NRF24L01无线通讯模块驱动

NRF24L01 无线模块，采用的芯片是 NRF24L01，该芯片的主要特点如下：

1）2.4G
全球开放的 ISM
频段，免许可证使用。

2）最高工作速率 2Mbps，高校的 GFSK
调制，抗干扰能力强。

3）125
个可选的频道，满足多点通信和调频通信的需要。

4）内置 CRC
检错和点对多点的通信地址控制。

5）低工作电压（1.9~3.6V）。

6）可设置自动应答，确保数据可靠传输。

模块引脚图如下所示

模块 VCC
脚的电压范围为 1.9~3.6V，建议不要超过 3.6V，否则可能烧坏模块，一般用
3.3V

电压比较合适。除了 VCC
和 GND
脚，其他引脚都可以和 5V
单片机的 IO
口直连，正是因为其

兼容 5V
单片机的 IO，故使用上具有很大优势

该芯片在接收模式下可以同时接收六个发送端信息,因为其内部有六个通道,发送模式下只能一个发

该芯片有两种传输模式,第一个是无双向链接的模式,也就是单向发送没有ACK,第二种芯片自带ACK模式,推荐用第二种,只要是使能动应答即可,并且,在第二种模式下,发送端的接收通道0用来作为ACK的接收通道,接收端的发送通道用来做ack的发送通道,设置地址时要注意这两个地方地址应当相同

主要命令如下

写寄存器命令只有在CE为0处于待机状态下时才有效,使用时应当注意这一点

具体去掉那个代码如下

24l01.h

#ifndef __24L01_H
#define __24L01_H
#include "ioremap.h"
#include "delay.h"
#include "spi.h"

//设备地址设置
#define ADDR1_VALUE	0X34
#define ADDR2_VALUE	0X43
#define ADDR3_VALUE	0X10
#define ADDR4_VALUE	0X10
#define ADDR5_VALUE	0X01

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//NRF24L01寄存器操作命令
#define READ_REG_NRF    0x00  //读配置寄存器,低5位为寄存器地址
#define WRITE_REG_NRF   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,应用于接收模式下,读取完成后自动清除FIFO
#define WR_TX_PLOAD     0xA0  //写TX有效数据,1~32字节,应用于发射模式下
#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,传输应答信号过程中用这个指令会让应答数据不能完整传输
#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.发射过程中必须禁止用这个功能
#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;
//bit1:1上电 2掉电;
//bit2:CRC模式; 0八位CRC 1 16位CRC
//bit3:CRC使能;1使能 0不使能(若是使能自动应答,这一位必须为高)
//bit4 可屏蔽中断 MAX_RT 1 屏蔽 0不屏蔽 发生中断IRQ为低电平(最大重发中断)
//bit5 可屏蔽中断TX_DS 1屏蔽 0不 数据发送完成并收到应答
//bit6 可屏蔽中断RX_DR 接收数据完成 1屏蔽 0不屏蔽
//bit7 默认为0

#define EN_AA           0x01
//bit0~5,使能自动应答功能 (自动应答必然启动CRC)对应通道0~5

#define EN_RXADDR       0x02
//bit0~5,接收数据通道允许,对应通道0~5

#define SETUP_AW        0x03
//bit1,0:设置地址宽度(所有数据通道) 01,3字节; 10,4字节; 11,5字节;(默认11)

#define SETUP_RETR      0x04
//建立自动重发;
//bit3:0,自动重发计数器;0000 15次
//bit7:4,自动重发延时 0000 250*x+86us

#define RF_CH           0x05
//RF通道,bit6:0,工作通道频率

#define RF_SETUP        0x06
//bit4: pll lock允许,仅用于测试模式,应当为1
//bit3: 传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);
//bit2:1,发射功率 11 0dbm;
//bit0:低噪声放大器增益 

#define STATUS          0x07
//bit0:TX FIFO满标志;
//bit3:1,接收数据通道号(最大:6);接收到数据的通道号码
//bit4,达到最多次重发 max_rt中断
//bit5:数据发送完成中断;写1清除中断
//bit6:接收数据中断; 写1清除中断

#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 NRF_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;

#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

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//24L01操作线
#define NRF24L01_CE   PGout(6) //24L01片选信号
#define NRF24L01_CSN  PGout(7) //SPI片选信号
#define NRF24L01_IRQ  PGin(8)  //IRQ主机数据输入

//24L01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

void Nrf24l01Init(void);//初始化

void Nrf24l01RxMode(void);//配置为接收模式

void Nrf24l01TxMode(void);//配置为发送模式

u8 Nrf24l01WriteBuf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 u8s);//写数据区

u8 Nrf24l01ReadBuf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 u8s);//读数据区

u8 Nrf24l01ReadReg(u8 reg);			//读寄存器

u8 Nrf24l01WriteReg(u8 reg, u8 value);//写寄存器

u8 Nrf24l01Check(void);//检查24L01是否存在

u8 Nrf24l01TxPacket(u8 *txbuf);//发送一个包的数据

u8 Nrf24l01RxPacket(u8 *rxbuf);//接收一个包的数据

#endif

24l01.c

#include "24l01.h"

const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={ADDR1_VALUE,ADDR2_VALUE,ADDR3_VALUE,ADDR4_VALUE,ADDR5_VALUE}; //发送地址

const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={ADDR1_VALUE,ADDR2_VALUE,ADDR3_VALUE,ADDR4_VALUE,ADDR5_VALUE}; //发送地址

//初始化24L01的IO口
void Nrf24l01Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);	 //使能PB,D,G端口时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;				 //PB12上拉 防止W25X的干扰
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);	//初始化指定IO
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);//上拉				

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;				 //PD2推挽输出上拉   禁止SD卡的干扰
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
    GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);//初始化指定IO

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;	//PG6 7 推挽
    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化指定IO

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PG8 输入
    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8);//PG6,7,8上拉					 

    Spi2Init();    		//初始化SPI	 

    SPI_Cmd(SPI2, DISABLE); // SPI外设不使能

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //SPI设置为双线双向全双工
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;		//SPI主机
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//发送接收8位帧结构
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;		//时钟悬空低
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;	//数据捕获于第1个时钟沿
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由软件控制
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为16
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//数据传输从MSB位开始
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设

    NRF24L01_CE=0; 			//使能24L01,初始化低电平进入待机模式
    NRF24L01_CSN=1;			//SPI片选取消  

}

//SPI写寄存器
//reg:指定寄存器地址
//value:写入的值
//每一个命令的执行都需要一次CSN由低到高的过程
u8 Nrf24l01WriteReg(u8 reg,u8 value)
{
    u8 status;
    NRF24L01_CSN=0;                 //使能SPI传输
	NRF24L01_CE=0;					//待机模式才能进行寄存器写入
    status =Spi2ReadWriteByte(WRITE_REG_NRF+reg);//发送寄存器号 +读寄存器命令
    Spi2ReadWriteByte(value);      //写入寄存器的值
    NRF24L01_CSN=1;                 //禁止SPI传输
    return(status);       			//返回状态值
}

//读取SPI寄存器值
//reg:要读的寄存器
u8 Nrf24l01ReadReg(u8 reg)
{
    u8 reg_val;
    NRF24L01_CSN = 0;          //使能SPI传输
    Spi2ReadWriteByte(READ_REG_NRF+reg);   //发送寄存器号+读寄存器命令
    reg_val=Spi2ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容
    NRF24L01_CSN = 1;          //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
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值
u8 Nrf24l01ReadBuf(u8 reg,u8 *pBuf,u8 len)
{
    u8 status,u8_ctr;
    NRF24L01_CSN = 0;           //使能SPI传输
    status=Spi2ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
    for(u8_ctr=0;u8_ctr<len;u8_ctr++)pBuf[u8_ctr]=Spi2ReadWriteByte(0XFF);//读出数据
    NRF24L01_CSN=1;       //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
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值
u8 Nrf24l01WriteBuf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 len)
{
    u8 status,u8_ctr;
    NRF24L01_CSN = 0;          //使能SPI传输
    status = Spi2ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
    for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)Spi2ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据
    NRF24L01_CSN = 1;       //关闭SPI传输
    return status;          //返回读到的状态值
}

//检测24L01是否存在
//返回值:0，成功;1，失败
//通过地址检测方式检测24l01是否存在
u8 Nrf24l01Check(void)
{
    u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
    u8 i;
    Spi2SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_4); //spi速度为9Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
    Nrf24l01WriteBuf(TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.
    Nrf24l01ReadBuf(TX_ADDR,buf,5); //读出写入的地址
    for(i=0;i<5;i++)if(buf[i]!=0XA5)break;
    if(i!=5)return 1;//检测24L01错误
    return 0;		 //检测到24L01
}	 	

//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 Nrf24l01RxMode(void)
{
    NRF24L01_CE=0;
    Nrf24l01WriteBuf(RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址,地址默认是五个字节

    Nrf24l01WriteReg(EN_AA,0x01);    //使能通道0的自动应答
    Nrf24l01WriteReg(EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址
    Nrf24l01WriteReg(RF_CH,40);	     //设置RF通信频率
    Nrf24l01WriteReg(RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度
    Nrf24l01WriteReg(RF_SETUP,0x0f);//设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
    Nrf24l01WriteReg(CONFIG, 0x0f);//配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式
    NRF24L01_CE = 1; //CE为高,进入接收模式
}	

//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 Nrf24l01TxMode(void)
{
    NRF24L01_CE=0;
    Nrf24l01WriteBuf(TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址
    Nrf24l01WriteBuf(RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK,通道0作为自动ACK接收地址	  

    Nrf24l01WriteReg(EN_AA,0x01);     //使能通道0的自动应答
    Nrf24l01WriteReg(EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
    Nrf24l01WriteReg(SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次
    Nrf24l01WriteReg(RF_CH,40);       //设置RF通道为40
    Nrf24l01WriteReg(RF_SETUP,0x0f);  //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
    Nrf24l01WriteReg(CONFIG,0x0e);    //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,开启所有中断
    NRF24L01_CE=1;//CE为高,10us后启动发送
}		

//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 Nrf24l01TxPacket(u8 *txbuf)
{
    u8 sta;
    Spi2SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8);//spi速度为9Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
    NRF24L01_CE=0;
    Nrf24l01WriteBuf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF  32个字节
    NRF24L01_CE=1;//启动发送
    while(NRF24L01_IRQ!=0);//等待发送完成
    sta=Nrf24l01ReadReg(STATUS);  //读取状态寄存器的值
    Nrf24l01WriteReg(STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
    if(sta&MAX_TX)//达到最大重发次数
    {
        Nrf24l01WriteReg(FLUSH_TX,0xff);//清除TX FIFO寄存器
        return MAX_TX;
    }
    if(sta&TX_OK)//发送完成
    {
        return TX_OK;
    }
    return 0xff;//其他原因发送失败
}

//检测接收状态,为1则有数据
u8 Nrf24l01CheckRxBuffer(void)
{
	u8 sta;
	sta=Nrf24l01ReadReg(STATUS);  //读取状态寄存器的值
	if(sta&RX_OK)return 1;//接收到数据
	else return 0;
}

//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 Nrf24l01RxPacket(u8 *rxbuf)
{
    u8 sta;
    Spi2SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8); //spi速度为9Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
    sta=Nrf24l01ReadReg(STATUS);  //读取状态寄存器的值
    Nrf24l01WriteReg(STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
    if(sta&RX_OK)//接收到数据
    {
        Nrf24l01ReadBuf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
        Nrf24l01WriteReg(FLUSH_RX,0xff);//清除RX FIFO寄存器
        return 0;
    }
    return 1;//没收到任何数据
}