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STM32F769I-DISCO评测【12】--基于NRF24L01无线照明
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本帖最后由 qwerghf 于 2017-1-2 23:17 编辑
本节我们主要是基于NRF24L01实现一个无线照明终端。由于收发需要一对,所以正好使用STM32F769和STM32F746一个做接收设备控制台灯的亮灭,一个作为遥控发射装置。对于NRF24L01来说大家都不陌生,和MCU之间通过SPI接口通信,正好我们的STM32F769和STM32F746都有ardunio接口,上面有一个SPI2,方便我们接入NRF24L01。本次用的SPI2,如下红色圈出
电路原理图如下:
实际硬件图:
实际的驱动程序如下: - //NRF24L01寄存器操作命令
- #define NRF_READ_REG 0x00 //读配置寄存器,低5位为寄存器地址
- #define NRF_WRITE_REG 0x20 //写配置寄存器,低5位为寄存器地址
- #define RD_RX_PLOAD 0x61 //读RX有效数据,1~32字节
- #define WR_TX_PLOAD 0xA0 //写TX有效数据,1~32字节
- #define FLUSH_TX 0xE1 //清除TX FIFO寄存器.发射模式下用
- #define FLUSH_RX 0xE2 //清除RX FIFO寄存器.接收模式下用
- #define REUSE_TX_PL 0xE3 //重新使用上一包数据,CE为高,数据包被不断发送.
- #define NOP 0xFF //空操作,可以用来读状态寄存器
- //SPI(NRF24L01)寄存器地址
- #define CONFIG 0x00 //配置寄存器地址;bit0:1接收模式,0发射模式;bit1:电选择;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能;
- //bit4:中断MAX_RT(达到最大重发次数中断)使能;bit5:中断TX_DS使能;bit6:中断RX_DR使能
- #define EN_AA 0x01 //使能自动应答功能 bit0~5,对应通道0~5
- #define EN_RXADDR 0x02 //接收地址允许,bit0~5,对应通道0~5
- #define SETUP_AW 0x03 //设置地址宽度(所有数据通道):bit1,0:00,3字节;01,4字节;02,5字节;
- #define SETUP_RETR 0x04 //建立自动重发;bit3:0,自动重发计数器;bit7:4,自动重发延时 250*x+86us
- #define RF_CH 0x05 //RF通道,bit6:0,工作通道频率;
- #define RF_SETUP 0x06 //RF寄存器;bit3:传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,发射功率;bit0:低噪声放大器增益
- #define STATUS 0x07 //状态寄存器;bit0:TX FIFO满标志;bit3:1,接收数据通道号(最大:6);bit4,达到最多次重发
- //bit5:数据发送完成中断;bit6:接收数据中断;
- #define MAX_TX 0x10 //达到最大发送次数中断
- #define TX_OK 0x20 //TX发送完成中断
- #define RX_OK 0x40 //接收到数据中断
- #define OBSERVE_TX 0x08 //发送检测寄存器,bit7:4,数据包丢失计数器;bit3:0,重发计数器
- #define CD 0x09 //载波检测寄存器,bit0,载波检测;
- #define RX_ADDR_P0 0x0A //数据通道0接收地址,最大长度5个字节,低字节在前
- #define RX_ADDR_P1 0x0B //数据通道1接收地址,最大长度5个字节,低字节在前
- #define RX_ADDR_P2 0x0C //数据通道2接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
- #define RX_ADDR_P3 0x0D //数据通道3接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
- #define RX_ADDR_P4 0x0E //数据通道4接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
- #define RX_ADDR_P5 0x0F //数据通道5接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
- #define TX_ADDR 0x10 //发送地址(低字节在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0与此地址相等
- #define RX_PW_P0 0x11 //接收数据通道0有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define RX_PW_P1 0x12 //接收数据通道1有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define RX_PW_P2 0x13 //接收数据通道2有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define RX_PW_P3 0x14 //接收数据通道3有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define RX_PW_P4 0x15 //接收数据通道4有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define RX_PW_P5 0x16 //接收数据通道5有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
- #define NRF_FIFO_STATUS 0x17 //FIFO状态寄存器;bit0,RX FIFO寄存器空标志;bit1,RX FIFO满标志;bit2,3,保留
- //bit4,TX FIFO空标志;bit5,TX FIFO满标志;bit6,1,循环发送上一数据包.0,不循环;
- //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- //24L01操作线
- #define NRF24L01_CE(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOJ,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOJ,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET))//24L01片选信号
- #define NRF24L01_CSN(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOJ,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOJ,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET))//SPI片选信号
- #define NRF24L01_IRQ HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG,GPIO_PIN_3)//IRQ主机数据输入
- //24L01发送接收数据宽度定义
- #define TX_ADR_WIDTH 5 //5字节的地址宽度
- #define RX_ADR_WIDTH 5 //5字节的地址宽度
- #define TX_PLOAD_WIDTH 32 //32字节的用户数据宽度
- #define RX_PLOAD_WIDTH 32 //32字节的用户数据宽度
-
- void NRF24L01_Init(void);//初始化
- void NRF24L01_RX_Mode(void);//配置为接收模式
- void NRF24L01_TX_Mode(void);//配置为发送模式
- u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 u8s);//写数据区
- u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 u8s);//读数据区
- u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg); //读寄存器
- u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg, u8 value);//写寄存器
- u8 NRF24L01_Check(void);//检查24L01是否存在
- u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf);//发送一个包的数据
- u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf);//接收一个包的数据
- const u8 TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址
- const u8 RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //发送地址
- //针对NRF24L01修改SPI2驱动
- void NRF24L01_SPI_Init(void)
- {
- __HAL_SPI_DISABLE(&SPI2_Handler); //先关闭SPI2
- SPI2_Handler.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_LOW; //串行同步时钟的空闲状态为低电平
- SPI2_Handler.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_1EDGE; //串行同步时钟的第1个跳变沿(上升或下降)数据被采样
- HAL_SPI_Init(&SPI2_Handler);
- __HAL_SPI_ENABLE(&SPI2_Handler); //使能SPI2
- }
- //初始化24L01的IO口
- void NRF24L01_Init(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
- __HAL_RCC_GPIOJ_CLK_ENABLE(); //开启GPIOJ时钟
-
- GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1; //PJ0,1
- GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
- GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
- GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
- HAL_GPIO_Init(GPIOJ,&GPIO_Initure); //初始化
-
- GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_3; //PI11
- GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
- HAL_GPIO_Init(GPIOJ,&GPIO_Initure); //初始化
-
- SPI2_Init(); //初始化SPI2
- NRF24L01_SPI_Init(); //针对NRF的特点修改SPI的设置
- NRF24L01_CE(0); //使能24L01
- NRF24L01_CSN(1); //SPI片选取消
- }
- //检测24L01是否存在
- //返回值:0,成功;1,失败
- u8 NRF24L01_Check(void)
- {
- u8 buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
- u8 i;
- SPI2_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为6.75Mhz(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)
- NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.
- NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf,5); //读出写入的地址
- for(i=0;i<5;i++)if(buf[i]!=0XA5)break;
- if(i!=5)return 1;//检测24L01错误
- return 0; //检测到24L01
- }
- //SPI写寄存器
- //reg:指定寄存器地址
- //value:写入的值
- u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg,u8 value)
- {
- u8 status;
- NRF24L01_CSN(0); //使能SPI传输
- status =SPI2_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器号
- SPI2_ReadWriteByte(value); //写入寄存器的值
- NRF24L01_CSN(1); //禁止SPI传输
- return(status); //返回状态值
- }
- //读取SPI寄存器值
- //reg:要读的寄存器
- u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg)
- {
- u8 reg_val;
- NRF24L01_CSN(0); //使能SPI传输
- SPI2_ReadWriteByte(reg); //发送寄存器号
- reg_val=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容
- NRF24L01_CSN(1); //禁止SPI传输
- return(reg_val); //返回状态值
- }
- //在指定位置读出指定长度的数据
- //reg:寄存器(位置)
- //*pBuf:数据指针
- //len:数据长度
- //返回值,此次读到的状态寄存器值
- u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg,u8 *pBuf,u8 len)
- {
- u8 status,u8_ctr;
- NRF24L01_CSN(0); //使能SPI传输
- status=SPI2_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
- for(u8_ctr=0;u8_ctr<len;u8_ctr++)pBuf[u8_ctr]=SPI2_ReadWriteByte(0XFF);//读出数据
- NRF24L01_CSN(1); //关闭SPI传输
- return status; //返回读到的状态值
- }
- //在指定位置写指定长度的数据
- //reg:寄存器(位置)
- //*pBuf:数据指针
- //len:数据长度
- //返回值,此次读到的状态寄存器值
- u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 len)
- {
- u8 status,u8_ctr;
- NRF24L01_CSN(0); //使能SPI传输
- status = SPI2_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
- for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)SPI2_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据
- NRF24L01_CSN(1); //关闭SPI传输
- return status; //返回读到的状态值
- }
- //启动NRF24L01发送一次数据
- //txbuf:待发送数据首地址
- //返回值:发送完成状况
- u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf)
- {
- u8 sta;
- SPI2_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为6.75Mhz(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)
- NRF24L01_CE(0);
- NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF 32个字节
- NRF24L01_CE(1); //启动发送
- while(NRF24L01_IRQ!=0); //等待发送完成
- sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
- if(sta&MAX_TX) //达到最大重发次数
- {
- NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff); //清除TX FIFO寄存器
- return MAX_TX;
- }
- if(sta&TX_OK) //发送完成
- {
- return TX_OK;
- }
- return 0xff;//其他原因发送失败
- }
- //启动NRF24L01发送一次数据
- //txbuf:待发送数据首地址
- //返回值:0,接收完成;其他,错误代码
- u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf)
- {
- u8 sta;
- SPI2_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为6.75Mhz(24L01的最大SPI时钟为10Mhz)
- sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
- if(sta&RX_OK)//接收到数据
- {
- NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
- NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff); //清除RX FIFO寄存器
- return 0;
- }
- return 1;//没收到任何数据
- }
- //该函数初始化NRF24L01到RX模式
- //设置RX地址,写RX数据宽度,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
- //当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了
- void NRF24L01_RX_Mode(void)
- {
- NRF24L01_CE(0);
- NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
-
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通信频率
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式
- NRF24L01_CE(1); //CE为高,进入接收模式
- }
- //该函数初始化NRF24L01到TX模式
- //设置TX地址,写TX数据宽度,设置RX自动应答的地址,填充TX发送数据,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
- //PWR_UP,CRC使能
- //当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了
- //CE为高大于10us,则启动发送.
- void NRF24L01_TX_Mode(void)
- {
- NRF24L01_CE(0);
- NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址
- NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通道为40
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
- NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,开启所有中断
- NRF24L01_CE(1);//CE为高,10us后启动发送
- }
- SPI_HandleTypeDef SPI2_Handler; //SPI2句柄
- void SPI2_Init(void)
- {
- SPI2_Handler.Instance=SPI2; //SP2
- SPI2_Handler.Init.Mode=SPI_MODE_MASTER; //设置SPI工作模式,设置为主模式
- SPI2_Handler.Init.Direction=SPI_DIRECTION_2LINES;//设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线模式
- SPI2_Handler.Init.DataSize=SPI_DATASIZE_8BIT; //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
- SPI2_Handler.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_HIGH; //串行同步时钟的空闲状态为高电平
- SPI2_Handler.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_2EDGE; //串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样
- SPI2_Handler.Init.NSS=SPI_NSS_SOFT; //NSS信号由硬件(NSS管脚)还是软件(使用SSI位)管理:内部NSS信号有SSI位控制
- SPI2_Handler.Init.BaudRatePrescaler=SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
- SPI2_Handler.Init.FirstBit=SPI_FIRSTBIT_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
- SPI2_Handler.Init.TIMode=SPI_TIMODE_DISABLE; //关闭TI模式
- SPI2_Handler.Init.CRCCalculation=SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;//关闭硬件CRC校验
- SPI2_Handler.Init.CRCPolynomial=7; //CRC值计算的多项式
- HAL_SPI_Init(&SPI2_Handler);
-
- __HAL_SPI_ENABLE(&SPI2_Handler); //使能SPI2
- SPI2_ReadWriteByte(0Xff); //启动传输
- }
- void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef *hspi)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
-
- __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能GPIOA时钟
- __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //使能GPIOB时钟
- __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE(); //使能SPI2时钟
-
- GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_12;
- GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出
- GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
- GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST; //快速
- GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF5_SPI2; //复用为SPI2
- HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化
-
- GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
- HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure); //初始化
-
- }
- void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
- {
- assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
- __HAL_SPI_DISABLE(&SPI2_Handler); //关闭SPI
- SPI2_Handler.Instance->CR1&=0XFFC7; //位3-5清零,用来设置波特率
- SPI2_Handler.Instance->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;//设置SPI速度
- __HAL_SPI_ENABLE(&SPI2_Handler); //使能SPI
-
- }
- u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
- {
- u8 Rxdata;
- HAL_SPI_TransmitReceive(&SPI2_Handler,&TxData,&Rxdata,1, 1000);
- return Rxdata; //返回收到的数据
- }
复制代码- <blockquote>//NRF24L01寄存器操作命令
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