断断续续使用3天的时间,终于弄明白nRF24L01无线传输芯片的原理,可以让两块不同型号的芯片进行远程数据交换.

下面的这幅图片使用这个芯片进行温度传输.其中89C52RC+DS18B20作温度采集终端,由nRF24L01发送至arduino最后传送到PC和processing交互..

最后尝试使用电池盒作为电源,发现在距离20米开外的地方也能保证数据传输的准确性,说明这块无线芯片确实性能不错.

arduino + STC89C52RC + nRF24L01 制作远程测温系统 

以下是其发送和接受的源代码,供有意向的人使用:

STC89C52RC发送代码:------------------------------------------------------------------------------------------------------

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned char uint;

//****************************************IO端口定义*********************************************

sbit  MISO =P1^2;
sbit  MOSI =P3^2;
sbit SCK     =P1^6;
sbit CE     =P1^5;
sbit CSN  =P1^7;
sbit IRQ  =P1^3;    //实际上该端口并未使用
//*****************************************DS1820端口设置****************************************

sbit      DQ=P2^7   ;
//************************************数码管位选**************************************************

sbit led3=P2^0;
sbit led2=P2^1;
sbit led1=P2^2;
sbit led0=P2^3;
//***********************************数码管0-9编码***********************************************

uchar seg[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};          //0~9段码(采用共阴四位数码管)
uchar seg1[10]={0xBF,0x86,0xcD4,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF}; //加上小数点点后的段码
uchar data temp_data[2]={0x00,0x00};          //温度采集数据缓冲区
uchar display[7];               //显示缓冲区
//******************************************************************************************

uint  bdata sta;       //NRF24L01状态标志
sbit RX_DR =sta^6;    
sbit TX_DS =sta^5;
sbit MAX_RT =sta^4;
//*************************************NRF24L01**************************************************

#define TX_ADR_WIDTH    5    // 本机地址宽度设置
#define RX_ADR_WIDTH    5    // 接收方地址宽度设置

#define TX_PLOAD_WIDTH  16   // 16 字节数据长度
#define RX_PLOAD_WIDTH  16  // 16 字节数据长度

uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //本地地址
uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址
//*****************************NRF24L01寄存器指令,详细请对照,Page18******************************

#define READ_REG        0x00   // 读寄存器指令
#define WRITE_REG       0x20  // 写寄存器指令
#define RD_RX_PLOAD     0x61   // 读取接收数据指令
#define WR_TX_PLOAD     0xA0   // 写待发数据指令
#define FLUSH_TX        0xE1  // 冲洗发送 FIFO指令
#define FLUSH_RX        0xE2   // 冲洗接收 FIFO指令
#define REUSE_TX_PL     0xE3   // 定义重复装载数据指令
#define NOP             0xFF   // 保留
//****************************SPI(nRF24L01)寄存器地址,详细请对照,Page18-24**********************

#define CONFIG          0x00   // 配置收发状态,CRC校验模式以及收发状态响应方式
#define EN_AA           0x01   // 自动应答功能设置
#define EN_RXADDR       0x02   // 可用信道设置
#define SETUP_AW        0x03   // 收发地址宽度设置
#define SETUP_RETR      0x04   // 自动重发功能设置
#define RF_CH           0x05   // 工作频率设置
#define RF_SETUP        0x06   // 发射速率、功耗功能设置
#define STATUS          0x07   // 状态寄存器
#define OBSERVE_TX      0x08   // 发送监测功能
#define CD              0x09   // 地址检测          
#define RX_ADDR_P0      0x0A   // 频道0接收数据地址
#define RX_ADDR_P1      0x0B   // 频道1接收数据地址
#define RX_ADDR_P2      0x0C   // 频道2接收数据地址
#define RX_ADDR_P3      0x0D   // 频道3接收数据地址
#define RX_ADDR_P4      0x0E   // 频道4接收数据地址
#define RX_ADDR_P5      0x0F   // 频道5接收数据地址
#define TX_ADDR         0x10   // 发送地址寄存器
#define RX_PW_P0        0x11   // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P1        0x12   // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P2        0x13   // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P3        0x14   // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P4        0x15   // 接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P5        0x16   // 接收频道0接收数据长度
#define FIFO_STATUS     0x17   // FIFO栈入栈出状态寄存器设置
//************************************NRF24L01函数申明**********************************************

void Delay(unsigned int s);
void inerDelay_us(unsigned char n);
void init_NRF24L01(void);
uint SPI_RW(uint uchar);
uchar SPI_Read(uchar reg);
void SetRX_Mode(void);
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);
//************************************DS18B20函数申明**********************************************

void delay1(uint i);
void ds_reset(void);
void write_byte(uchar value);
uchar read_byte(void);
void read_temp();
void work_temp();
//*****************************************长延时*****************************************
void Delay(unsigned int s)
{
 unsigned int i;
 for(i=0; i<s; i++);
 for(i=0; i<s; i++);
}

/******************************************************************************************
/*延时函数
/******************************************************************************************/
void inerDelay_us(unsigned char n)
{
 for(;n>0;n--)
  _nop_();
}
//****************************************************************************************
/*NRF24L01初始化
//***************************************************************************************/
void init_NRF24L01(void)
{
    inerDelay_us(100);
  CE=0; 
  CSN=1;  
  SCK=0;  
 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    // 写本地地址 
 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度,本次设置为4字节
 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P1, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度,本次设置为4字节
}
/****************************************************************************************************
/*函数:uint SPI_RW(uint uchar)
/*功能:NRF24L01的SPI写时序,详细看时序图,Page19
/****************************************************************************************************/
uint SPI_RW(uint uchar)
{
 uint bit_ctr;
    for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
    {
  MOSI = (uchar & 0x80);         // output 'uchar', MSB to MOSI
  uchar = (uchar << 1);           // shift next bit into MSB..
  SCK = 1;                      // Set SCK high..
  uchar |= MISO;           // capture current MISO bit
  SCK = 0;                // ..then set SCK low again
    }
    return(uchar);               // return read uchar
}
/****************************************************************************************************
/*函数:uchar SPI_Read(uchar reg)
/*功能:NRF24L01的SPI时序,详细看时序图,Page19
/****************************************************************************************************/
uchar SPI_Read(uchar reg)
{
 uchar reg_val;
 
 CSN = 0;                // CSN low, initialize SPI communication...
 SPI_RW(reg);            // Select register to read from..
 reg_val = SPI_RW(0);    // ..then read registervalue
 CSN = 1;                // CSN high, terminate SPI communication
 
 return(reg_val);        // return register value
}
/****************************************************************************************************/
/*功能:NRF24L01读写寄存器函数,
/****************************************************************************************************/
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
 uint status;
 
 CSN = 0;                   // CSN low, init SPI transaction
 status = SPI_RW(reg);      // select register
 SPI_RW(value);             // ..and write value to it..
 CSN = 1;                   // CSN high again
 
 return(status);            // return nRF24L01 status uchar
}
/****************************************************************************************************/
/*函数:uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*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
/****************************************************************************************************/
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
 uint status,uchar_ctr;
 
 CSN = 0;                      // Set CSN low, init SPI tranaction
 status = SPI_RW(reg);         // Select register to write to and read status uchar
 
 for(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)
  pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0);    //
 
 CSN = 1;                          
 
 return(status);                    // return nRF24L01 status uchar
}
/*********************************************************************************************************
/*函数:uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
/*功能: 用于写数据:为寄存器地址,pBuf:为待写入数据地址,uchars:写入数据的个数
/*********************************************************************************************************/
uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
 uint status,uchar_ctr;
 
 CSN = 0;            //SPI使能      
 status = SPI_RW(reg);  
 for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++) //
  SPI_RW(*pBuf++);
 CSN = 1;           //关闭SPI
 return(status);    //
}

/***********************************************************************************************************
/*函数:void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
/*功能:发送 tx_buf中数据
/**********************************************************************************************************/
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
{
 CE=0;   //StandBy I模式 
 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
 SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH);     // 装载数据 
 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0A);      // IRQ收发完成中断响应,8位CRC,主发送
 CE=1;   //置高CE,激发数据发送
 inerDelay_us(10);
}
/***********************************************************************************************************
/*以下是DS18B20温度传感相关函数
/**********************************************************************************************************/

void delay1(uint i)
{
 for(;i>0;i--);  
}
//****************************************************DS1820复位函数***************************************
void ds_reset(void)
{
 char temp=1;
 while(temp)
{
 while(temp)
{
    DQ=1;_nop_();_nop_();
 DQ=0;
 delay1(80);
 DQ=1;
 delay1(9);
 temp=DQ;
  }
   delay1(64);
  temp=~DQ; 
}
DQ=1;
 }
//***********************************************DS1820写函数*********************************************
void write_byte(uchar value)
{
 uchar i;
 for(i=8;i>0;i--)
{
  DQ=1;_nop_();_nop_();
   DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  DQ=value&0x01;
   delay1(9);
    value>>=1;
}
 DQ=1;
 delay1(1);
}
//****************************************************DS1820读函数*****************************************
uchar read_byte(void)
{
 uchar i;
 uchar value1=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
 DQ=1;_nop_();_nop_();
 value1>>=1;
 DQ=0;
 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
 DQ=1;
 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
 if(DQ)
 value1|=0x80;
  delay1(9);
}
 DQ=1;
 return(value1);
}
//****************************************************读取温度**********************************************
void read_temp()
{
 ds_reset();
 write_byte(0xcc);
 write_byte(0xbe);
 temp_data[0]=read_byte();
 temp_data[1]=read_byte();
 ds_reset();
 write_byte(0xcc);
 write_byte(0x44);
}
//****************************************************温度处理*********************************************
void work_temp()
{
 uchar n=0;
if(temp_data[1]>127)
 {
 temp_data[1]=(256-temp_data[1]);   //负值
 temp_data[0]=(256-temp_data[0]);
 n=1;
 }
 display[6]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4);
 display[5]=display[6]/100;    //百位
 display[4]=display[6]%100;    //
 display[2]=display[4]/10;    //十位
 display[1]=display[4]%10;    //个位 
 switch (temp_data[0]&0x0f)    //小数位
 {
  case 0x0f:display[0]=9;break;
  case 0x0e:display[0]=9;break;
  case 0x0d:display[0]=8;break;
  case 0x0c:display[0]=8;break;
  case 0x0b:display[0]=7;break;
  case 0x0a:display[0]=6;break;
  case 0x09:display[0]=6;break;
  case 0x08:display[0]=5;break;
  case 0x07:display[0]=4;break;
  case 0x06:display[0]=4;break;
  case 0x05:display[0]=3;break;
  case 0x04:display[0]=3;break;
  case 0x03:display[0]=2;break;
  case 0x02:display[0]=1;break;
  case 0x01:display[0]=1;break;
  case 0x00:display[0]=1;break;
  default:break;
 }
 if(n)          //负值时显示aa,正直显示dd
 {
  display[3]=0x11;     
 }
 else  
  display[3]=0x22;
}
//****************************************************温度显示****************************************************
void disdignit()
{
   P0=0x39;
   led0=0;
   delay1(40);
   led0=1;

   P0=seg[display[0]];
   led1=0;
   delay1(40);
   led1=1;

   P0=seg1[display[1]];
   led2=0;
   delay1(40);
   led2=1;

   P0=seg[display[2]];
   led3=0;
   delay1(40);
   led3=1;
  
}
//************************************主函数************************************************************
void main(void)
{
 uchar i=0;
    init_NRF24L01() ;     //NRF24L01初始化配置
  ds_reset();
  write_byte(0xcc);
  write_byte(0x44);
 Delay(6000);
 while(1)
 {
 if(i==3)
 {
  i=0;
  read_temp();
  work_temp();
  delay1(500);
 }
 i++;
 disdignit();
 nRF24L01_TxPacket(display);
 SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,0XFF); 
 }
 
}

arduino接收代码:

/**
 * An Mirf example which copies back the data it recives.
 *
 * Pins:
 * Hardware SPI:
 * MISO -> 12
 * MOSI -> 11
 * SCK -> 13
 *
 * Configurable:
 * CE -> 8
 * CSN -> 7
 *
 */

#include <Spi.h>
#include <mirf.h>
#include <nRF24L01.h>

void setup(){
  Serial.begin(9600);

  Mirf.init();
  unsigned char rx_addr[5] = {
    0x34,0x43,0x10,0x10,0x01  };
  Mirf.setRADDR(rx_addr);
  Mirf.payload = 16;

  Mirf.channel = 2;

  Mirf.config();
  Serial.print("channel=");
  Serial.println(Mirf.channel,DEC);
  Serial.print("payload=");
  Serial.println(Mirf.payload,DEC);
  for(int i=0;i<5;i++)
  {
    Serial.print("addr[");
    Serial.print(i);
    Serial.print("]=");
    Serial.println(rx_addr[i],HEX);
  }

  Serial.println("Listening...");
}

void loop(){
  byte data[Mirf.payload];
  if(Mirf.dataReady()){

    do{

      Mirf.getData(data);
      Serial.print("temp: ");
      Serial.print(data[2],DEC);
      Serial.print(data[1],DEC);
      Serial.print(".");
      Serial.println(data[0],DEC);
    }
    while(!Mirf.rxFifoEmpty());
  }
}

函数中的缓冲区实际上只使用8个字节,所以可以将arduino中的payload改为8,C51单片机中的TX_PLOAD_WIDTH改为8就能避免传输数据的浪费.

至于自动应答功能,等有空再尝试吧.

留言评论(旧系统):

佚名 @ 2014-08-13 23:29:22

fffff

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