关于NRF24L01无线模块的C52双向通讯C程序（中文详解）

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

typedef unsigned char uchar;

typedef unsigned char uint;

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）

sbit KEY1=P3^3;//按键S1

sbit KEY2=P3^2;//按键S2

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

#define TX_ADR_WIDTH    5   // 5 uints TX address width

#define RX_ADR_WIDTH    5   // 5 uints RX address width

#define TX_PLOAD_WIDTH  20   // 20 uints TX payload

#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

#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

#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 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

void Delay(unsigned int s)

{

unsigned int i;

for(i=0; i<s; i++);

for(i=0; i<s; 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

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

{

for(;n>0;n--)

_nop_();

}

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

}

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

}

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

}

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

}

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<uchars;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

}

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<uchars; 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 

}

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);

}

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;

}

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);

}

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） RF_SETUP 

7）配置 24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。