无线模块NRF24L01基于C51单片机 - 双向通讯C语言程序（中文详解）

#include #include

/***************************************************************************************/

/* NRF24L01 的管脚定义，以及在本程序中的应用，VCC接3.3V电源，可以通过5V用电压转换芯片

/*得到，NC 管脚可以接可以不接，暂时没用途。本程序应用于51或者52单片机，是两个模块进行通讯 /*成功的简单指示，现象是：模块1的 KEY1 对应模块1的LED1 和模块2的LED3 ,模块1的 KEY2 对应模

/*块1的LED2 和模块2的LED4，发过来也对应。

/***************************************************************************************/

typedef unsigned char uchar; typedef unsigned char uint;

/************************************NRF24L01端口定义***********************************/

sbit NC =P2^0; //没用，不接也可

sbit MISO =P2^5; //数字输出（从 SPI 数据输出脚） sbit MOSI =P2^4; //数字输入（从 SPI 数据输入脚） sbit SCK =P1^7; //数字输入（SPI 时钟）

sbit CE =P2^1; //数字输入（RX 或 TX 模式选择） sbit CSN =P2^2; //数字输入（SPI片选信号） sbit IRQ =P2^6; //数字输入（可屏蔽中断） /************************************按键

***********************************************/ sbit KEY1=P3^3;//按键S1 sbit KEY2=P3^2;//按键S2

/************************************数码管位选******************************************/ sbit led1=P1^0; //LED0 sbit led2=P1^1; //LED1 sbit led3 =P1^2; //LED2 sbit led4 =P1^3; //LED3 sbit led5 =P1^4; //LED4

/*********************************************NRF24L01***********************************/

#define TX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints TX address width 发送地址宽度 #define RX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints RX address width 接收地址宽度 #define TX_PLOAD_WIDTH 20 // 20 uints TX payload 有效载荷 装载货物 #define RX_PLOAD_WIDTH 20 // 20 uints TX payload

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 /*************************************函数声明****************************************/

void Delay(unsigned int s); //大延时 void inerDelay_us(unsigned char n); //小延时 void init_NRF24L01(void); //NRF24L01 初始化

uint SPI_RW(uint dat); //根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01读出一字节

uchar SPI_Read(uchar reg); //从reg寄存器读一字节 void SetRX_Mode(void); //数据接收配置 uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value); //写数据value到reg寄存器

uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars); //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

uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars); //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

unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf); //数据读取后放入rx_buf接收缓冲区中

void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf); //发送 tx_buf中数据

/*****************************************长延时*****************************************/ void Delay(unsigned int s) {

unsigned int i;

for(i=0; i

/******************************************************************************************/

uint bdata sta; //状态标志 sbit RX_DR =sta^6; //RX_DR 为 sta 的第六位 sbit TX_DS =sta^5; //TX_DS 为 sta 的第五位 sbit MAX_RT =sta^4; //MAX_RT 为 sta 的第四位

/******************************************************************************************/ /*延时函数

/******************************************************************************************/

void inerDelay_us(unsigned char n) //延时，us 级 {

for(;n>0;n--) _nop_(); }

/****************************************************************************************/ /*NRF24L01初始化

/***************************************************************************************/

void init_NRF24L01(void) {

inerDelay_us(100); CE=0; // 芯片使能 CSN=1; // 禁止 SPI SCK=0; // SPI时钟置低

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 }

/****************************************************************************************************/ /*函数：uint SPI_RW(uint uchar)

/*功能：NRF24L01的SPI写时序-----根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01 读出一字节

/****************************************************************************************************/ uint SPI_RW(uint dat) {

uint i;

for(i=0;i<8;i++) // 循环8次 {

MOSI = (dat & 0x80); // dat的最高位输出到MOSI MSB to MOSI dat = (dat << 1); // 从右向左进一位 shift next bit into MSB..

SCK = 1; // 拉高SCK，nRF24L01从MOSI读入1位数据，同时从MISO输出1位数据 Set SCK high..

dat |= MISO; //读MISO到 dat 最低位 capture current MISO bit

SCK = 0; // SCK置低 ..then set SCK low again

}

return(dat); //返回读出的一字节 return read dat }

/****************************************************************************************************

/*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)

/*功能：NRF24L01的SPI时序-----------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 CSN low, initialize SPI communication...

SPI_RW(reg); //选择寄存器 Select register to read from..

reg_val = SPI_RW(0); //然后从该寄存器读数据 ..then read registervalue CSN = 1; //CSN拉高，结束数据传输 CSN high, terminate SPI communication

return(reg_val); //返回寄存器数据 return register value }

/****************************************************************************************************/ /*功能：NRF24L01读写寄存器函数 /*描述：写数据value到reg寄存器

/****************************************************************************************************/

uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value) {

uchar status;

CSN = 0; // CSN置低，开始传输数据 CSN low, init SPI transaction

status = SPI_RW(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字 select register SPI_RW(value); // 然后写数据到该寄存器 ..and write value to it..

CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输 CSN high again

return(status); // 返回状态寄存器 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

/*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

/****************************************************************************************************/

uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) {

uint status,i; CSN = 0; //CSN置低，开始传输数据 Set CSN low, init SPI tranaction

status = SPI_RW(reg); //选择寄存器，同时返回状态字 Select register to write to and read status uchar

for(i=0;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 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

/*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

/*********************************************************************************************************/

uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) {

uint 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 inerDelay_us(10);

for(i=0; i

SPI_RW(*pBuf++); //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：void SetRX_Mode(void) /*功能：数据接收配置

/****************************************************************************************************/ void SetRX_Mode(void) {

CE=0;

SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);//CRC使能，16位CRC校验，上电，接收模式

CE = 1; // 拉高CE启动接收设备 inerDelay_us(130); }

/******************************************************************************************************/

/*函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf) /*功能：数据读取后放入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

SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送

CE=1; //置高CE，激发数据发送 inerDelay_us(10); }

/************************************主函数

************************************************************/ void main(void) {

unsigned char tf =0;

unsigned char TxBuf[20]={0}; // 要发送的数组 unsigned char RxBuf[20]={0}; // 接收的数据 数组

init_NRF24L01() ; //模块初始化

led1=1;led2=1;led3 =1;led4 =1; //led 灯关闭

Delay(1000);

while(1) {

if(KEY1 ==0 ) //按键 1 按下 {

TxBuf[1] = 1 ; //赋值 tf = 1 ; led1=0; //本地led 灯闪烁 Delay(200); led1=1;

Delay(200); }

if(KEY2 ==0 ) //按键 2 按下 {

TxBuf[2] =1 ; //赋值 tf = 1 ; led2=0; //本地led 灯闪烁 Delay(200);

led2=1;

Delay(200); }

if (tf==1) //有键按下 {

nRF24L01_TxPacket(TxBuf); //发送数据 Transmit Tx buffer data TxBuf[1] = 0x00; //清零 TxBuf[2] = 0x00; tf=0;

Delay(1000); }

SetRX_Mode(); //设置成接受模式

RxBuf[1] = 0x00; //接收的数组相应位清零 RxBuf[2] = 0x00; Delay(1000);

nRF24L01_RxPacket(RxBuf); //接收数据

if(RxBuf[1]|RxBuf[2]) { if( RxBuf[1]==1) {

led3=RxBuf[0]; }

if( RxBuf[2]==1) {

led4=RxBuf[4]; }

Delay(3000); //old is '1000' }

RxBuf[1] = 0x00; //清零 RxBuf[2] = 0x00; led3=1; //关灯 led4=1; } }

本程序存在的问题：反应不够灵敏，当在按键1和按键2之间切换的时候，对方的灯闪烁会有一定的延时，另外本程序没有消除按键的抖动。

对部分函数的解释：

uint SPI_RW(uint dat)

最基本的函数，完成 GPIO模拟 SPI 的功能。将输出字节（MOSI）从 MSB 循环输出，

同时将输入字节（MISO）从 LSB 循环移入。上升沿读入，下降沿输出。 （从 SCK被初始化

为低电平可以判断出）

uchar SPI_Read(uchar reg); //从reg寄存器读一字节

读取寄存器值的函数：基本思路就是通过 READ_REG命令（也就是 0x00+寄存器地址） ，把

寄存器中的值读出来。对于函数来说也就是把 reg 寄存器的值读到 reg_val 中去。

uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value); //写数据value到reg寄存器

寄存器访问函数：用来设置 24L01 的寄存器的值。基本思路就是通过 WRITE_REG命令（也

就是 0x20+寄存器地址）把要设定的值写到相应的寄存器地址里面去，并读取返回值。对于

函数来说也就是把 value值写到 reg 寄存器中。

需要注意的是，访问 NRF24L01 之前首先要 enable 芯片（CSN=0； ） ，访问完了以后再 disable

芯片（CSN=1； ）。

uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars); //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

接收缓冲区访问函数：主要用来在接收时读取 FIFO 缓冲区中的值。基本思路就是通过

READ_REG命令把数据从接收 FIFO（RD_RX_PLOAD）中读出并存到数组里面去。

uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars); //把pBuf缓存中的数据写入到nRF24L01，通

常 //用来写入发

发射缓冲区访问函数：主要用来把数组里的数放到发射 FIFO缓冲区中。基本思路就是通过

WRITE_REG命令把数据存到发射 FIFO（WR_TX_PLOAD）中去。

Tx 模式初始化过程

1）写 Tx 节点的地址 TX_ADDR

2）写 Rx 节点的地址（主要是为了使能 Auto Ack） RX_ADDR_P0 3）使能 AUTO ACK EN_AA 4）使能 PIPE 0 EN_RXADDR

5）配置自动重发次数 SETUP_RETR 6）选择通信频率 RF_CH

7）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率） RF_SETUP 8 ) 选择通道0 有效数据宽度 Rx_Pw_P0

9）配置 24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。

Rx 模式初始化过程：

初始化步骤 24L01 相关寄存器 1）写 Rx 节点的地址 RX_ADDR_P0 2）使能 AUTO ACK EN_AA 3）使能 PIPE 0 EN_RXADDR 4）选择通信频率 RF_CH

5) 选择通道0 有效数据宽度 Rx_Pw_P0

6）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率）7）配置 24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。

RF_SETUP

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/83kd.html