nRF24L01无线模块在PIC16F877单片机上的应用解析

先简单的介绍下nRF24L01无线模块

（1） 2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用

（2） 最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合

（3） 126 频道，满足多点通信和跳频通信需要

（4） 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制

（5） 低功耗1.9 - 3.6V 工作，待机模式下状态为22uA；掉电模式下为900nA

（6） 内置2.4Ghz 天线，体积小巧15mm X29mm

（7） 模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据（提供中断指示），可直接接各种单片机使用，软件编程非常方便

通过SPI方式完成数据的交换，包括数据的发送，数据的接收。说明一下，单片机中如果没有SPI的硬件电路，我们可以使用单片机的普通IO口进行SPI的时序模拟，只要符合无线模块的时序逻辑，一样能控制无线模块的通信。FPGA是可编程逻辑，最大的特点就是灵活，用户可根据需求加入所需要的逻辑器件，当然它所包含的逻辑单元也是相当的丰富，有SPI硬件模块。这样用户就省去了SPI方式的时序逻辑，可以更好的专注于功能的开发。

单片机：这里我们使用的单片机型号为PIC16F877。

图1.3 NRF24L01接入PIC的原理图

说明：从图1.3中可以看出，主要是图1.1中的6个信号（还有2个是地与电源）接入单片机中。而那些引脚是普通的IO口，需要用户模仿SPI时序进行控制。

无线模块进行数据的交换就是数据的发送与数据的接收，下面将从这2个方面进行介绍。不管是数据的发送还是数据的接收，要想控制好NRF24L01无线模块，先要通过SPI方式对无线模块进行配置，只需要往它对应的寄存器里写入数值便可。

先定义一下PIC上的宏，下面我们就可以很方便的对PIC的引脚进行操作。

1 #define MISO RC2

2 #define MOSI RC3

3 #define SCK RD0

4 #define CE RD2

5 #define CSN RD1

6 #define IRQ RC1

7 #define LED RD3

8 #define KEY0 RB0

9 #define KEY1 RB1

10 #define KEY2 RB2

11 #define KEY3 RB3

12 #define KEY4 RB4

13 #define KEY5 RB5

14 #define KEY6 RB6

15 #define KEY7 RB7

NRF24L01无线模块的寄存器

1 //*******************NRF24L01寄存器指令

2 #define READ_REG 0x00 // 读寄存器指令

3 #define WRITE_REG 0x20 // 写寄存器指令

4 #define RD_RX_PLOAD 0x61 // 读取接收数据指令

5 #define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 写待发数据指令

6 //*******************SPI（nRF24L01）寄存器地址

7 #define CONFIG 0x00 　　// 配置收发状态，

8 #define EN_AA 0x01 　　// 自动应答功能设置

9 #define EN_RXADDR 0x02 　　// 可用信道设置

10 #define SETUP_AW 0x03 　　// 收发地址宽度设置

11 #define SETUP_RETR 0x04 　　// 自动重发功能设置

12 #define RF_CH 0x05 　　// 工作频率设置

13 #define RF_SETUP 0x06 　　// 发射速率、功耗功能设置

14 #define STATUS 0x07 　　// 状态寄存器

15 #define RX_ADDR_P0 0x0A 　　// 频道0接收数据地址

16 #define TX_ADDR 0x10 　　// 发送地址寄存器

17 #define RX_PW_P0 0x11 　　// 接收频道0接收数据长度

18 #define FIFO_STATUS 0x17 　　// FIFO栈入栈出状态寄存器设置

有2类寄存器是用户可以根据自己的需求所确定的，那就是地址的长度以及内容、发送与接收数据的长度，但无线模块一次最多可以发送32个字节，这两类寄存器一般设置为3~4个字节。

1 #define TX_PLOAD_WIDTH 4

2 #define RX_PLOAD_WIDTH 4

3 unsigned char TX_ADDRESS［TX_ADR_WIDTH］= {0x34，0x43，0x10}; //本地地址

4 unsigned char RX_ADDRESS［RX_ADR_WIDTH］= {0x34，0x43，0x10}; //接收地址

A 模拟SPI方式

1 /****************************************************************************************************

2 /*函数：uint SPI_RW（uint uchar）

3 /*功能：NRF24L01的SPI时序

4 /****************************************************************************************************/

5 unsigned char SPI_RW（unsigned char a）

6 {

7 unsigned char i;

8 for（i=0;i《8;i++）

9 {

10 if（（a&0x80）==0x80）

11 MOSI=1;

12 else MOSI=0; // output ‘uchar’， MSB to MOSI

13 a=（a《《1）; // shift next bit into MSB.。

14 SCK=1; // Set SCK high.。

15 if（MISO==1）

16 a|=0x01;

17 else a&=0xfe; // capture current MISO bit

18 SCK=0; // 。.then set SCK low again

19 }

20 return（a）; // return read uchar

21 }

B 以SPI方式对寄存器的操作

1 /****************************************************************************************************

2 /*函数：uchar SPI_Read（uchar reg）

3 /*功能：NRF24L01的SPI读操作

4 /****************************************************************************************************/

5 unsigned char SPI_Read（unsigned char reg）

6 {

7 unsigned char reg_val;

8 CSN=0; // CSN low， initialize SPI communication.。.

9 SPI_RW（reg）; // Select register to read from.。

10 reg_val=SPI_RW（0）; // 。.then read registervalue

11 CSN=1; // CSN high， terminate SPI communication

12 return（reg_val）; // return register value

13 }

14 /****************************************************************************************************/

15 /*功能：NRF24L01读写寄存器函数

16 /****************************************************************************************************/

17 unsigned char SPI_RW_Reg（unsigned char reg， unsigned char value）

18 {

19 unsigned char status;

20 CSN = 0; // CSN low， init SPI transaction

21 status=SPI_RW（reg）; // select register

22 SPI_RW（value）; // 。.and write value to it.。

23 CSN = 1; // CSN high again

24 return（status）; // return nRF24L01 status uchar

25 }

26 /****************************************************************************************************/

27 /*函数：uint SPI_Read_Buf（uchar reg， uchar *pBuf， uchar uchars）

28 /*功能： 用于读数据，reg：为寄存器地址，pBuf：为待读出数据地址，uchars：读出数据的个数

29 /****************************************************************************************************/

30 unsigned char SPI_Read_Buf（unsigned char reg， unsigned char *pBuf， unsigned char uchars）

31 {

32 unsigned char status，uchar_ctr;

33 CSN = 0; // Set CSN low， init SPI tranaction

34 status=SPI_RW（reg）; // Select register to write to and read status uchar

35

36 for（uchar_ctr=0;uchar_ctr

37 {

38 pBuf［uchar_ctr］=SPI_RW（0）;

39 }

40 CSN = 1;

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