51單片機nrf24l01無線通信實驗程序

ID:970010 · 發表于 2022-9-22 11:31

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來源：參考網上
改寫：NRF24L01+渦輪流量計
時間：
單位：
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#include <reg51.h> // 51單片機通用寄存器地址庫，52也部分通用
#include <stdio.h>
#include <string.h> // 字符串功能函數庫
#include <api.h> // NRF24L01的SPI寄存器地址庫
#include <LQ12864.h> // OLED屏幕功能函數庫
#define uchar unsigned char // uchar宏定義
#define uint unsigned int // uint宏定義
sbit CE = P0^0;
sbit CSN = P0^1;
sbit SCK = P0^2;
sbit MOSI= P0^3;
sbit MISO= P0^4;
sbit IRQ = P0^5; //射頻接口配置
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#define TX_ADR_WIDTH 32 // 32字節寬度的發送/接收地址
#define TX_PLOAD_WIDTH 26 // 數據通道有效數據寬度
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]; //定義接收窗口數組
uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH]; //定義發送窗口數組
uchar box[TX_PLOAD_WIDTH]; //定義過渡數據包數組
const uchar Chin[] = "Working ..."; //定義工作中標志數組
uchar flag;
uchar str[TX_PLOAD_WIDTH]; //定義字符串數組
uchar bdata sta;
float Q,F,num;
sbit RX_DR = sta^6;
sbit TX_DS = sta^5;
sbit MAX_RT = sta^4; //配置NRF射頻模塊中斷接口
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函數: init_io()
描述:
初始化IO
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void init_io(void)
{
CE = 0; // 待機
CSN = 1; // SPI禁止
SCK = 0; // SPI時鐘置低
IRQ = 1; // 中斷復位
memset(&str,0,sizeof(str)); // 清空字符串數組
memset(&TX_BUF,0,sizeof(TX_BUF)); // 清空發送窗口數組
memset(&box,0,sizeof(box)); // 清空過渡數據包數組
TMOD = 0X15;//定時器計數器工作方式配置
TH0=0;
TL0=0;
TH1=(65536-45872)/256;
TL1=(65536-45872)%256;
EA = 1; //總中斷打開
ET0 = 1; //中斷運行
ET1 = 1;
TR0 = 1; //運行控制位
TR1 = 1;
}
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函數：delay_ms()
描述：
延遲x毫秒
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函數：SPI_RW()
描述：
根據SPI協議，寫一字節數據到nRF24L01，同時從nRF24L01
讀出一字節
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uchar SPI_RW(uchar byte)
{
uchar i;
for(i=0; i<8; i++) // 循環8次
{
MOSI = (byte & 0x80); // byte最高位輸出到MOSI
byte <<= 1; // 低一位移位到最高位
SCK = 1; // 拉高SCK，nRF24L01從MOSI讀入1位數據，同時從MISO輸出1位數據
byte |= MISO; // 讀MISO到byte最低位
SCK = 0; // SCK置低
}
return(byte); // 返回讀出的一字節
}
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函數：SPI_RW_Reg()
描述：
寫數據value到reg寄存器
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uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
uchar status;
CSN = 0; // CSN置低，開始傳輸數據
status = SPI_RW(reg); // 選擇寄存器，同時返回狀態字
SPI_RW(value); // 然后寫數據到該寄存器
CSN = 1; // CSN拉高，結束數據傳輸
return(status); // 返回狀態寄存器
}
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函數：SPI_Read()
描述：
從reg寄存器讀一字節
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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
}
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函數：SPI_Read_Buf()
描述：
從reg寄存器讀出bytes個字節，通常用來讀取接收通道
數據或接收/發送地址
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uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
{
uchar status, i;
CSN = 0; // CSN置低，開始傳輸數據
status = SPI_RW(reg); // 選擇寄存器，同時返回狀態字
for(i=0; i<bytes; i++)
{
pBuf[i] = SPI_RW(0); // 逐個字節從nRF24L01讀出
}
CSN = 1; // CSN拉高，結束數據傳輸
return(status); // 返回狀態寄存器
}
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函數：SPI_Write_Buf()
描述：
把pBuf緩存中的數據寫入到nRF24L01，通常用來寫入發
射通道數據或接收/發送地址
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uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes)
{
uchar status, i;
CSN = 0; // CSN置低，開始傳輸數據
status = SPI_RW(reg); // 選擇寄存器，同時返回狀態字
for(i=0; i<bytes; i++)
SPI_RW(*pBuf++); // 逐個字節寫入nRF24L01
CSN = 1; // CSN拉高，結束數據傳輸
return(status); // 返回狀態寄存器
}
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函數：RX_Mode()
描述：
這個函數設置nRF24L01為接收模式，等待接收發送設備的數據包
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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
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, 0x0f); // 數據傳輸率2Mbps，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
CE = 1; // 拉高CE啟動接收設備
}
/**************************************************/
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函數：TX_Mode()
描述：
這個函數設置nRF24L01為發送模式，（CE=1持續至少10us），
130us后啟動發射，數據發送結束后，發送模塊自動轉入接收
模式等待應答信號。
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void TX_Mode()
{
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, TX_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, 20); // 選擇射頻通道40
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f); // 數據傳輸率2Mbps，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
CE = 1;
}
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函數：Check_ACK()
描述：
檢查接收設備有無接收到數據包，設定沒有收到應答信
號是否重發
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uchar Check_ACK(bit clear)
{
while(IRQ);
sta = SPI_RW(NOP); // 返回狀態寄存器
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);
}
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函數：display()
描述：
顯示函數
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void display(float i)
{
sprintf(str,"%4.2fL/min",i); // 將計算得到的數據進行格式處理，打印成不超出屏幕寬度的十進制浮點數
OLED_P8x16Str(32,4,str); // 將打印好的數據顯示在屏幕上
sprintf(box,"%4.2f",i); // 將計算得到的數據進行打包處理，打包成適合發送的
strcpy(TX_BUF,box); // 將打包好的數據遞送到發送窗口
}
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函數：KeyButtons()
描述：
發射模式并且檢測是否發送，發送一字節數據
/**************************************************/
void KeyButtons()
{
TX_Mode(); // 把nRF24L01設置為發送模式并發送數據
Check_ACK(1); // 等待發送完畢，清除TX FIFO
}
/**************************************************/
/**************************************************
函數：read()
描述：
水流量數據采集函數
/**************************************************/
uint read()
{
uint t1,th1,th2;//讀兩次高位，兩次高位一樣說明沒有低位進位，讀數更加精確。
uint val;
while(1)
{
th1 = TH0;
t1 = TL0;
th2 = TH0;
if(th1==th2)
break;
}
val = th1*256+t1; //th1為高8位，t1為低8位
return val; //返回計數值，為頻率值
}
/**************************************************
函數：main()
描述：
主函數
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void main(void)
{
init_io(); // 數據內存以及NRF射頻系統初始化
OLED_Init(); // 屏幕函數初始化
OLED_P8x16Str(0,0,Chin); // 顯示工作中標志
OLED_P8x16Str(0,2,"Collecting data"); // 屏幕顯示數據采集中
while(1)
{
display(Q); // 進入數據采集并且顯示到屏幕上
KeyButtons(); // 對NRF系統模式進行設置，并且發送數據
if(MAX_RT) // 數據發送完畢標志
{
SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0); // 發送窗口數據清零
}
}
}
void T1_time()interrupt 3 //計數器/定時器0中斷入口
{
TH1=(65536-45872)/256; //計時50ms
TL1=(65536-45872)%256;
num++;
if(num==10) // 0.5s更新一次數據
{
num=0;
F=read(); //每間隔0.5s讀一次計數器0，該值為頻率。計算出Q后立即把計數器01清零重新計數
if(F>0)
{
Q = (F+3)/8.1; //流量計傳感器頻率-流量轉換公式
TH0=0;
TL0=0; //計數器清零
}
else
{
Q=0; //如果不加，則Q！=0；
TH0 = 0;
TL0 = 0; //計數器清零
}
}
}

復制代碼

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51單片機nrf24l01無線通信實驗程序