作者：李剴
出處：https://www.cnblogs.com/kevin-nancy/
或者
https://blog.csdn.net/Kevin_8_Lee/article/details/95667604歡迎轉載，但也請保留上面這段聲明。謝謝！（上面兩個都是我的博客，只是在不同平台，大家可以點擊鏈接看一下我的博客哦~~~）
寫在前面：這一篇先介紹一下兩個51單片機之間通過nRF24L01模塊通信的過程，下一篇我會寫 51單片機 和 STM32F407 單片機通信過程。
關於nRF24L01這個模塊，網上可以說是資料非常多了，我參考的是雲佳科技的pdf以及官方的datasheet英文數據手冊。 另外，關於這個模塊的介紹以及能夠用來做什么也不過多的廢話，數據手冊及說明書都有。
51單片機我使用的是買來的開發板，核心是STC89C52，大家不必擔心平台不同，都是使用軟件模擬spi，引腳怎么定義都可以，也可以選擇跟我使用的不一樣的引腳，都Ok的。
一、硬件介紹
1、 nRF24L01模塊接口電路見下圖
單片機是作為主機的，即Master nRF24L01作為從機，即Slave；
這樣大家應該會很好理解MOSI和MISO了，，在我的另一篇博客也有SPI介紹，STM32F407使用MFRC522射頻卡調試及程序移植成功，
這個我是在STM32上調試的，可以參考一下里面對spi MOSI和MISO的解釋
1 GND ------>> 接地(與單片機共地)
2 VCC ------>> 1.9~3.6V (推薦3.3V)
3 CE ------>> RX 或 TX模式選擇 高電平>10us則為發送模式 持續高電平為接收模式
設為低電平是待機模式4 CSN ------>> SPI片選信號 低電平使能，默認狀態應該設置為高，以免發生錯誤的數據傳輸
5 SCK ------>> SPI時鍾信號
6 MOSI ------>> 從SPI數據輸入腳 (這里解釋一下MOSI對應的單片機引腳輸出信號， 即單片機輸出數據給nRF24L01)
7 MISO ------>> 從SPI數據輸出腳 （MISO對應單片機引腳設置為輸入， 即數據從nRF24L01出來送進單片機 ）
注:對於51單片機，無需設置單片機引腳的輸入輸出，但是STM32單片機需要設置
8 IRQ ------>> 可屏蔽中斷腳 中斷 低電平使能
** PS：**
1） VCC電壓供電范圍要求1.9~3.6V之間，由於51單片機大多是5V，所以自己的開發板上沒有無線模塊接口的要注意，把VCC另外接到這個范圍的電壓上，電壓過高會燒壞模塊。。 推薦 3.3V 其他引腳無電壓要求
2） 用普通單片機IO口模擬SPI協議即可控制該模塊，我一般都是用模擬SPI，可移植性高
該模塊使用的芯片方框圖如下
2、 單片機2.4G模塊引腳接口
3、 單片機按鍵引腳圖
4、 硬件連接實物圖（我用的兩個相同的51單片機，所以引腳都一樣，只是程序里面接收模式和發送模式略微不同）
二、軟件部分
對於某個模塊寫程序是一定要參照datasheet的時序圖， 這樣才可以保證不出錯。
下面是我從 nRF24L01 datasheet上截的SPI 時序圖
變量設置及宏定義 接收端和發射端一樣
// 宏定義
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define TX_ADR_WIDTH 5 // 5字節寬度的發送/接收地址
#define TX_PLOAD_WIDTH 4 // 數據通道有效數據寬度
// LED燈及按鍵位定義
sbit LED = P1^0;
sbit KEY1 = P3^0;
sbit KEY2 = P3^1;
sbit BEEP = P2^3;
uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定義一個靜態發送地址
uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
uchar flag;
uchar DATA = 0x01;
uchar bdata sta;
sbit RX_DR = sta^6;
sbit TX_DS = sta^5;
sbit MAX_RT = sta^4;
// NRF24L01 模塊引腳位定義
sbit CE = P1^2;
sbit CSN = P1^3;
sbit SCK = P1^7;
sbit MOSI= P1^5;
sbit MISO= P1^6;
sbit IRQ = P1^4;
寄存器設置
/*
SPI(nRF24L01) 指令設置
指令格式
<命令字 : 由高位到低位(每字節)>
<數據字節: 低字節到高字節，每一字節高位在前>
*/
#define READ_REG 0x00 // Define read command to register
#define WRITE_REG 0x20 // Define write command to register
#define RD_RX_PLOAD 0x61 // Define RX payload register address
#define WR_TX_PLOAD 0xA0 // Define TX payload register address
#define FLUSH_TX 0xE1 // 清除 TX FIFO寄存器 應用於發射模式下
#define FLUSH_RX 0xE2 // 清除 RX FIFO寄存器 應用於接收模式下。
#define REUSE_TX_PL 0xE3 // 重新使用上一包有效數據。 當CE=1，數據包被不斷重新發射 發射過程中必須禁止數據包重利用功能
#define NOP 0xFF // 空操作。可以用來讀狀態寄存器
/*
SPI(nRF24L01) registers(addresses)
*/
#define CONFIG 0x00 // 'Config' register address
#define EN_AA 0x01 // 'Enable Auto Acknowledgment' register address
#define EN_RXADDR 0x02 // 'Enabled RX addresses' register address
#define SETUP_AW 0x03 // 'Setup address width' register address
#define SETUP_RETR 0x04 // 'Setup Auto. Retrans' register address
#define RF_CH 0x05 // 'RF channel' register address
#define RF_SETUP 0x06 // 'RF setup' register address
#define STATUS 0x07 // 'Status' register address
#define OBSERVE_TX 0x08 // 'Observe TX' register address
#define CD 0x09 // 'Carrier Detect' register address
#define RX_ADDR_P0 0x0A // 'RX address pipe0' register address
#define RX_ADDR_P1 0x0B // 'RX address pipe1' register address
#define RX_ADDR_P2 0x0C // 'RX address pipe2' register address
#define RX_ADDR_P3 0x0D // 'RX address pipe3' register address
#define RX_ADDR_P4 0x0E // 'RX address pipe4' register address
#define RX_ADDR_P5 0x0F // 'RX address pipe5' register address
#define TX_ADDR 0x10 // 'TX address' register address
#define RX_PW_P0 0x11 // 'RX payload width, pipe0' register address
#define RX_PW_P1 0x12 // 'RX payload width, pipe1' register address
#define RX_PW_P2 0x13 // 'RX payload width, pipe2' register address
#define RX_PW_P3 0x14 // 'RX payload width, pipe3' register address
#define RX_PW_P4 0x15 // 'RX payload width, pipe4' register address
#define RX_PW_P5 0x16 // 'RX payload width, pipe5' register address
#define FIFO_STATUS 0x17 // 'FIFO Status Register' register address
1 簡介一下 Enhanced ShockBurstTM發射流程
A. 把接收機的地址和要發送的數據按時序送入NRF24L01；
B. 配置CONFIG寄存器，使之進入發送模式。
C. 微控制器把CE置高（至少10us），激發NRF24L01進行Enhanced ShockBurstTM發射；
D. N24L01的Enhanced ShockBurstTM發射
(1) 給射頻前端供電；
(2) 射頻數據打包(加字頭、CRC校驗碼)；
(3) 高速發射數據包；
(4) 發射完成，NRF24L01進入空閑狀態。
********** ** 發射端代碼 ** *********
1） 首先初始化IO口
// 初始化IO
void init_io(void)
{
CE = 0; // 待機
CSN = 1; // SPI禁止
SCK = 0; // SPI時鍾置低
IRQ = 1; // 中斷復位
LED = 1; // 關閉指示燈
}
2) 通過SPI對24L01進行讀寫的函數 返回讀取的字節
uchar SPI_RW(uchar byte)
{
uchar bit_ctr;
// output 8-bits
for (bit_ctr = 0; bit_ctr < 8; bit_ctr++)
{
MOSI = (byte & 0x80); // output ‘byte’ MSB to MOSI
byte = (byte << 1); // shift next bit into MSB..
SCK = 1; // Set SCK high.. 24L01 read 1-bit from MOSI and output 1-bit to MISO
byte |= MISO; // capture current MISO bit
SCK = 0; // ..then set SCK low again
}
return (byte); // return read byte
}
3）
通過SPI協議向寄存器reg 寫入數據value
uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
uchar status;
CSN = 0; // CSN low, init SPI transaction， start transmitting data
status = SPI_RW(reg); // select register and return status byte
SPI_RW(value); // ..and write value to it..
CSN = 1; // CSN high again, transmission end
return(status); // return nRF24L01 status byte
}
4） 從寄存器reg中讀數據 返回讀取的數據
uchar SPI_Read(uchar reg)
{
uchar reg_val;
CSN = 0; // CSN置低，開始傳輸數據
SPI_RW(reg); // 選擇寄存器
reg_val = SPI_RW(0); // 然后從該寄存器讀數據
CSN = 1; // CSN拉高，結束數據傳輸
return(reg_val); // 返回寄存器數據
}
5） 從reg寄存器讀 bytes 個字節
uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
{
uchar status,byte_ctr;
CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranaction
status = SPI_RW(reg); // Select register to read & return status byte
for (byte_ctr = 0; byte_ctr < bytes; byte_ctr++)
pBuf[byte_ctr] = SPI_RW(0); //逐個字節從nRF24L01讀出
CSN = 1; // set CSN high, stop transaction
return(status); // return nRF24L01 status byte
}
6） 往reg寄存器寫入 bytes 個字節
uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
{
uchar status,byte_ctr;
CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranaction
status = SPI_RW(reg); // Select register to write to & return status byte
for (byte_ctr = 0; byte_ctr < bytes; byte_ctr++)
SPI_RW(*pBuf++); // 逐個字節寫入nRF24L01
CSN = 1; // Set CSN high again 結束數據傳輸
return(status); // 返回狀態寄存器
}
7） 設置nRF24L01為接收模式的函數，等待接收發送設備的數據包
void RX_Mode(void)
{
CE = 0;
SPI_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
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自動應答
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 選擇射頻通道0x40
SPI_RW_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
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 數據傳輸率1Mbps，發射功率0dBm，低噪聲放大器增益
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // CRC使能，16位CRC校驗，上電，接收模式
delay_ms(150);
CE = 1; // 拉高CE啟動接收設備
}
8） 設置nRF24L01為發送模式
void TX_Mode(uchar *BUF)
{
CE = 0;
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 寫入發送地址
SPI_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
SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, BUF, TX_PLOAD_WIDTH); // 寫數據包到TX FIFO
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 使能接收通道0自動應答
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a); // 自動重發延時等待250us+86us，自動重發10次
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 選擇射頻通道0x40
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // 數據傳輸率1Mbps，發射功率0dBm，低噪聲放大器增益
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // CRC使能，16位CRC校驗，上電
delay_ms(150);
CE = 1;
}
9） 檢查接收設備有無接收到數據包
uchar Check_ACK(bit clear)
{
delay_ms(200);
while(IRQ); // 等待數據接收完成
sta = SPI_RW(NOP); // 返回狀態寄存器
if(TX_DS)
{
LED0 = ~LED0；
delay_ms(200);
LED0 = ~LED0；
delay_ms(200);
LED0 = ~LED0；
delay_ms(200);
}
if(MAX_RT)
if(clear) // 是否清除TX FIFO，沒有清除在復位MAX_RT中斷標志后重發
SPI_RW(FLUSH_TX);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta); // 清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
IRQ = 1;
if(TX_DS)
return(0x00);
else
return(0xff);
}
10） 按鍵掃描
// 按鍵掃描
void CheckButtons()
{
if(KEY1 == 0)
{
delay_ms(10);
if(KEY1 == 0)
{
while(!KEY1);
TX_BUF[0] = 1; // 數據送到緩存
TX_Mode(TX_BUF); // 把nRF24L01設置為發送模式並發送數據
Check_ACK(0); // 等待發送完畢，清除TX FIFO
delay_ms(250);
delay_ms(250);
}
}
if(KEY2 == 0)
{
delay_ms(10);
if(KEY2 == 0)
{
while(!KEY2);
TX_BUF[0] = 2; // 數據送到緩存
TX_Mode(TX_BUF); // 把nRF24L01設置為發送模式並發送數據
Check_ACK(0); // 等待發送完畢，清除TX FIFO
delay_ms(250);
delay_ms(250);
}
}
}
11） 主函數
void main(void)
{
init_io(); // 初始化IO
while(1)
{
CheckButtons(); // 按鍵掃描
}
}
2 Enhanced ShockBurstTM接收流程
A. 配置本機地址和要接收的數據包大小；
B. 配置CONFIG寄存器，使之進入接收模式，把CE置高。
C. 130us后，NRF24L01進入監視狀態，等待數據包的到來；
D. 當接收到正確的數據包(正確的地址和CRC校驗碼)，NRF2401自動把字
頭、地址和CRC校驗位移去；
E. NRF24L01通過把STATUS寄存器的RX_DR置位( STATUS一般引起微
控制器中斷 )通知微控制器；
F. 微控制器把數據從 NewMsg_RF2401 讀出；
G. 所有數據讀取完畢后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以進入
四種主要的模式之一。
接收端代碼和發射端是一樣的
注意發射端地址和接收端地址一致即可
接收端主函數
void main(void)
{
init_io(); // 初始化IO
RX_Mode(); // 設置為接收模式
while(1)
{
sta = SPI_Read(STATUS); // 讀狀態寄存器
//delay_ms(200);
if(RX_DR) // 判斷是否接受到數據
{
SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD, RX_BUF, TX_PLOAD_WIDTH); // 從RX FIFO讀出數據
flag = 1;
}
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta); // 清除RX_DS中斷標志
if(flag) // 接受完成
{
if(RX_BUF[0] == 1)// KEY1按下 則蜂鳴器 響1下
{
BEEP = 0;
delay_ms(500);
BEEP = 1;
delay_ms(500);
}
if(RX_BUF[0] == 2) // KEY2按下 蜂鳴器響3下
{
BEEP = 0;
delay_ms(500);
BEEP = 1;
delay_ms(500);
BEEP = 0;
delay_ms(500);
BEEP = 1;
delay_ms(500);
BEEP = 0;
delay_ms(500);
BEEP = 1;
delay_ms(500);
}
flag = 0; // 清標志
delay_ms(250);
delay_ms(250);
LED = 1; // 關閉LED
}
}
}
上面的代碼很詳盡了，想要完整工程的可以下載----->>>完整代碼工程文件(接收端+發射端)
凡事不要說“我不會”或“不可能”， 因為你根本還沒有去做！ 加油吧