NRF24L01

一、簡介

NRF24L01 是 NORDIC 公司最近生產的一款無線通信通信芯片，采用 FSK 調制，內部
集成 NORDIC 自己的 Enhanced Short Burst 協議。可以實現點對點或是 1 對 6 的無線通信。無線通信速度可以達到 2M（bps）。NORDIC 公司提供通信模塊的 GERBER 文件，可以直接加工生產。嵌入式工程師或是單片機愛好者只需要為單片機系統預留 5 個 GPIO，1 個中斷輸入引腳，就可以很容易實現無線通信的功能，非常適合用來為 MCU 系統構建無線通信功能。

二、引腳功能描述

VCC 腳接電壓范圍為2.0V~3.6V 之間，不能在這個區間之外，超過 3.6V 將會燒毀模塊。推薦電壓 3.3V 左右。除電源 VCC 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V 單片機 IO口直接相連，無需電平轉換。當然對3V左右的單片機更加適用了。

程序設計

一、對 24L01 的程序編程的基本思路如下：

1） 置 CSN 為低，使能芯片，配置芯片各個參數。（過程見 3.Tx 與 Rx 的配置過程）
配置參數在 Power Down 狀態中完成。
2） 如果是 Tx 模式，填充 Tx FIFO。
3） 配置完成以后，通過 CE 與 CONFIG 中的 PWR_UP 與 PRIM_RX 參數確定 24L01
要切換到的狀態。
Tx Mode：PWR_UP=1; PRIM_RX=0; CE=1 (保持超過 10us 就可以)；
Rx Mode: PWR_UP=1; PRIM_RX=1; CE=1;
4) IRQ 引腳會在以下三種情況變低：
Tx FIFO 發完并且收到 ACK（使能 ACK 情況下）
Rx FIFO 收到數據
達到最大重發次數
將 IRQ 接到外部中斷輸入引腳，通過中斷程序進行處理。

二、Tx 與 Rx 的配置過程

1、Tx 模式初始化過程：

1）寫 Tx 節點的地址 TX_ADDR
2）寫 Rx 節點的地址（主要是為了使能 Auto Ack） RX_ADDR_P0
3）使能 AUTO ACK EN_AA
4）使能 PIPE 0 EN_RXADDR
5）配置自動重發次數 SETUP_RETR
6）選擇通信頻率 RF_CH
7）配置發射參數（低噪放大器增益、發射功率、無線速率） RF_SETUP
8 ) 選擇通道 0 有效數據寬度 Rx_Pw_P0
9）配置 24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG。

2、Rx 模式初始化過程：

1）寫 Rx 節點的地址 RX_ADDR_P0
2）使能 AUTO ACK EN_AA
3）使能 PIPE 0 EN_RXADDR
4）選擇通信頻率 RF_CH
5) 選擇通道 0 有效數據寬度 Rx_Pw_P0
6）配置發射參數（低噪放大器增益、發射功率、無線速率） RF_SETUP
7）配置 24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG。

三、基本程序函數

下面主要介紹幾個重要程序函數，其它的程序函數需要的可以留言獲取
1、nRF24L01+接收模式初始化

void nRF24L01P_RX_Mode(void)
{
	CE = 0;
	nRF24L01P_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 接收設備接收通道0使用和發送設備相同的發送地址
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);               			// 使能接收通道0自動應答
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);           	    	// 使能接收通道0
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);                 			// 選擇射頻通道0x40
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);  		    // 接收通道0選擇和發送通道相同有效數據寬度
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);            			// 數據傳輸率2Mbps，發射功率0dBm，低噪聲放大器增益(nRF24L01+忽略該位）
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);              			// CRC使能，16位CRC校驗，上電，接收模式
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + STATUS, 0xff);  						//清除所有的中斷標志位
	CE = 1;                                            						// 拉高CE啟動接收設備
}

2、nRF24L01+發送模式初始化

void nRF24L01P_TX_Mode(void)
{
	CE = 0;
	nRF24L01P_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);     // 寫入發送地址
	nRF24L01P_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 為了應答接收設備，接收通道0地址和發送地址相同

	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);       					// 使能接收通道0自動應答
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);   					// 使能接收通道0
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a);  					// 自動重發延時等待250us+86us，自動重發10次
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);         					// 選擇射頻通道0x40
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);    					// 數據傳輸率2Mbps，發射功率0dBm，低噪聲放大器增益(nRF24L01+忽略該位）
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);     					    // CRC使能，16位CRC校驗，上電
	//CE = 1;
}

3、

/********************************************************
函數功能：讀取接收數據                       
入口參數：rxbuf:接收數據存放首地址
返回  值：0:接收到數據
          1:沒有接收到數據
*********************************************************/
u8 nRF24L01P_RxPacket(u8 *rxbuf)
{
	u8 stat
	state = nRF24L01P_Read_Reg(STATUS);  			              //讀取狀態寄存器的值    	  
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG+STATUS,state);                  //清除RX_DS中斷標志

	if(state & RX_DR)								              //接收到數據
	{
		nRF24L01P_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,TX_PLOAD_WIDTH);     //讀取數據
		nRF24L01P_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);					      //清除RX FIFO寄存器
		return 0; 
	}	   
	return 1;                                                     //沒收到任何數據
}

4、

/********************************************************
函數功能：發送一個數據包                      
入口參數：txbuf:要發送的數據
返回  值：0x10:達到最大重發次數，發送失敗 
          0x20:發送成功            
          0xff:發送失敗                  
*********************************************************/
u8 nRF24L01P_TxPacket(u8 *txbuf)
{
	u8 state;
	CE=0;													//CE拉低，使能24L01配置
  nRF24L01P_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);	//寫數據到TX FIFO,32個字節
 	CE=1;		    									    //CE置高，使能發送	   
	
	while(IRQ == 1);										//等待發送完成
	state=nRF24L01P_Read_Reg(STATUS);  						//讀取狀態寄存器的值	   
	nRF24L01P_Write_Reg(WRITE_REG+STATUS,state); 			//清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
	if(state&MAX_RT)			   						    //達到最大重發次數
	{
		nRF24L01P_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);					//清除TX FIFO寄存器 
		return MAX_RT; 
	}
	if(state&TX_DS)									        //發送完成
	{
		return TX_DS;
	}
	return 0XFF;	 									    //發送失敗
}

通信測試

1、兩個NRF24L01的目標地址和接收地址需要設置成一樣的，
發送和接收程序下面這個函數里面的地址必須是一樣的

u8 code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55};  // 定義一個靜態發送地址

2、通信頻率需要設置成一樣的，RF_CH是選擇頻率寄存器，
頻率計算公式是2400+“RF_CH”，單位是MHZ；接收和發射函數里面設置的RF_CH值是40，所以實際通信頻率是2400+40=2.440GHZ
3、數據傳輸速率也需要設置成一樣的，

一、兩個51單片機控制NRF24L01互相通信

1、51單片機和NRF24L01接線

2、發送程序

u8 a = 0;

int main(void)
{
	UART_Init();
	nRF24L01P_Init();
	while(1)
	{
		u8 buf[32] = {0};
		buf[0] = 0xAA;
		nRF24L01P_TX_Mode();
		a = nRF24L01P_TxPacket(buf);
		Delay(200);
		UART_SendByte(a);
		buf[0] = 0;
	}
}

3、接收程序

int main(void)
{
	u8 buf[32] = {0};
	nRF24L01P_Init();
	UART_Init();
	nRF24L01P_RX_Mode();
	while(1)
	{
		buf[0] = 0;
		nRF24L01P_RxPacket(buf);
		UartSendStr(buf);
		Delay(200);
		buf[0] = 0;
	}
}

實驗現象

下圖，右邊的20是發送成功標志，左邊AA是發送的數據

一、51單片機控制NRF24L01與NRF24L01轉TTL串口模塊通信

1、NRF24L01轉TTL串口模塊

接收參數和發射參數需要設置成一樣的才能通訊

2、發射程序

int a = 0;

int main(void)
{
	UART_Init();
	nRF24L01P_Init();	
	while(1)
	{
		u8 buf[32] = {" NRF24L01 Testrn"};
		nRF24L01P_TX_Mode();
		a = nRF24L01P_TxPacket(buf);
		UART_SendByte(a);
		Delay(200);
	}
}

3、現象

總結

NRF24L01模塊不支持熱插拔，熱插拔會損壞模塊；代碼調試的過程還有些小BUG，希望得到大佬指點，需要工程的在下方留言

審核編輯 黃宇