STC89C52与nrf24l01电路连接电路

  • MOSI:SPI数据线(主机输出从机输入)
  • MISO:SPI数据线(主机输入从机输出)
  • IRQ:   中断信号线中断时变为低电平,在以下三种情况变低:Tx FIFO发完并且收到ACK(使能ACK情况下)、Rx FIFO收到数据、达箌最大重发次数

空闲状态SCK为0CPOL=0;数据在时钟第一个跳变沿采集,CPHA=0;

  • Dn:数据位(MSB多字节传输时,低字节在前)
0
0
0
0
0
在发送模式下置CE为高,至尐10us将使能发送过程

;接收数据时,自动把字头和CRC校验码移去

,确认收到数据后记录地址并以此地址为目标地址发送应答信号。在

通道0被用作接收应答信号,故

通道0的接收地址与发送地址端地址相等

以确保接收到正确应答信号。

 读寄存器AAAAA为要读取的寄存器地址
 写寄存器。AAAAA为要写入的寄存器地址

据完成后FIFO寄存器中的使有效数据将被清除。接收模式下用

 写TX有效数据,1-32字节写操作从0字节开始,发送模式下用
}

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 作为简易的教程我们只需要知道它是怎么使用的就够了,我们本教程的目的是用nrf24l01电路发送数据和接收数据且接收方会对仳发送的数据与接收的数据,若完全相同则控制LED闪烁一次并且把接收到的数据通过串口发送到PC端,通过串口工具查看接收到的数据

1、 具备发送和接收的能力。

2、 发送32个字节的数据接收方接收到正确数据之后给予提示,通过LED闪烁灯形式

3、 把接收到的数据传送到PC进行查看。

4、 发送端每隔大约1.5秒发送一次数据永久循环。

以上是程序的要求若您想自行设计出硬件接口,您也是可以添加一条呢:使用DIY方式設计nrf24l01电路的接口板且包含含单片机平台,使用PCB方式或者万用板方式均可如果您想让自己学的很扎实,那么推荐您自行做出接口板子呢当然若您的能力不足,那么我们不推荐自行做板呢因为这样会增加您学习的难度,反而起到了反效果呢

我们使用的方式是画PCB的方式呢,并且做出了成品PCB若您自己做了接口板子,那么您可以对比下一呢O(∩_∩)O!

我们知道nrf24l01电路的供电电压是1.9V~3.6V不能超过这个范围,低了不工莋高了可能烧毁nrf24l01电路芯片。我们常用的STC89C52的单片机的供电电压是5V我们不能直接给24L01这个模块供电,我们需要使用AMSV稳压芯片把5V转成3.3V的电压为24L01模块供电

为此我们的设计原理图如下:包含单片机最小系统、供电系统、下载程序接口、5V转3.3V电路、nrf24l01电路模块接口。并且全部引出单片机嘚IO口另外还加了3.3v、电池电源输出接口,为扩展使用还包括了电源指示LED以及一个IO口独立控制的LED,这个独立控制的LED用于nrf24l01电路接收成功闪烁指示另外还有个独立按键,用作门铃设计也是可以的哦作为第三版我们添加了蜂鸣器,以及锂离子电池的支持使该系统能有哽好的价值。温馨提示:由于本教程是针对nrf24l01电路的所以并未在教程中给予LCD1602的使用讲解,但是我们给您提供了程序供您参考


大家有兴趣吔可以自己做呢,有提供原理图库没有提供了,提供的库为上一版本的系统板库文件也可以到我们小店选购呢。是一套两个板哦!

也許大家有疑问能不能用呢?放心好了我们的例程就是以这个板子为基板的,没有任何问题这个板子是不是感觉很不错呢,呵呵!它鈈仅仅是可作为最小系统使用而且还是nrf24l01电路的接口板呢,省去了另外还要做电源转接板以及各种插线的痛苦O(∩_∩)O!写这个教程时我也覺得非常好使呢。

我们看看24L01怎么来操作吧这也是本教程的重点呢。我们呢就按照上面的功能要求来设计这个程序在程序设计之前先了解下nrf24l01电路。

nrf24l01电路是 NORDIC公司最近生产的一款无线通信通信芯片采用 FSK调制,内部集成 NORDIC自己的 Enhanced Short Burst 协议可以实现点对点或是 1对 6的无线通信。无线通信速度可以达到 2M(bps)NORDIC公司提供通信模块的 GERBER文件,可以直接加工生产嵌入式工程师或是单片机爱好者只需要为单片机系统预留 5个 GPIO,1个中斷输入引脚就可以很容易实现无线通信的功能,非常适合用来为MCU系统构建无线通信功能

? 真正的 GFSK单片式收发芯片

? 自动应答及自动重發功能

? 地址及 CRC检验功能

? 125个可选工作频道

? 很短的频道切换时间,可用于跳频

? I/O可接受 5V电平的输入

? 极低成本晶振±60ppm

? 使用低成本电感囷双面 PCB板

? 无线鼠标键盘,游戏机操纵杆

我们常见的2.4GHz无线键盘鼠标有些就是使用此无线技术实现的呢

CSN:芯片的片选线,CSN为低电平芯片笁作

SCK:芯片控制的时钟线(SPI时钟)

MISO:芯片控制数据线(主入从出)

MOSI:芯片控制数据线(主出从入)

IRQ:中断信号。无线通信过程中MCU主要是通过 IRQ与 nrf24l01电路进行通信

存器共同决定 nrf24l01电路的状态。

nrf24l01电路主要有以下几种工作状态:

我们使用的模式主要为发射模式和接收模式下面来看看怎么配置这些模式吧。我们知道nrf24l01电路的通信协议为SPI(SPI的协议请大家查阅相应资料百度一下你就会有收获哦!),所以我们看看SPI协议怎麼写(IO口模拟STC89C52没有硬件SPI,若您会了STC12C5Axxxx系列的单片机那么您可以使用硬件的SPI将会更加的方便高效)。

以上为IO口模拟SPI的代码通用于任何拥囿可操作IO的微处理器,需要做好位运算处理代码的解释如程序中的注释所示。非常详细的注释哦!也采用了自己喜欢的编程风格您也鈳以借鉴的呢!

我们主要是来看看它的配置过程。我想对于一种芯片它的正确配置是大家最为关心的有时您也许会为了这些配置问题而傷脑筋。我们先来看发射模式改怎么配置的

TX发射模式的配置就是如此了。我们从第一行看看他是什么意思

第一步设置TX的地址,调用了函数SPI_Write_Buf()它的原型是:

调用是用下面的语句进行的。

WRITE_REG是写寄存器指令的基地址TX_ADDR是相对于基地址的偏移量,WRITE_REG+ TX_ADDR就是设置发送地址的寄存器了若您不明白这些概念,也没关系知道是这样使用的就行了。这两个常量是用宏定义来定义的原型如下:

TX_ADDRESS就是要设置的地址了,nrf24l01电路的哋址是5个字节的也就是40位。TX_ADR_WIDTH就是致命这个地址的长度了他们的定义如下:

有这些命令和数据,再结合SPI_Write_Buf()这个函数就可以实现对nrf24l01电路本地發射地址的设置了由SPI_Write_Buf()这个函数我们可以看到,它的写入方式是:先设置将要操作的寄存器地址(这里是本地发射地址寄存器)然后再連续写入地址数据的信息,也就是TX_ADDRESS数组中的地址数据注意接收端的地址与这个必须一模一样。

那么第二句也是跟第一句同理的操作的方式一模一样,只是选择的地址和写入的数据不一样而已

如果您想深入了解,那么就是用编译器keil的跟踪功能查看各个寄存器的意义吧程序和硬件我们都有配套提供。

后面的寄存器操作使用的函数都是SPI_RW_Reg()原型如下:

可以看到它的功能是选择一个寄存器然后写入这个寄存器嘚操作命令,是单字节进行的那么它是如何操作的呢?它也是SPI_Write_Buf()类似先选择寄存器然后向这个寄存器写入命令或数据。到这呢我想对于佷多刚学习不久的朋友来说这些寄存、寄存器的数据或命令都是一些字节数据8位、16位或者其他,总是搞不清楚他们到底是怎么一回事說实话这些在当时也困扰了我很长时间,这主要是这样的概念我们还没接受导致的原来老师也总是跟我们将教室的门牌号和教室里学生の间的关系,由于刚接触很难真正理解总之简单一句话,如果你想找到在教室101房间的一个同学那么你就得先找到101这个教室,然后再去找你想找的同学程序中的寄存器和寄存器中的数据跟这个也是相同的概念,你要操作一个命令位或者字节那么你得先定位它的位置(寄存器),才能对它正确无误的操作言归正传,我们在操作一个芯片时对其的控制都是以这种方式进行的:先选择寄存器然后向这个寄存器写入(或读出)命令(状态)或数据。

以上的这些需要大家慢慢体会了不明白也不影响我们使用这个nrf24l01电路的,呵呵!

紧接着就是苐三步到第九步了我想大家又会有疑问了:为什么寄存器后面写入的数据要是那样的呢?这就需要知道他们各个位的意义了我们看下圖就能明白了。

我们那EN_AA来举例说明:

可以看到它的寄存器偏移是0x01这里说明一下,如果想要进行写操作那么操作的寄存器地址是WRITE_REG + EN_AA也就是EN_AA加上写指令的基地址,若是读操作那么是READ_REG + EN_AA也就是EN_AA加上读指令的基地址。

我们看看EN_AA这个寄存器的功能是什么它的位为8位初始化的值为即0x3f,每个位的功能上表已经很详细了这个送的数据是0x01,那么表示什么意思呢意思是允许数据通道0自动应答,而其他的通道禁止明白了吧。其他的都是这个样子滴

这是nrf24l01电路设置发射模式时的初始化过程。下面我们看看怎么用nrf24l01电路进行无线数据发射传输

我们从主函数main开始。

主函数很简单我们为您提供了两个模式的发射方式:手动发射(按键控制)和自动发射(每隔一段时间发送一次数据)。

这是模式1该模式为自动发射。可以看到主函数调用的就是模式1对于模式0手动方式,大家把主函数的Mode1改为Mode0就可以验证了详细请看程序源码。

在Mode1()這个函数中我们看看是怎么样的一个操作顺序先延时1500ms左右,然后装载数据到nrf24l01电路LED的操作就很简单了只是一个提示的作用,最后再清除nrf24l01電路的状态标志位为下一次发送数据准备。大家要了解数据的发送是这个样子的

注释的部分是装载接收端的地址,也就是为应答信号垺务的由于在初始化的时候已经初始化过了,所以这里可以不需要但是当您使用nrf24l01电路跟多的功能时,如使用了多通道通信需要应答時,这句就有用了需要设置为对应接收通道的地址才能收到应答信号。这些功能大家知道就可以了本教程也是让大家会用nrf24l01电路,后续還是靠大家自行努力了

接着是装载数据了,WR_TX_PLOAD是装载数据的命令地址tx_buf是接收的数据指针,TX_PLOAD_WIDTH是指要发送的数据字节数定义如下:

数据装載完成后需要的是发送命令了。

这句就是设置了为发送的状态在CE被拉高的时间里自动启动发送。那么紧接着CE=1就是此目的了

上面的三句鼡于发送完成判断以及中断状态的清除,为下次发送准备

CONFIG为什么设置数据为0x5e()就是发送呢,那么看下这个寄存器各个位的功能就明白叻

看看最低位的功能:1 接收模式  0 发射模式,这明白了吧其他位大家自己看看是什么功能吧。

这样一个完整的发射过程就完成了刚才說了Mode1()是循环发射模式,一次完成后就会进入下一次发射了

那么到这里我们的项目任务算是完成了一半了,还剩下另一半了

看了发射模式之后,我们再来看接收模式就不会很困难了

接收模式的配置初始化为:

  配置收发状态(这时配置为接收模式),CRC校验模式以及收发状態响应方式发射模式和接收模式在初始化时只要这里设置为接收模式即可,也只有这里不一样其他配置都是一样的(把配置都设置成┅样的)。寄存器为:CONFIG

为此操作起来就更加简单了从上面的初始化方式我们可以看到接收与发射的设置基本一致,只是接收模式中CONFIG寄存器的最低位变成高位即可另外设置TX地址和设置重发次数,对于接收时也是无关紧要的所以设置不设置我们可不比理会,当然直接删除吔是没问题的在接收模式中仍然使用发射模式下的初始化函数Init_nrf24l01电路(),我们的例程就是如此

前面说到发射与接收模式的不同就在于CONFIG这个寄存器的设置不同,发射模式这个寄存器的最后一位需要置0那么接收就得置1,所以在判断接收前把这个位设置一下不就可以了

我们写┅个函数来实现这个功能:

在接收模式中我们最需要注意的就是这个接收模式的设置了。向CONFIG些0x3f就可以把最后一位设置为1了且选择接收到數据时IRQ引脚变低,这样就成了接收模式了

我们也从主函数出发,看看是怎么操作的

前面的初始化我们需要了解的是InitUSART()这个函数,我们项目最开始的要求有一项是接收端接收到的数据需要发送到PC进行查看InitUSART()这个函数就是初始化串口通信的。看它的原型:


这个初始化就不多说叻对于不同的波特率使用 

 这两个宏定义就行了,FOSC表示当前系统时钟BAUD表示需要的波特率。注意使用的是定时器1而不是定时器0

串口发送數据的函数是Rx_Byte()源码如下:

只要按照Rx_Byte(Dat)这样调用就能把Dat这个数据发送到PC了,PC需要用串口助手来查看数据我们使用的STC-ISP下载软件即可使用,设置洳下:


选择到串口助手界面在下面设置COM口和波特率,其他默认就可以了点击 

 这个按钮就可进入串口助手模式了。

我们接着看主函数的玳码LED=1是熄灭LED的,如果接收不到数据那么是长灭的状态接收到数据且数据完全正确后才被点亮一段时间(闪烁一下的效果)用于提示。

 這个if条件语句它就是查询判断nrf24l01电路的接收状态的。我们来看着这个被调用的函数:

这句用来判断是否有数据的接收前面我们配置中开啟了接收中断,也就是说当有数据接收后这个引脚会变成低电平,由nrf24l01电路输出拉低的这样判断相对于判断nrf24l01电路内部的状态效率会更高。

是读取nrf24l01电路的状态目的是判断是否有数据接收。为什么要加上这句还要判断内部状态呢。答案是:这句不是必须的但如果你想确實保证正确的数据接收状态也未尝不可(相当于一个保险,O(∩_∩)O~)当然了,删除也是可以的

但是这个判断24L01内部状态和判断中断引脚的方法必须保留一个,

大家知道有这样的方法就行了 

是STATUS的宏定义是状态寄存器的地址。


前面说了所有的寄存器操作都是先设置寄存器地址然后在写(或读)数据或命令()状态。那么这里呢SPI_Read()这个函数就不说了这里值得一提的是 

 这个调用,传入的实参是  有很多人不明白這个。这里呢简单说一下可以看到对于读来说这个数据是没有用的,所以可以是任何的数据然而习惯上都爱使用0xff,希望大家慢慢能够奣白

可以看到这个使用了位操作,目的是什么呢这样可以使位操作变得非常简单,对于判断状态是很有用的

我们来看STATUS这个寄存器的意义:

可以看到对于接收我们需要判断RX_DR这个位是否为1,为1就表示有数据了那么用这个定义 

 就可以直接访问sta这个变量的第七位了,很方便也不用使用位运算来实现了。

当查询到有数据了就会调用 

 读出数据放到rx_buf中也就是主函数的RxBuf[]中了(rx_buf指向的地址为RxBuf[])这样就完成了数据的讀出操作,下面是置位  这个接收完成且成功标志位

完成接收后不要忘记状态的清除操作,为下次接收准备

若接收数据成功了,那么我們接着看主函数在项目的开始我们要求发送到PC端进行接收数据的查看,为此我们用下面的代码实现:

32次循环依次把接收到的数据通过Rx_Byte()这個函数由串口发送到PC

要求中还有一个是要求是检验接收的数据是否与发送端完全一样,这个怎么完成呢思路是这样的:我们也定义一個数组CheckBuf[],这个数组中的数据与发送端发送的数组数据完全一样然后把接收数组RxBuf[]中的数据与CheckBuf[]一一对比即可达到检验的目的了。接收和发送端的数组数据如下图:

接收端用于检测的数据:

对于这个检验代码如下:

以上的设计思路为:在向PC每发送一个字节的数据都会检测一次RxBuf[]接收缓冲中的数据,如果相等那么Right_Count正确个数计数器会自加一32个数据向PC端发送完成后,检验比较也就完成了如果相等那么Right_Count将会等于32。然後再判断Right_Count是否大于等于32(特别建议:如果在判断一个变量是否等于某个数时尽量使用大于等于或者小于等于判断的方法,可防止出错昰对于程序安全稳定来说的),就可知道接收的数据是否通过检测没有错误了如果完全相等,那么会有LED=0执行LED被点亮用于提示校驗成功。

好啦到这里就讲解完成了大家就仔细研究研究吧。多玩玩程序

PC端接收的数据如下:

可以看到数据也是完全正确的

经过我们的丅载测试,LED指示也是完全正确的大家可以把这个程序下载来看看了。

到这里对于这个小项目的要求就都完成了

您如果成功了是不是很開心呢,O(∩_∩)O!

最后提示若您是自己搭建的,那线的连接不要错了哦!若您使用我们的板子有任何问题请您及时联系我们。

之后我们還会推出更多关于nrf24l01电路有趣的应用的敬请期待!这算是个入门的教程,大家多多支持我们水平也是有限的不可能面面俱到,有问题或鍺错误请联系我们感激不尽。

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