51单片机对无线模块nRF24L01简单的控制收发程序
它的一些物理特性如工作频段、供电电压、数据传输速率就不详细介绍了，直接上代码。
1.首先是发送端：
// Define SPI pins #include <reg51.h> #define uchar unsigned char /***************************************************/ #define TX_ADR_WIDTH 5 // 5字节宽度的发送/接收地址 #define TX_PLOAD_WIDTH 4 // 数据通道有效数据宽度 sbit LED = P2^1; sbit KEY1 = P3^1; sbit KEY2 = P3^2; uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定义一个静态发送地址 uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH]; uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH]; uchar flag; uchar DATA = 0x01; uchar bdata sta; sbit RX_DR = sta^6; sbit TX_DS = sta^5; sbit MAX_RT = sta^4; sbit CE = P1^5; sbit CSN= P1^4; sbit SCK= P1^3; sbit MOSI= P1^2; sbit MISO= P1^1; sbit IRQ = P1^0; // SPI(nRF24L01) commands #define READ_REG 0x00 // Define read command to register #define WRITE_REG 0x20 // Define write command to register #define RD_RX_PLOAD 0x61 // Define RX payload register address #define WR_TX_PLOAD 0xA0 // Define TX payload register address #define FLUSH_TX 0xE1 // Define flush TX register command #define FLUSH_RX 0xE2 // Define flush RX register command #define REUSE_TX_PL 0xE3 // Define reuse TX payload register command #define NOP 0xFF // Define No Operation, might be used to read status register // SPI(nRF24L01) registers(addresses) #define CONFIG 0x00 // 'Config' register address #define EN_AA 0x01 // 'Enable Auto Acknowledgment' register address #define EN_RXADDR 0x02 // 'Enabled RX addresses' register address #define SETUP_AW 0x03 // 'Setup address width' register address #define SETUP_RETR 0x04 // 'Setup Auto. Retrans' register address #define RF_CH 0x05 // 'RF channel' register address #define RF_SETUP 0x06 // 'RF setup' register address #define STATUS 0x07 // 'Status' register address #define OBSERVE_TX 0x08 // 'Observe TX' register address #define CD 0x09 // 'Carrier Detect' register address #define RX_ADDR_P0 0x0A // 'RX address pipe0' register address #define RX_ADDR_P1 0x0B // 'RX address pipe1' register address #define RX_ADDR_P2 0x0C // 'RX address pipe2' register address #define RX_ADDR_P3 0x0D // 'RX address pipe3' register address #define RX_ADDR_P4 0x0E // 'RX address pipe4' register address #define RX_ADDR_P5 0x0F // 'RX address pipe5' register address #define TX_ADDR 0x10 // 'TX address' register address #define RX_PW_P0 0x11 // 'RX payload width, pipe0' register address #define RX_PW_P1 0x12 // 'RX payload width, pipe1' register address #define RX_PW_P2 0x13 // 'RX payload width, pipe2' register address #define RX_PW_P3 0x14 // 'RX payload width, pipe3' register address #define RX_PW_P4 0x15 // 'RX payload width, pipe4' register address #define RX_PW_P5 0x16 // 'RX payload width, pipe5' register address #define FIFO_STATUS 0x17 // 'FIFO Status Register' register address void blink(char i); /************************************************** 函数: init_io() 描述: 初始化IO /**************************************************/ void init_io(void) { CE = 0; // 待机 CSN = 1; // SPI禁止 SCK = 0; // SPI时钟置低 IRQ = 1; // 中断复位 LED = 1; // 关闭指示灯 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：delay_ms() 描述： 延迟x毫秒 /**************************************************/ void delay_ms(uchar x) { uchar i, j; i = 0; for(i=0; i<x; i++) { j = 250; while(--j); j = 250; while(--j); } } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_RW() 描述： 根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01 读出一字节 /**************************************************/ uchar SPI_RW(uchar byte) { uchar i; for(i=0; i<8; i++) // 循环8次 { MOSI = (byte & 0x80); // byte最高位输出到MOSI byte <<= 1; // 低一位移位到最高位 SCK = 1; // 拉高SCK，nRF24L01从MOSI读入1位数据，同时从MISO输出1位数据 byte |= MISO; // 读MISO到byte最低位 SCK = 0; // SCK置低 } return(byte); // 返回读出的一字节 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_RW_Reg() 描述： 写数据value到reg寄存器 /**************************************************/ uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value) { uchar status; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 SPI_RW(value); // 然后写数据到该寄存器 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Read() 描述： 从reg寄存器读一字节 /**************************************************/ uchar SPI_Read(uchar reg) { uchar reg_val; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 SPI_RW(reg); // 选择寄存器 reg_val = SPI_RW(0); // 然后从该寄存器读数据 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(reg_val); // 返回寄存器数据 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Read_Buf() 描述： 从reg寄存器读出bytes个字节，通常用来读取接收通道 数据或接收/发送地址 /**************************************************/ uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 for(i=0; i<bytes; i++) pBuf[i] = SPI_RW(0); // 逐个字节从nRF24L01读出 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Write_Buf() 描述： 把pBuf缓存中的数据写入到nRF24L01，通常用来写入发 射通道数据或接收/发送地址 /**************************************************/ uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 for(i=0; i<bytes; i++) SPI_RW(pBuf[i]); // 逐个字节写入nRF24L01 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：RX_Mode() 描述： 这个函数设置nRF24L01为接收模式，等待接收发送设备的数据包 /**************************************************/ void RX_Mode(void) { CE = 0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 接收设备接收通道0使用和发送设备相同的发送地址 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自动应答 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 选择射频通道0x40 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH); // 接收通道0选择和发送通道相同有效数据宽度 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // CRC使能，16位CRC校验，上电，接收模式 delay_ms(150); CE = 1; // 拉高CE启动接收设备 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：TX_Mode() 描述： 这个函数设置nRF24L01为发送模式，（CE=1持续至少10us）， 130us后启动发射，数据发送结束后，发送模块自动转入接收 模式等待应答信号。 /**************************************************/ void TX_Mode(uchar * BUF) { CE = 0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写入发送地址 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 为了应答接收设备，接收通道0地址和发送地址相同 SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, BUF, TX_PLOAD_WIDTH); // 写数据包到TX FIFO SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自动应答 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a); // 自动重发延时等待250us+86us，自动重发10次 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 选择射频通道0x40 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // CRC使能，16位CRC校验，上电 delay_ms(150); CE = 1; } /**************************************************/ /************************************************** 函数：Check_ACK() 描述： 检查接收设备有无接收到数据包，设定没有收到应答信 号是否重发 /**************************************************/ uchar Check_ACK(bit clear) { delay_ms(200); while(IRQ); sta = SPI_RW(NOP); // 返回状态寄存器 if(TX_DS) { blink(3); } //blink(5); if(MAX_RT) if(clear) // 是否清除TX FIFO，没有清除在复位MAX_RT中断标志后重发 SPI_RW(FLUSH_TX); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta); // 清除TX_DS或MAX_RT中断标志 IRQ = 1; if(TX_DS) return(0x00); else return(0xff); } /**************************************************/ /************************************************** 函数：CheckButtons() 描述： 检查按键是否按下，按下则发送一字节数据 /**************************************************/ void CheckButtons() { if(KEY1 == 0) { delay_ms(20); if(KEY1 == 0) { TX_BUF[0] = 1; // 数据送到缓存 //TX_BUF[0] = 0xff; // 数据送到缓存 TX_Mode(TX_BUF); // 把nRF24L01设置为发送模式并发送数据 //LED = ~DATA; // 数据送到LED显示 Check_ACK(0); // 等待发送完毕，清除TX FIFO delay_ms(250); delay_ms(250); } } if(KEY2 == 0) { delay_ms(20); if(KEY2 == 0) { TX_BUF[0] = 2; // 数据送到缓存 //TX_BUF[0] = 0xff; // 数据送到缓存 TX_Mode(TX_BUF); // 把nRF24L01设置为发送模式并发送数据 //LED = ~DATA; // 数据送到LED显示 Check_ACK(0); // 等待发送完毕，清除TX FIFO delay_ms(250); delay_ms(250); } } } /**************************************************/ void blink(char i) { while(i--) { LED = 1; delay_ms(500); LED = 0; delay_ms(500); } } /************************************************** 函数：main() 描述： 主函数 /**************************************************/ void main(void) { init_io(); // 初始化IO while(1) { CheckButtons(); // 按键扫描 } }
这段代码主要先看全局变量，通过对IO口的赋值（如按键、led、无线模块的端口CE/IRQ等）可以知道电路图的绘制。
然后进入main函数，初始化后就是一段按键扫描函数，里面根据定义的按键，触发后发送相应的数据，不用太过深究里面对寄存器的配置是完成了什么目的。其中里面的blink函数是用来判断TX_DS是否为真而闪烁led灯的，这个标志位为真说明数据发送成功。
2.然后是接收端
// Define SPI pins #include <reg51.h> #include <string.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long /***************************************************/ #define TX_ADR_WIDTH 5 // 5字节宽度的发送/接收地址 #define TX_PLOAD_WIDTH 4 // 数据通道有效数据宽度 sbit LED = P2^1; uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定义一个静态发送地址 uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH]; uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH]; uchar flag; uchar DATA = 0x01; uchar bdata sta; sbit RX_DR = sta^6; sbit TX_DS = sta^5; sbit MAX_RT = sta^4; sbit CE = P1^5; sbit CSN= P1^4; sbit SCK= P1^3; sbit MOSI= P1^2; sbit MISO= P1^1; sbit IRQ = P1^0; // SPI(nRF24L01) commands #define READ_REG 0x00 // Define read command to register #define WRITE_REG 0x20 // Define write command to register #define RD_RX_PLOAD 0x61 // Define RX payload register address #define WR_TX_PLOAD 0xA0 // Define TX payload register address #define FLUSH_TX 0xE1 // Define flush TX register command #define FLUSH_RX 0xE2 // Define flush RX register command #define REUSE_TX_PL 0xE3 // Define reuse TX payload register command #define NOP 0xFF // Define No Operation, might be used to read status register // SPI(nRF24L01) registers(addresses) #define CONFIG 0x00 // 'Config' register address #define EN_AA 0x01 // 'Enable Auto Acknowledgment' register address #define EN_RXADDR 0x02 // 'Enabled RX addresses' register address #define SETUP_AW 0x03 // 'Setup address width' register address #define SETUP_RETR 0x04 // 'Setup Auto. Retrans' register address #define RF_CH 0x05 // 'RF channel' register address #define RF_SETUP 0x06 // 'RF setup' register address #define STATUS 0x07 // 'Status' register address #define OBSERVE_TX 0x08 // 'Observe TX' register address #define CD 0x09 // 'Carrier Detect' register address #define RX_ADDR_P0 0x0A // 'RX address pipe0' register address #define RX_ADDR_P1 0x0B // 'RX address pipe1' register address #define RX_ADDR_P2 0x0C // 'RX address pipe2' register address #define RX_ADDR_P3 0x0D // 'RX address pipe3' register address #define RX_ADDR_P4 0x0E // 'RX address pipe4' register address #define RX_ADDR_P5 0x0F // 'RX address pipe5' register address #define TX_ADDR 0x10 // 'TX address' register address #define RX_PW_P0 0x11 // 'RX payload width, pipe0' register address #define RX_PW_P1 0x12 // 'RX payload width, pipe1' register address #define RX_PW_P2 0x13 // 'RX payload width, pipe2' register address #define RX_PW_P3 0x14 // 'RX payload width, pipe3' register address #define RX_PW_P4 0x15 // 'RX payload width, pipe4' register address #define RX_PW_P5 0x16 // 'RX payload width, pipe5' register address #define FIFO_STATUS 0x17 // 'FIFO Status Register' register address //--定义SPI要使用的 IO--// sbit MOSIO = P3^4; sbit R_CLK = P3^5; sbit S_CLK = P3^6; void blink(char i); //--全局函数声明--// /************************************************** 函数: init_io() 描述: 初始化IO /**************************************************/ void init_io(void) { CE = 0; // 待机 CSN = 1; // SPI禁止 SCK = 0; // SPI时钟置低 IRQ = 1; // 中断复位 LED = 1; // 关闭指示灯 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：delay_ms() 描述： 延迟x毫秒 /**************************************************/ void delay_ms(uchar x) { uchar i, j; i = 0; for(i=0; i<x; i++) { j = 250; while(--j); j = 250; while(--j); } } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_RW() 描述： 根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01 读出一字节 /**************************************************/ uchar SPI_RW(uchar byte) { uchar i; for(i=0; i<8; i++) // 循环8次 { MOSI = (byte & 0x80); // byte最高位输出到MOSI byte <<= 1; // 低一位移位到最高位 SCK = 1; // 拉高SCK，nRF24L01从MOSI读入1位数据，同时从MISO输出1位数据 byte |= MISO; // 读MISO到byte最低位 SCK = 0; // SCK置低 } return(byte); // 返回读出的一字节 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_RW_Reg() 描述： 写数据value到reg寄存器 /**************************************************/ uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value) { uchar status; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 SPI_RW(value); // 然后写数据到该寄存器 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Read() 描述： 从reg寄存器读一字节 /**************************************************/ uchar SPI_Read(uchar reg) { uchar reg_val; //blink(4); CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 SPI_RW(reg); // 选择寄存器 reg_val = SPI_RW(0); // 然后从该寄存器读数据 //delay_ms(200); CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(reg_val); // 返回寄存器数据 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Read_Buf() 描述： 从reg寄存器读出bytes个字节，通常用来读取接收通道 数据或接收/发送地址 /**************************************************/ uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 for(i=0; i<bytes; i++) pBuf[i] = SPI_RW(0); // 逐个字节从nRF24L01读出 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：SPI_Write_Buf() 描述： 把pBuf缓存中的数据写入到nRF24L01，通常用来写入发 射通道数据或接收/发送地址 /**************************************************/ uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i; CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 for(i=0; i<bytes; i++) SPI_RW(pBuf[i]); // 逐个字节写入nRF24L01 CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 return(status); // 返回状态寄存器 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：RX_Mode() 描述： 这个函数设置nRF24L01为接收模式，等待接收发送设备的数据包 /**************************************************/ void RX_Mode(void) { CE = 0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 接收设备接收通道0使用和发送设备相同的发送地址 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自动应答 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 选择射频通道0x40 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH); // 接收通道0选择和发送通道相同有效数据宽度 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // CRC使能，16位CRC校验，上电，接收模式 delay_ms(150); CE = 1; // 拉高CE启动接收设备 } /**************************************************/ /************************************************** 函数：TX_Mode() 描述： 这个函数设置nRF24L01为发送模式，（CE=1持续至少10us）， 130us后启动发射，数据发送结束后，发送模块自动转入接收 模式等待应答信号。 /**************************************************/ void TX_Mode(uchar * BUF) { CE = 0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写入发送地址 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 为了应答接收设备，接收通道0地址和发送地址相同 SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, BUF, TX_PLOAD_WIDTH); // 写数据包到TX FIFO SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自动应答 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a); // 自动重发延时等待250us+86us，自动重发10次 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 选择射频通道0x40 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // CRC使能，16位CRC校验，上电 delay_ms(150); CE = 1; } /**************************************************/ /************************************************** 函数：Check_ACK() 描述： 检查接收设备有无接收到数据包，设定没有收到应答信 号是否重发 /**************************************************/ uchar Check_ACK(bit clear) { while(IRQ); sta = SPI_RW(NOP); // 返回状态寄存器 if(TX_DS) { //blink(3); } //blink(5); if(MAX_RT) if(clear) // 是否清除TX FIFO，没有清除在复位MAX_RT中断标志后重发 SPI_RW(FLUSH_TX); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta); // 清除TX_DS或MAX_RT中断标志 IRQ = 1; if(TX_DS) return(0x00); else return(0xff); } /**************************************************/ /************************************************** 函数：CheckButtons() 描述： 检查按键是否按下，按下则发送一字节数据 /**************************************************/ void CheckButtons() { P3 |= 0x00; if(!(P3 & 0x01)) // 读取P3^0状态 { delay_ms(20); if(!(P3 & 0x01)) // 读取P3^0状态 { TX_BUF[0] = ~DATA; // 数据送到缓存 //TX_BUF[0] = 0xff; // 数据送到缓存 TX_Mode(TX_BUF); // 把nRF24L01设置为发送模式并发送数据 //LED = ~DATA; // 数据送到LED显示 Check_ACK(0); // 等待发送完毕，清除TX FIFO delay_ms(250); delay_ms(250); LED = 1; // 关闭LED RX_Mode(); // 设置为接收模式 while(!(P3 & 0x01)); DATA <<= 1; if(!DATA) DATA = 0x01; } } } /**************************************************/ void blink(char i) { while(i--) { LED = 1; delay_ms(500); LED = 0; delay_ms(500); } } /************************************************** 函数：main() 描述： 主函数 /**************************************************/ void main(void) { init_io(); // 初始化IO RX_Mode(); // 设置为接收模式 while(1) { sta = SPI_Read(STATUS); // 读状态寄存器 //delay_ms(200); if(RX_DR) // 判断是否接受到数据 { SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD, RX_BUF, TX_PLOAD_WIDTH); // 从RX FIFO读出数据 flag = 1; } SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta); // 清除RX_DS中断标志 if(flag) // 接受完成 { if(RX_BUF[0] == 1) { blink(2); } if(RX_BUF[0] == 2) { blink(4); } flag = 0; // 清标志 delay_ms(250); delay_ms(250); LED = 1; // 关闭LED } } }
通过main函数可以知道里面通过对RX_BUF[0]值的判断做相应的LED闪烁，闪烁的次数不同。
如果要收发字符串直接往TX_BUF数组里面存放大小为TX_PLOAD_WIDTH的字符，在RX_BUF就可以接收到相应的数据了。
代码有删减过一点，不过通过用KEIL进行的编译调试，收发基本是没有问题的。。在下亲侧过。。