //使能SPI传输
	status =nRF24_SPI_Send_Byte(regaddr); //发送寄存器号
	nRF24_SPI_Send_Byte(data);            //写入寄存器的值
	Set_NRF24L01_CSN;                    //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
unsigned char NRF24L01_Read_Reg(unsigned char regaddr)
{
	unsigned char reg_val;
	Clr_NRF24L01_CSN;                //使能SPI传输
	nRF24_SPI_Send_Byte(regaddr);     //发送寄存器号
	reg_val=nRF24_SPI_Send_Byte(0XFF);//读取寄存器内容
	Set_NRF24L01_CSN;                //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
unsigned char NRF24L01_Read_Buf(unsigned char regaddr,unsigned char *pBuf,unsigned char datalen)
{
	unsigned char status,u8_ctr;
	Clr_NRF24L01_CSN;                     //使能SPI传输
	status=nRF24_SPI_Send_Byte(regaddr);   //发送寄存器值(位置),并读取状态值
	//for(u8_ctr=0;u8_ctr
	HAL_SPI_Receive(&hspi2, pBuf, datalen, 0x10);
	Set_NRF24L01_CSN;                     //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
unsigned char NRF24L01_Write_Buf(unsigned char regaddr, unsigned char *pBuf, unsigned char datalen)
{
	unsigned char status,u8_ctr;
	Clr_NRF24L01_CSN;                                    //使能SPI传输
	status = nRF24_SPI_Send_Byte(regaddr);                //发送寄存器值(位置),并读取状态值
	//for(u8_ctr=0; u8_ctr
	HAL_SPI_Transmit(&hspi2, pBuf, datalen, 0x10);
	Set_NRF24L01_CSN;                                    //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
unsigned char NRF24L01_TxPacket(unsigned char *txbuf)
{
	unsigned char state;
	Clr_NRF24L01_CE;
	NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节
	Set_NRF24L01_CE;                                     //启动发送
	while(READ_NRF24L01_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
		debug_out("TX MAX_TX error!\r\n");
		return MAX_TX;
	}
	if(state&TX_OK)                                      //发送完成
	{
		debug_out("TX OK!\r\n");
		return TX_OK;
	}
	debug_out("TX other error!\r\n");
	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
unsigned char NRF24L01_RxPacket(unsigned char *rxbuf)
{
	unsigned char 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&TX_OK)
	{
		debug_out("RX send ack!\r\n"); //成功发送ACK
	}
	if(state&RX_OK)                                 //接收到数据
	{
		NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
		NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);          //清除RX FIFO寄存器
		debug_out("RX read data!\r\n");
		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)
{
	Clr_NRF24L01_CE;
	//写RX节点地址
	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(unsigned char*)INIT_ADDR0,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,CH_Num);
	//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
	Set_NRF24L01_CE;
}

//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)
{
  //启动发送模式
	Clr_NRF24L01_CE;
	//写TX节点地址
	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,(unsigned char*)INIT_ADDR0,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,(unsigned char*)INIT_ADDR0,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,CH_Num);
	//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
	Set_NRF24L01_CE;
}

//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
unsigned char NRF24L01_Check(void)
{
	unsigned char buf[5]= {0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
	unsigned char buf1[5];
	unsigned char 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)
	{
		debug_out(("nRF24L01 TEST FAIL\r\n"));
		return 1;                               //NRF24L01不在位
	}
	debug_out(("nRF24L01 TEST OK\r\n"));
	return 0;		                           //NRF24L01在位
}

16、添加NRF24L01.c文件
  双击下方,添加.c文件

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第20张图片
【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第21张图片
17、点击编译
  编译完成后NRF24L01.c文件前会出现"+"号,点击查看NRF24L01.h文件是否导入

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第22张图片
18、保存文件重启Keil
  这里重启Keil的原因是因为在CubeMX里添加其他c文件时,如果再修改CubeMX内的参数重新生成代码时,该.c文件会被吞噬掉,保存重启后修改CubeMX内的参数就不会被吞噬。


4. STM32源代码

4. 1 发送端

(1)在usart.c函数下面的USER CODE BEGIN 1(90行处)处添加下列代码:
  这里的代码主要是让printf可以在主函数中正常使用。

#include 
#include 

int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0x10); 
  return ch;
}

unsigned char printf_temp[64]; 
void Uart1_printf(const char *format,...)
{
	unsigned short len;
	
	va_list args;	
	va_start(args, format);
	len = vsnprintf((char*)printf_temp, sizeof(printf_temp)+1, (char*)format,args);
	va_end(args);
	
	HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, printf_temp, len);
}

(2)在main.c函数添加下列代码:
  这里是通信通道转换的标志位,1是通道50,0是通道120(默认通道120)

/* USER CODE BEGIN PV */
unsigned char flag_nrf24l01 = 0;
/* USER CODE END PV */

  定义通信时发送和接收的数据信息

/* USER CODE BEGIN 0 */
unsigned char tmp_buf[32] = {0};
unsigned char tmp_buf2[32] = {0};
unsigned char temp;
/* USER CODE END 0 */

  NRF24L01初始化,并上电检测NRF24L01是否在位,然后设置为发送模式

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  	NRF24L01_Init();
	printf("\r\ninit OK!\r\n");
	temp = 4;
	while(NRF24L01_Check()&&(temp--));

	TX_Mode();	//发送模式
  /* USER CODE END 2 */

【while循环内加入】
  按下PA0,转换通信通道。在主循环中每隔1s发送一帧数据。每1s,tmp_buf[0]计数标志加1以查看数据变化;每次收到ack回复,则tmp_buf[1]加1。

/* USER CODE BEGIN 3 */
    if(flag_nrf24l01 == 1)//按下KEY
    {
      Clr_NRF24L01_CE;	//拉低CE引脚
      NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,50);//修改为从机1的频道
      Set_NRF24L01_CE;	//拉高CE引脚
      HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
    }
       
    if(flag_nrf24l01 == 0)//按下KEY
    {
      Clr_NRF24L01_CE;	//拉低CE引脚
      NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,120);//修改为从机2的频道
      Set_NRF24L01_CE;	//拉高CE引脚
      HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
    }
    
    HAL_Delay(1000);
    tmp_buf[1]++;
    if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf) == 0x20)	
    {
      printf("send data OK!\r\n");
      tmp_buf[0]++;
    }
    else
    {
      printf("send error!\r\n");
    }

(3)在gpio.c函数添加下列代码:
  这里主要是外部中断的设置并加入了软件消抖。
注:CubeMX生成的代码外部中断中不能加HAL_Delay函数,会涉及优先级问题

/* USER CODE BEGIN 1 */
extern unsigned char flag_nrf24l01;
/* USER CODE END 1 */
/* USER CODE BEGIN 2 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if(GPIO_Pin==KEY_Pin)
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==0)
    {
      if(flag_nrf24l01==0)
        flag_nrf24l01 = 1;
      else
        flag_nrf24l01 = 0;
    }
}
/* USER CODE END 2 */

4. 2 接收端

(1)在usart.c函数下面的USER CODE BEGIN 1(90行处)处添加下列代码:
  这里的代码主要是让printf可以在主函数中正常使用。

#include 
#include 

int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0x10); 
  return ch;
}

unsigned char printf_temp[64]; 
void Uart1_printf(const char *format,...)
{
	unsigned short len;
	
	va_list args;	
	va_start(args, format);
	len = vsnprintf((char*)printf_temp, sizeof(printf_temp)+1, (char*)format,args);
	va_end(args);
	
	HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, printf_temp, len);
}

(2)在main.c函数添加下列代码:
  这里是通信通道转换的标志位,1是通道50,0是通道120(默认通道120)

/* USER CODE BEGIN PV */
unsigned char flag_nrf24l01 = 0;
/* USER CODE END PV */

  定义通信时发送和接收的数据信息

/* USER CODE BEGIN 0 */
unsigned char tmp_buf[32] = {0};
unsigned char tmp_buf2[32] = {0};
unsigned char temp;
/* USER CODE END 0 */

  NRF24L01初始化,并上电检测NRF24L01是否在位,然后设置为发送模式

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  	NRF24L01_Init();
	printf("\r\ninit OK!\r\n");
	temp = 4;
	while(NRF24L01_Check()&&(temp--));

	RX_Mode();	//接收模式
  /* USER CODE END 2 */

【while循环内加入】
  不断查询是否接收到数据,如果接收到,则打印接收到的数据,同时LED灯亮起:

/* USER CODE BEGIN 3 */
	if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf) == 0)	
	{
		unsigned char i;
		for(i=0;i<32;i++)
		   {
			 printf(" %x",tmp_buf[i]);
		     HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET); 
		   }
		printf("\r\n");
	}

(3)在gpio.c函数添加下列代码:
  这里主要是外部中断的设置并加入了软件消抖。
注:CubeMX生成的代码外部中断中不能加HAL_Delay函数,会涉及优先级问题

/* USER CODE BEGIN 1 */
extern unsigned char flag_nrf24l01;
/* USER CODE END 1 */
/* USER CODE BEGIN 2 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if(GPIO_Pin==KEY_Pin)
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port,KEY_Pin)==0)
    {
      if(flag_nrf24l01==0)
        flag_nrf24l01 = 1;
      else
        flag_nrf24l01 = 0;
    }
}
/* USER CODE END 2 */

4. 3 修改从机频道实现1对多通信

  在这里修改从机的频道,从而对不同频道的从机进行控制。
【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第23张图片


5. 结果展示

5. 1 上位机数据

【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第24张图片

5. 2 从机

  通过按PA0转换通道,实现交替控制从机1,从机2,通过LED灯的亮灭验证是否通信成功。
【STM32CubeMX】NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信_第25张图片


6、下载

(1)程序下载地址:https://pan.baidu.com/s/1rRKbPSop4r_r77Q9hhXH_A
提取码:1234

(2)串口助手下载地址:https://pan.baidu.com/s/11xBkoLBMVcIv7QNALpOeeg
提取码:yzx3


7、总结

  以上就是NRF24L01模块实现“1对1“及“1对多“无线通信的HAL库配置与keil编程,若文章中出现错误或者小伙伴对以上内容有所疑问,欢迎大家在评论区留言,小政看到后会尽快回复大家!我们下期再见!

你可能感兴趣的:(STM32CubeMX,嵌入式,电子模块,stm32,单片机,嵌入式硬件)