NRF24L01无线串口开发板程序详解

2019-08-30 18:42

1.源程序开发环境建立 1.1程序编译软件

编译软件用keil C51,打开安装文件,一路点击下一步即可完成。 1.2程序下载软件 使用STC ISP下载软件。 2.源程序文件整体结构

工程中,只有一个main.c文件,所有程序都写在这个文件里面。Reg51.h是包含的头文件。是不是非常简单!

3.源程序执行流程

无线数据处理程序:

串口数据处理程序:

4.串口配置函数 void serial_open(void) {

SCON = 0X50; AUXR |= 0X04; TL2 = 0Xc0; // 9600 TH2 = 0Xfd; AUXR|=0X10; }

此串口配置函数,利用单片机内部的定时器2作为波特率发生器。共用到4个寄存器:SCON AUXR TL2 TH2

SM0和SM1的位决定串口工作的4种方式:

程序中,SCON=0X50,即SM0=0 SM1=1,即串口工作在“方式1”;REN=1,允许串口接收数据。

TL2和TH2是定时器2的高位和低位寄存器。

程序中,首先AUXR|=0X40,最后AUXR|=0X10。即首先把T2x12置1,然后把T2R置1。即首先把定时器2设置为1T模式,然后把定时器打开。

5.串口发送数据函数

void senddata(uchar data_buf) {

SBUF = data_buf; while(!TI); TI = 0; }

用到了寄存器SBUF和寄存器SCON中的TI位。

SBUF寄存器是串口收发数据缓存寄存器,放到这个寄存器中的数据,会通过串口发送出去,接收到的串口数据,也会放到这个寄存器中。也就是串口接收和发送都是使用这个寄存器。

程序中,SBUF=data_buf,就是把data_buf给了SBUF,单片机自动把SBUF里面的数据发送到串口。TI是串口发送数据完成标志位,当串口发送完一个数据,此位置1,置位后,需要通过软件清0。所以通过while(!TI),来检测TI位,达到检测串口是否发送完数据的目的。当TI为0,程序会停留在while(!TI),不断检测;当TI=1,while括号里面的条件=0,退出while,程序向下执行。TI=0,把TI清0。

6.串口接收数据函数 bit WaitComm() {

unsigned int i=0; unsigned char j=0; if(RI==1) {

rece_buf[++j]=SBUF; RI=0;

while(i<1000) {

if(RI) {

rece_buf[++j]=SBUF; RI = 0; i=0; } i++; }

rece_buf[0] = j; return 0; } else

{

return 1; } }

程序中,用到了SBUF寄存器和SCON寄存器中的RI位。

串口接收到数据,RI位置1,所以,通过判断RI位,就可以判断是否接收到串口数据:if(RI),就是if(RI==1)的省略形式,因为if括号里面要的是逻辑真假,即0和1,所以可以省略。

程序中i和j用作计数器。i用来规定此次串口接收数据所用的时间,这个时间就是个大概值;j用来计数此次串口一共接收到了多少个字节。

程序中,通过rece_buf[0]=j把一共接收到多少个字节存储到rece_buf中的第一个字节,通过rece_buf[++i]=SBUF把接收到的数据从rece_buf数据的第二个字节依次放进去。

程序有返回值,如果返回0,表示接收到数据,如果返回1,表示没有接收到数据。 7.SPI初始化配置函数 void SPI_Init(void) {

SPSTAT |= 0XC0; SPCTL = 0XD0; }

我们用的这款51单片机STC15W404AS内部有SPI通信模块。 引脚配置如下图所示:(红色方框中的引脚)

SS是片选引脚,也可以叫做使能引脚,也可以叫做从机选择引脚; MOSI是主机输出从机输入引脚; MISO是主机输入从机输出引脚; SCLK是通信时钟引脚。

在我们的应用中,单片机是主机,从机是NRF24L01芯片。 程序中,用到了2个寄存器:SPSTAT和SPCTL。

这个寄存器的bit6和bit7是有效位,具体定义看上图。程序中,SPSTAT|=0XC0,即向寄存器的bit6和bit7写1,由上图定义知,我们在清这两个位,目的是不要让这两个位影响SPI通信。

程序中,SPCTL=0xD0,即SSIG=1 SPEN=1 MSTR=1,剩下的位=0。

因为程序中,SPR1 SPR0位为0,所以选择了CPU_CLK/4的时钟,因为我们源程序规定的主频是22.1184MHz主频,所以SPI速率就是22.1184/4=5.5296MHz,NRF24L01芯片规定的SPI通信速率最大是10MHz,所以符合通信的要求。

这两个位的值是由NRF24L01的通信时序决定的。NRF24L01的时序图如下所示:

由NRF24L01的时序图得知,SCK时钟引脚在空闲时应该是低电平,所以CPOL=0。 还可以看出来,数据是由前时钟沿采样,所以CPHA=0。 把时序图放大,看其中一部分,如下图:

由NRF24L01的时序图和RORD位的定义可知,数据的高位先发送,低位后发送,所以RORD=0。

我们选择的SPI口为主机模式,把P1.2/SS引脚当做普通IO口使用,通过拉低P1.2引脚来选择NRF24L01。

8.SPI数据收发函数 uchar SPI_RW(uchar tr_data) {

uchar i=0;

SPSTAT |= 0Xc0; SPDAT=tr_data;

while(((SPSTAT&0X80)!=0X80)&&(i<20)) { i++;

delay_ms(1); }

return SPDAT; }

SPI是双工通信,接收一个数据的同时,就要发送一个数据,发送一个数据的同时,就要接收一个数据。

SPDAT是SPI数据寄存器,接收和发送的数据都放到这里面。

程序里面,先把状态寄存器的位清0,然后把要发送的数据给了SPDAT,然后通过观察SPI

状态寄存器看是否发送完数据,最后把接收到的SPI数据返回。

为了防止发送数据过程出错使得程序死在while循环,所以用i和delay_ms(1)配合,当20ms还没有发送完数据,就跳出while循环。

9.无线芯片配置函数 void NRF24L01_RT_Init(void) {

NRF_CE=0;

NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH); NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);

NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+TX_ADDR,(uchar*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);

NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uchar*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_AA,0x01); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,125); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x07); NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+CONFIG,0x0f); NRF_CE=1; }

配置函数里面,都是用NRF24L01_Write_Reg()函数实现的。 每条语句有什么用,详见源程序后面的注释。

我们在应用中,需要修改的地方有:通信频道,通信地址,通信速率。 通信频道修改RF_CH,这个值的范围是0~125,一共126个频道。 NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,40);

通信地址修改程序中的地址数组里面的数据

const uchar TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x68,0x86,0x66,0x88,0x28}; const uchar RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x68,0x86,0x66,0x88,0x28};

通信速率可以改为3种:2M 1M 250K NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);

下图是SI24R1的RF_SETUP寄存器定义:


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