nrf24l01的51驱动程序

nrf24l01的51驱动程序

 

    随着物联网时代的到来，无线通信技术日趋重要。

    nrf24l01是适合初学入门的无线模块。于是乎我就一头埋进去，苦干一周有余。发现网上的程序都是抄来抄去的，不甚寒心。抄也就算了，光抄错的！后来自己动手研究，完成了SPI接口的操作，继续攻克无线模块，最终无果，只好再找代码。终于找到了一个可以的。

    本来想直接贴出来的，但为了许多和我曾经一样迷茫的同胞可以顺利进入无线领域。我特意修改代码，整理出nrf24l01.h与nrf24l01.c，一则便于模块化管理，二则，便于使用，便于二次开发。同时，增加了许多注释。

     代码中应该还有许多不足的，甚至多余的东西，后续将会继续发表一篇关于无线模块开发的注意事项。

//---------------------nrf24l01.h----------------------------

#ifndef NRF24L01_H
#define NRF24L01_H
#include <reg52.h>

//模式选择
//#define RMODE
#define TMODE

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned char uint;
//****************************************SPI-IO端口***************************************
sbit CE   = P1^0;//3
sbit SCK = P1^1;//5
sbit MISO = P1^2;//7
sbit CSN = P1^5;//4
sbit MOSI = P1^6;//6
sbit IRQ = P1^7;//8

//*****************************************地址、数据长度*************************************
#define TX_ADR_WIDTH    5   // 5 uints TX address width
#define RX_ADR_WIDTH    5   // 5 uints RX address width
#define TX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload
#define RX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload
//***************************************NRF24L01寄存器指令*******************************************************
#define READ_REG        0x00 // 读寄存器指令
#define WRITE_REG       0x20 // 写寄存器指令
#define RD_RX_PLOAD     0x61 // 读取接收数据指令
#define WR_TX_PLOAD     0xA0 // 写待发数据指令
#define FLUSH_TX        0xE1 // 冲洗发送 FIFO指令
#define FLUSH_RX        0xE2 // 冲洗接收 FIFO指令
#define REUSE_TX_PL     0xE3 // 定义重复装载数据指令
#define NOP             0xFF // 保留
//*************************************SPI(nRF24L01)寄存器地址****************************************************
#define CONFIG          0x00 // 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式
#define EN_AA           0x01 // 自动应答功能设置
#define EN_RXADDR       0x02 // 可用信道设置
#define SETUP_AW        0x03 // 收发地址宽度设置
#define SETUP_RETR      0x04 // 自动重发功能设置
#define RF_CH           0x05 // 工作频率设置
#define RF_SETUP        0x06 // 发射速率、功耗功能设置
#define STATUS          0x07 // 状态寄存器
#define OBSERVE_TX      0x08 // 发送监测功能
#define CD              0x09 // 地址检测          
#define RX_ADDR_P0      0x0A // 频道0接收数据地址
#define RX_ADDR_P1      0x0B // 频道1接收数据地址
#define RX_ADDR_P2      0x0C // 频道2接收数据地址
#define RX_ADDR_P3      0x0D // 频道3接收数据地址
#define RX_ADDR_P4      0x0E // 频道4接收数据地址
#define RX_ADDR_P5      0x0F // 频道5接收数据地址
#define TX_ADDR         0x10 // 发送地址寄存器
#define RX_PW_P0        0x11 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P1        0x12 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P2        0x13 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P3        0x14 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P4        0x15 // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P5        0x16 // 接收频道0接收数据长度
#define FIFO_STATUS     0x17 // FIFO栈入栈出状态寄存器设置
//**************************************************************************************
void init_NRF24L01(void);
uint SPI_RW(uint uchar);
uchar SPI_Read(uchar reg);
void SetRX_Mode(void);
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);
//******************************************************************************************
#endif

//-----------------------nrf24l01.h结束------------------------------

//------------------------nrf24l01.c-----------------------------------

#include "nrf24l01.h"
#include "delay.h"

uint bdata sta;   //状态标志
sbit RX_DR =sta^6;
sbit TX_DS =sta^5;
sbit MAX_RT =sta^4;

uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //本地地址
uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址
//****************************************************************************************
/*NRF24L01初始化
//***************************************************************************************/
void init_NRF24L01(void)
{
    us(100);
   CE=0;    // chip enable
   CSN=1;   // Spi disable
   SCK=0;   // Spi clock line init high
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    // 写本地地址
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);      // 频道0自动 ACK应答允许
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);        //   设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为32字节
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07);      //设置发射速率为1MHZ，发射功率为最大值0dB
#ifdef RMODE
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);      // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收
#endif
#ifdef TMODE
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0E);      // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收
#endif
}
/****************************************************************************************************
/*函数：uint SPI_RW(uint uchar)
/*功能：NRF24L01的SPI写时序
/****************************************************************************************************/
uint SPI_RW(uint uchar)
{
uint bit_ctr;
   for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
   {
   MOSI = (uchar & 0x80);         // output 'uchar', MSB to MOSI
   uchar = (uchar << 1);           // shift next bit into MSB..
   SCK = 1;                      // Set SCK high..
   uchar |= MISO;           // capture current MISO bit
   SCK = 0;                // ..then set SCK low again
   }
    return(uchar);               // return read uchar
}
/****************************************************************************************************
/*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)
/*功能：NRF24L01的SPI时序
/****************************************************************************************************/
uchar SPI_Read(uchar reg)
{
uchar reg_val;

CSN = 0;                // CSN low, initialize SPI communication...
SPI_RW(reg);            // Select register to read from..
reg_val = SPI_RW(0);    // ..then read registervalue
CSN = 1;                // CSN high, terminate SPI communication

return(reg_val);        // return register value
}
/****************************************************************************************************/
/*功能：NRF24L01读写寄存器函数
/****************************************************************************************************/
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
uint status;

CSN = 0;                   // CSN low, init SPI transaction
status = SPI_RW(reg);      // select register
SPI_RW(value);             // ..and write value to it..
CSN = 1;                   // CSN high again

return(status);            // return nRF24L01 status uchar
}
/****************************************************************************************************/
/*函数：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*功能: 用于读数据，reg：为寄存器地址，pBuf：为待读出数据地址，uchars：读出数据的个数
/****************************************************************************************************/
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
uint status,uchar_ctr;

CSN = 0;                       // Set CSN low, init SPI tranaction
status = SPI_RW(reg);          // Select register to write to and read status uchar

for(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)
   pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0);    //

CSN = 1;                          

return(status);                    // return nRF24L01 status uchar
}
/*********************************************************************************************************
/*函数：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*功能: 用于写数据：为寄存器地址，pBuf：为待写入数据地址，uchars：写入数据的个数
/*********************************************************************************************************/
uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
uint status,uchar_ctr;

CSN = 0;            //SPI使能      
status = SPI_RW(reg);  
for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++) //
   SPI_RW(*pBuf++);
CSN = 1;           //关闭SPI
return(status);    //
}
/****************************************************************************************************/
/*函数：void SetRX_Mode(void)
/*功能：数据接收配置
/****************************************************************************************************/
void SetRX_Mode(void)
{
CE=0;
#ifdef TMODE
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);      // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收
#endif
CE = 1;
us(130);
}
/******************************************************************************************************/
/*函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
/*功能：数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中
/******************************************************************************************************/
unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
{
    unsigned char revale=0;
sta=SPI_Read(STATUS); // 读取状态寄存其来判断数据接收状况
if(RX_DR)     // 判断是否接收到数据
{
     CE = 0;     //SPI使能
   SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from RX_FIFO buffer
   revale =1;    //读取数据完成标志
}
SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);   //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志
return revale;
}
/***********************************************************************************************************
/*函数：void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
/*功能：发送 tx_buf中数据
/**********************************************************************************************************/
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
{
CE=0;    //StandBy I模式
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH);     // 装载数据
#ifdef RMODE
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);      // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
#endif
CE=1;   //置高CE，激发数据发送
us(10);
}

//----------------------------nrf24l01.c结束--------------------------

文中用到的“delay.h”中一个us延时，一个ms延时，读者可以自己写。（由于晶振不同，延时函数不同，这里就不列出了）

这两个文件同时包含了收发模式。通过

//模式选择
#define RMODE
//#define TMODE

进行切换。

以下顺便给出接收，发送主函数，便于测试。

//--------------------------接收主函数-------------------------

#include "nrf24l01.h"
#include "delay.h"

//************************************串口初始化*********************************************************
void StartUART( void )
{         //波特率4800
     SCON = 0x50;
     TMOD = 0x20;
     TH1 = 0xF3;
     TL1 = 0xF3;
     PCON = 0x00;
     TR1 = 1;
}
//************************************通过串口将接收到数据发送给PC端**************************************
void R_S_Byte(uchar R_Byte)
{
SBUF = R_Byte;
     while( TI == 0 );     //查询法
TI = 0;   
}
//************************************主函数************************************************************
void main(void)
{
uchar i,temp;
uchar RxBuf[32];
    init_NRF24L01() ;

StartUART();
ms(6000);
while(1)
{
if(temp<4)
   {
   switch(temp)
   {
   case 1:
   P0= 0xFE;
    break;
   case 2:
    
    P0= 0xBF;
     break;
   case 3:
    P0= 0xf7;

    break;
   default: break;
   }
   }
if(temp==3)
   {
   temp=0;
   }
   SetRX_Mode();
      if(nRF24L01_RxPacket(RxBuf))
   {
    temp++;
    for(i=0;i<32;i++)
    {
     R_S_Byte(RxBuf[i]);
     ms(600);
    }
   }

}

}

//-------------------------接收主函数结束-------------------------

//-------------------------发送主函数------------------------------

#include "nrf24l01.h"
#include "delay.h"

uchar TxBuf[32]=
{
0x01,0x02,0x03,0x4,0x05,0x06,0x07,0x08,
0x09,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,
0x17,0x18,0x19,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,
0x25,0x26,0x27,0x28,0x29,0x30,0x31,0x32,
};

void main()
{
uchar temp =0;
    init_NRF24L01() ;

P0=0x00;
nRF24L01_TxPacket(TxBuf); // Transmit Tx buffer data
ms(6000);
P0=0xBF;
while(1)
{
   if(temp<4)
   {
   switch(temp)
   {
   case 1:
    P0= 0xBF;
    break;
   case 2:
     P0= 0xf7;
  
     break;
   case 3:
     P0= 0xFE;

    break;
   default: break;
   }
   }
if(temp==3)
   {
   temp=0;
   }
   nRF24L01_TxPacket(TxBuf); // Transmit Tx buffer data
   ms(20000);
   SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,0XFF);
   temp++;
   }
}

//-----------------------发送主函数结束--------------------