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【STM32外设系列】NRF24L01无线收发模块

news 2024/11/15 3:07:21

NRF24L01是一款基于2.4GHz ISM频段的无线收发模块，它采用nRF24L01芯片，支持多通道通信和自动重发机制，非常适合用于短距离无线通信。本文将详细介绍如何使用STM32微控制器驱动NRF24L01模块，并通过代码实现无线数据的收发。

1. NRF24L01模块简介

NRF24L01模块具有以下特点：

工作频段：2.4GHz ISM频段
支持多通道通信
自动重发机制，提高通信可靠性
低功耗设计，适合电池供电的应用
支持多种工作模式，包括接收模式、发送模式和待机模式

2. 硬件连接

将NRF24L01模块与STM32开发板进行硬件连接，通常包括以下步骤：

VCC：连接到STM32的3.3V或5V电源。
GND：连接到STM32的地。
CE：连接到STM32的一个GPIO引脚，用于控制模块的启动和关闭。
CSN：连接到STM32的另一个GPIO引脚，用于片选信号。
SCK：连接到STM32的SPI时钟线。
MOSI：连接到STM32的SPI数据线。
MISO：连接到STM32的SPI数据线（如果需要接收数据）。

3. 软件编程

1. 初始化SPI

首先，需要初始化STM32的SPI接口，以便与NRF24L01通信。

#include "stm32f1xx_hal.h"SPI_HandleTypeDef hspi1;void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_SPI1_Init(void);int main(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_SPI1_Init();// 初始化NRF24L01NRF24L01_Init();while (1) {// 发送数据NRF24L01_TX_Mode();char txData[] = "Hello, NRF24L01!";NRF24L01_Write_Buf(NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD, (uint8_t*)txData, sizeof(txData));// 接收数据NRF24L01_RX_Mode();uint8_t rxData[32];NRF24L01_Read_Buf(NRF_CMD_R_RX_PAYLOAD, rxData, sizeof(rxData));printf("Received: %s\n", rxData);HAL_Delay(1000);}
}static void MX_SPI1_Init(void) {hspi1.Instance = SPI1;hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;HAL_SPI_Init(&hspi1);
}

2. NRF24L01驱动函数

实现NRF24L01的初始化、发送和接收函数。

#include "nrf24l01.h"#define NRF_CE_PIN GPIO_PIN_0
#define NRF_CSN_PIN GPIO_PIN_1
#define NRF_CE_GPIO_PORT GPIOA
#define NRF_CSN_GPIO_PORT GPIOAvoid NRF24L01_Init(void) {HAL_GPIO_WritePin(NRF_CE_GPIO_PORT, NRF_CE_PIN, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_SET);// 初始化SPI接口HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_RESET);// 写入配置寄存器NRF24L01_WriteReg(NRF_REG_CONFIG, 0x08); // 配置nRF24L01为接收模式NRF24L01_WriteReg(NRF_REG_EN_AA, 0x01);  // 开启自动应答NRF24L01_WriteReg(NRF_REG_RF_CH, NRF_CHANNEL); // 设置通信通道NRF24L01_WriteReg(NRF_REG_RX_ADDR_P0, 0x12345678); // 设置接收地址// 打开接收模式HAL_GPIO_WritePin(NRF_CE_GPIO_PORT, NRF_CE_PIN, GPIO_PIN_SET);
}void NRF24L01_WriteReg(uint8_t reg, uint8_t value) {uint8_t buf[2];buf[0] = NRF_CMD_W_REGISTER | reg;buf[1] = value;HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(&hspi1, buf, 2, HAL_MAX_DELAY);HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_SET);
}uint8_t NRF24L01_ReadReg(uint8_t reg) {uint8_t buf[2];buf[0] = NRF_CMD_R_REGISTER | reg;HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(&hspi1, buf, 1, HAL_MAX_DELAY);HAL_SPI_Receive(&hspi1, buf, 1, HAL_MAX_DELAY);HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_SET);return buf[0];
}void NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t len) {uint8_t cmd = NRF_CMD_W_REGISTER | reg;HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &cmd, 1, HAL_MAX_DELAY);HAL_SPI_Transmit(&hspi1, pBuf, len, HAL_MAX_DELAY);HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_SET);
}void NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t len) {uint8_t cmd = NRF_CMD_R_REGISTER | reg;HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &cmd, 1, HAL_MAX_DELAY);HAL_SPI_Receive(&hspi1, pBuf, len, HAL_MAX_DELAY);HAL_GPIO_WritePin(NRF_CSN_GPIO_PORT, NRF_CSN_PIN, GPIO_PIN_SET);
}