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模擬SPI NRF24L01模組的簡單使用

模擬SPI NRF24L01模組的簡單使用

軟體模擬SPI

(注:預設已經充分了解SPI通訊協議)

軟體模擬

  • 軟體模擬的好處:
  1. 靈活性好。(你想想,平時使用硬體SPI是不是拼死拼活的找那幾個複用的引腳,要是一開始就規劃好還行,但是專案開發到一半,突然來一個硬體SPI,還發現引腳口全被佔用,就只能很幸苦的去慢慢修改引腳或者找其他複用。)
  2. 適應範圍廣。(極端情況,試想一下要是你的微控制器不支援SPI呢 <( ̄ˇ ̄)/ )
  3. 簡單容易移植。(你瞅瞅網上開原始碼~~)
  • 軟體模擬的壞處
  1. 速度稍慢。(搭配作業系統使用,通訊速率在一定程度上慢於硬體SPI,畢竟人家走的匯流排。)
  2. 微控制器方面標誌位少。(就不會像暫存器那樣標誌位一大堆,檢視配置是否有問題?一看邏輯分析儀,二讀取模組暫存器就好)

如何軟體模擬SPI(手擼程式碼的話)

  • 時序圖

    眾所周知,SPI常見的有四種模式,其中上圖參考手冊裡一扒拉就出來了,對著時序圖看看可以寫程式碼了。
  • 開始寫程式碼
    首先看看spi.h檔案
/**@file       spi.h
* @brief       軟體模擬spi程式碼配置
* @details     使用IO口模擬SPI時序,進行SPI通訊
* @author      LOGOTAO
* @date        2021-7-15
* @version     V1.0
**********************************************************************************
* @attention
* 使用該檔案需要自己依據需要修改引腳口
*
**********************************************************************************
*/

#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f4xx_hal.h"

#define SPI_SCK_PIN                     GPIO_PIN_5			//SPI  SCK
#define SPI_SCK_GPIO_PORT               GPIOA
#define SPI_MOSI_PIN                    GPIO_PIN_7			//SPI MOSI
#define SPI_MOSI_GPIO_PORT              GPIOA
#define SPI_MISO_PIN                    GPIO_PIN_6			//SPI MISO
#define SPI_MISO_GPIO_PORT              GPIOA
#define SPI_NSS_PIN                     GPIO_PIN_4			//SPI 片選線
#define SPI_NSS_GPIO_PORT               GPIOA

 
#define SPI_SCK_GPIO_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define SPI_MISO_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define SPI_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define SPI_NSS_GPIO_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()

#define MOSI_H  		HAL_GPIO_WritePin(SPI_MOSI_GPIO_PORT, SPI_MOSI_PIN, GPIO_PIN_SET)  
#define MOSI_L  		HAL_GPIO_WritePin(SPI_MOSI_GPIO_PORT, SPI_MOSI_PIN, GPIO_PIN_RESET)  
#define SCK_H   		HAL_GPIO_WritePin(SPI_SCK_GPIO_PORT, SPI_SCK_PIN, GPIO_PIN_SET)  
#define SCK_L   		HAL_GPIO_WritePin(SPI_SCK_GPIO_PORT, SPI_SCK_PIN, GPIO_PIN_RESET)  
#define READ_MISO   	HAL_GPIO_ReadPin(SPI_MISO_GPIO_PORT, SPI_MISO_PIN) 
#define CSN_H   		HAL_GPIO_WritePin(SPI_NSS_GPIO_PORT, SPI_NSS_PIN, GPIO_PIN_SET)  
#define CSN_L   		HAL_GPIO_WritePin(SPI_NSS_GPIO_PORT, SPI_NSS_PIN, GPIO_PIN_RESET) 


void SPI_Init(void);
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE0(uint8_t write_dat);
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE1(uint8_t byte);
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE2(uint8_t byte);
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE3(uint8_t write_dat);
#endif

再檢視實現程式碼部分spi.h

/**@file       spi.c
* @brief       軟體模擬spi程式碼配置
* @details     使用IO口模擬SPI時序,進行SPI通訊
* @author      LOGOTAO
* @date        2021-7-15
* @version     V1.0
**********************************************************************************
* @attention
* 使用該檔案需要自己依據需要修改引腳口
*
**********************************************************************************
*/

#include "spi.h"


/**
	*@brief		簡單延遲函式
	*@param		延遲時間
	*@return 	無
	*
***/
static void delay_us(uint32_t time)
{
	uint32_t i;
	for(i=0;i<time;i++);
}



/**
	*@brief		軟體模擬SPI引腳口初始化
	*@param		無
	*@return 	無
	*
***/
void SPI_Init(void)
{  
	
  /*##-1- Enable peripherals and GPIO Clocks #################################*/
  SPI_SCK_GPIO_CLK_ENABLE();
  SPI_MISO_GPIO_CLK_ENABLE();
  SPI_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE();
  SPI_NSS_GPIO_CLK_ENABLE();
	
#if	0				//配置引腳口參考巨集定義,條件編譯,便於摺疊閱讀
#define  GPIO_MODE_INPUT                        MODE_INPUT                                               /*!< Input Floating Mode                   */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    1(MODE_PP | MODE_OUTPUT)                                  /*!< Output Push Pull Mode                 */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                   11 (MODE_OD | MODE_OUTPUT)                                  /*!< Output Open Drain Mode                */
#define  GPIO_MODE_AF_PP                        (MODE_PP | MODE_AF)                                      /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
#define  GPIO_MODE_AF_OD                        (MODE_OD | MODE_AF)                                      /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */

#define  GPIO_MODE_ANALOG                       MODE_ANALOG                                              /*!< Analog Mode  */

#define  GPIO_MODE_IT_RISING                    (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT | RISING_EDGE)                 /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection          */
#define  GPIO_MODE_IT_FALLING                   (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT               | FALLING_EDGE)  /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection         */
#define  GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING            (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT | RISING_EDGE | FALLING_EDGE)  /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection  */

#define  GPIO_MODE_EVT_RISING                   (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT | RISING_EDGE)                /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection               */
#define  GPIO_MODE_EVT_FALLING                  (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT               | FALLING_EDGE) /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection              */
#define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING           (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT | RISING_EDGE | FALLING_EDGE) /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection       */

/**
  * @}
  */

/** @defgroup GPIO_speed_define  GPIO speed define
  * @brief GPIO Output Maximum frequency
  * @{
  */
#define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW         0x00000000U  /*!< IO works at 2 MHz, please refer to the product datasheet */
#define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM      0x00000001U  /*!< range 12,5 MHz to 50 MHz, please refer to the product datasheet */
#define  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH        0x00000002U  /*!< range 25 MHz to 100 MHz, please refer to the product datasheet  */
#define  GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH   0x00000003U  /*!< range 50 MHz to 200 MHz, please refer to the product datasheet  */
/**
  * @}
  */

 /** @defgroup GPIO_pull_define GPIO pull define
   * @brief GPIO Pull-Up or Pull-Down Activation
   * @{
   */  
#define  GPIO_NOPULL        0x00000000U   /*!< No Pull-up or Pull-down activation  */
#define  GPIO_PULLUP        0x00000001U   /*!< Pull-up activation                  */
#define  GPIO_PULLDOWN      0x00000002U   /*!< Pull-down activation                */

#endif
	
  /*##-2- Configure peripheral GPIO ##########################################*/
  
 
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  
  /* SPI NSS GPIO pin configuration  */
  GPIO_InitStruct.Pin = SPI_NSS_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  HAL_GPIO_Init(SPI_NSS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(SPI_NSS_GPIO_PORT, SPI_NSS_PIN, GPIO_PIN_SET);
  
  
  /* SPI SCK GPIO pin configuration  */
  GPIO_InitStruct.Pin       = SPI_SCK_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(SPI_SCK_GPIO_PORT, SPI_SCK_PIN, GPIO_PIN_SET);

  /* SPI MISO GPIO pin configuration  */
  GPIO_InitStruct.Pin = SPI_MISO_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  HAL_GPIO_Init(SPI_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(SPI_MISO_GPIO_PORT, SPI_MISO_PIN, GPIO_PIN_SET);


  /* SPI MOSI GPIO pin configuration  */
  GPIO_InitStruct.Pin = SPI_MOSI_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  HAL_GPIO_Init(SPI_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  HAL_GPIO_WritePin(SPI_MOSI_GPIO_PORT, SPI_MOSI_PIN, GPIO_PIN_SET);
  
}


/**
	*@brief			SPI四種模式選擇
	*@details  	實現軟體SPI模擬全雙工資料傳送和接收,均高位先行
	*@param			需要傳送的引數
	*@return 		接收到的引數
	*
***/
uint8_t temp;
/* CPOL = 0, CPHA = 0, MSB first */
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE0( uint8_t write_dat )
{
    uint8_t i, read_dat;
	//		CSN_L;							原本協議規定需要拉低片選訊號進行選中從裝置,但為了方便NRF42L01時序統一管理,拉低操作放在NRF42L01配置中
    for( i = 0; i < 8; i++ )
    {
			temp = write_dat & 0x80;
        if( temp )
            MOSI_H;  
        else                    
            MOSI_L;  
        write_dat <<= 1;
        delay_us(20);	
        SCK_H; 
        read_dat <<= 1;  
        if( READ_MISO ) 
            read_dat++; 
				delay_us(20);
        SCK_L; 
        __nop();
    }
//		CSN_H;
		delay_us(10);
    return read_dat;
}
 
 
/* CPOL=0,CPHA=1, MSB first */
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE1(uint8_t byte) 
{
    uint8_t i,Temp=0;
 //CSN_L;
	for(i=0;i<8;i++)     // 迴圈8次
	{
		SCK_H;     //拉高時鐘
		if(byte&0x80)
        {
			MOSI_H;  //若最到位為高,則輸出高
        }
		else      
		{
			MOSI_L;   //若最到位為低,則輸出低
		}
		byte <<= 1;     // 低一位移位到最高位
		delay_us(20);
		SCK_L;     //拉低時鐘
		Temp <<= 1;     //資料左移
 
		if(READ_MISO)
			Temp++;     //若從從機接收到高電平,資料自加一
		
		delay_us(20);
	}
	//CSN_H;
	return (Temp);     //返回資料
}
 
/* CPOL=1,CPHA=0, MSB first */
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE2(uint8_t byte) 
{
    uint8_t i,Temp=0;
	//CSN_L;
	for(i=0;i<8;i++)     // 迴圈8次
	{
		if(byte&0x80)
        {
			MOSI_H;  //若最到位為高,則輸出高
        }
		else      
		{
			MOSI_L;   //若最到位為低,則輸出低
		}
		byte <<= 1;     // 低一位移位到最高位
		delay_us(20);
		SCK_L;     //拉低時鐘
		Temp <<= 1;     //資料左移
 
		if(READ_MISO)
			Temp++;     //若從從機接收到高電平,資料自加一
		delay_us(20);
		SCK_H;     //拉高時鐘
	}
	//CSN_H;
	return (Temp);     //返回資料
}
 
 
/* CPOL = 1, CPHA = 1, MSB first */
uint8_t SOFT_SPI_RW_MODE3( uint8_t write_dat )
{
    uint8_t i, read_dat;
		//CSN_L;
    for( i = 0; i < 8; i++ )
    {
		SCK_L; 
        if( write_dat & 0x80 )
            MOSI_H;  
        else                    
            MOSI_L;  
        write_dat <<= 1;
        delay_us(20);	
        SCK_H; 
        read_dat <<= 1;  
        if( READ_MISO ) 
            read_dat++; 
		delay_us(20);
        __nop();
    }
		//CSN_H;
    return read_dat;
}
  

NRF24L01程式碼部分

準備資料(你可以借鑑程式碼,但是務必還是看看,畢竟比較重要)

  • 時序圖
    作為手擼模擬SPI程式碼的人,時序圖肯定少不了

    這個大概在參考手冊的43頁左右,前前後後還有幾張比較重要的時序圖,多看看,必定用的上。比如他會告訴你配置暫存器時CE線拉低,讀取時CE線拉高之類的
  • 暫存器
    從第57頁開始,畫面如下:

    多去讀讀,程式碼跑不通時就可以讀取模組暫存器看出了什麼毛病

模組注意事項

  1. 注意3.3V供電,否則自己串電阻分壓去

    2.接線圖

    全是網上淘寶找的資料,沒事多去逛逛,比某度娘好用

程式碼實現部分

老樣子,先看NRF24L01.h部分

/**@file       nrf24l01.c
* @brief       軟體模擬SPI進行nrf24l01通訊
* @details		 
* @author      LOGOTAO
* @date        2021-7-15
* @version     V1.0
**********************************************************************************
* @attention
* 使用該檔案需要自己依據需要修改引腳口
*
**********************************************************************************
*/
#ifndef _NRF24L01_H
#define _NRF24L01_H
 
#include "stm32f4xx.h"
 
/****************************************************************************************************/
//NRF24L01暫存器操作命令
#define SPI_READ_REG    0x00  //讀配置暫存器,低5位為暫存器地址
#define SPI_WRITE_REG   0x20  //寫配置暫存器,低5位為暫存器地址
#define RD_RX_PLOAD     0x61  //讀RX有效資料,1~32位元組
#define WR_TX_PLOAD     0xA0  //寫TX有效資料,1~32位元組
#define FLUSH_TX        0xE1  //清除TX FIFO暫存器.發射模式下用
#define FLUSH_RX        0xE2  //清除RX FIFO暫存器.接收模式下用
#define REUSE_TX_PL     0xE3  //重新使用上一包資料,CE為高,資料包被不斷髮送.
#define NOP             0xFF  //空操作,可以用來讀狀態暫存器	
 
//SPI(NRF24L01)暫存器地址
#define CONFIG          0x00  //配置暫存器地址;bit0:1接收模式,0發射模式;bit1:電選擇;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能;
                              //bit4:中斷MAX_RT(達到最大重發次數中斷)使能;bit5:中斷TX_DS使能;bit6:中斷RX_DR使能
#define EN_AA           0x01  //使能自動應答功能  bit0~5,對應通道0~5
#define EN_RXADDR       0x02  //接收地址允許,bit0~5,對應通道0~5
#define SETUP_AW        0x03  //設定地址寬度(所有資料通道):bit1,0:00,3位元組;01,4位元組;02,5位元組;
#define SETUP_RETR      0x04  //建立自動重發;bit3:0,自動重發計數器;bit7:4,自動重發延時 250*x+86us
#define RF_CH           0x05  //RF通道,bit6:0,工作通道頻率;
#define RF_SETUP        0x06  //RF暫存器;bit3:傳輸速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,發射功率;bit0:低噪聲放大器增益
#define STATUS          0x07  //狀態暫存器;bit0:TX FIFO滿標誌;bit3:1,接收資料通道號(最大:6);bit4,達到最多次重發
                              //bit5:資料傳送完成中斷;bit6:接收資料中斷;
#define MAX_TX  	    0x10  //達到最大發送次數中斷
#define TX_OK       	0x20  //TX傳送完成中斷
#define RX_OK   	    0x40  //接收到資料中斷
 
#define OBSERVE_TX      0x08  //傳送檢測暫存器,bit7:4,資料包丟失計數器;bit3:0,重發計數器
#define CD              0x09  //載波檢測暫存器,bit0,載波檢測;
#define RX_ADDR_P0      0x0A  //資料通道0接收地址,最大長度5個位元組,低位元組在前
#define RX_ADDR_P1      0x0B  //資料通道1接收地址,最大長度5個位元組,低位元組在前
#define RX_ADDR_P2      0x0C  //資料通道2接收地址,最低位元組可設定,高位元組,必須同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P3      0x0D  //資料通道3接收地址,最低位元組可設定,高位元組,必須同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P4      0x0E  //資料通道4接收地址,最低位元組可設定,高位元組,必須同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P5      0x0F  //資料通道5接收地址,最低位元組可設定,高位元組,必須同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define TX_ADDR         0x10  //傳送地址(低位元組在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0與此地址相等
#define RX_PW_P0        0x11  //接收資料通道0有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define RX_PW_P1        0x12  //接收資料通道1有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define RX_PW_P2        0x13  //接收資料通道2有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define RX_PW_P3        0x14  //接收資料通道3有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define RX_PW_P4        0x15  //接收資料通道4有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define RX_PW_P5        0x16  //接收資料通道5有效資料寬度(1~32位元組),設定為0則非法
#define FIFO_STATUS     0x17  //FIFO狀態暫存器;bit0,RX FIFO暫存器空標誌;bit1,RX FIFO滿標誌;bit2,3,保留
                              //bit4,TX FIFO空標誌;bit5,TX FIFO滿標誌;bit6,1,迴圈傳送上一資料包.0,不迴圈;
/**********************************************************************************************************/
 
 
 
 
 
#define NRF24L01_CE_PIN					GPIO_PIN_10			//NRF24L01	使能埠
#define NRF24L01_CE_GPIO_PORT				GPIOB
#define NRF24L01_IRQ_PIN				GPIO_PIN_12			//NRF24L01	中斷引腳
#define	NRF24L01_IRQ_GPIO_PORT				GPIOB
#define NRF24L01_IRQ					EXTI15_10_IRQn


#define NRF24L01_CE_GPIO_CLK_ENABLE()			__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_IRQ_GPIO_CLK_ENABLE()		        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

#define CE_H						HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_GPIO_PORT, NRF24L01_CE_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define CE_L						HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_GPIO_PORT, NRF24L01_CE_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define NRF24L01_IRQ_SetPriority		        HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
#define	NRF24L01_IRQ_ENABLE				HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn)

//NRF2401片選訊號

 

   
////IRQ中斷腳,我暫時不用,可以少一個引腳不接,需要的自己開啟就好
//#define 		IRQ_L     	GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7) 
//#define 		IRQ_H     	GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7)
// 
//#define 		READ_IRQ    GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_7)
 
 
//NRF24L01傳送接收資料寬度定義
#define TX_ADR_WIDTH    5                   //5位元組的地址寬度
#define RX_ADR_WIDTH    5                   //5位元組的地址寬度
#define TX_PLOAD_WIDTH  32                  //20位元組的使用者資料寬度
#define RX_PLOAD_WIDTH  32                  //20位元組的使用者資料寬度
									   	   
 
void Init_NRF24L01(void);                    //NRF24l01初始化
uint8_t SPI_ReadWriteByte(uint8_t TxData) ;  //模擬SPI通訊函式
void RX_Mode(void);                          //配置為接收模式
void TX_Mode(void);                          //配置為傳送模式
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t regaddr, uint8_t *pBuf, uint8_t datalen); //寫資料區
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t regaddr, uint8_t *pBuf, uint8_t datalen);  //讀資料區		  
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t regaddr);		                 //讀暫存器
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t regaddr, uint8_t data);              //寫暫存器
uint8_t NRF24L01_Check(void);                                      //檢查NRF24L01是否在位
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf);                         //傳送一個包的資料
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf);                         //接收一個包的資料
 
void Delay(__IO uint32_t nCount);
#endif

再看看nrf24l01.c部分

/**@file       nrf24l01.c
* @brief       軟體模擬SPI進行nrf24l01通訊
* @details		 
* @author      LOGOTAO
* @date        2021-7-15
* @version     V1.0
**********************************************************************************
* @attention
* 使用該檔案需要自己依據需要修改引腳口
*
**********************************************************************************
*/
#include "NRF24L01.h"
#include "spi.h"
 
 
const uint8_t TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x02,0x02,0x10,0x10,0x01}; //傳送地址
const uint8_t RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x02,0x02,0x10,0x10,0x01}; //接收地址					    
 
 /**
	*@brief		簡單延遲函式
	*@param		延遲時間
	*@return 	無
	*
***/
void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
}

/**
	*@brief		初始化NRF24L01IO口
	*@param		無
	*@return 	無
	*
***/
void Init_NRF24L01(void)
{
  CE_H;           //初始化時先拉高
  CSN_H;					//初始化時先拉高
	
	
  /*## Enable peripherals and GPIO Clocks #################################*/
  NRF24L01_CE_GPIO_CLK_ENABLE();
  NRF24L01_IRQ_GPIO_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
#if 0								//沒有必要進中斷可以不用開啟
  /*Configure GPIO pin : NRF24L01_IRQ_PIN */
  GPIO_InitStruct.Pin = NRF24L01_IRQ_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(NRF24L01_IRQ_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
  
  HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_IRQ_GPIO_PORT, NRF24L01_IRQ_PIN, GPIO_PIN_SET);
#endif

  GPIO_InitStruct.Pin = NRF24L01_CE_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(NRF24L01_CE_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);  
	
	CE_H;           //初始化時先拉高,敲拉失能SPI總線上裝置,避免干擾
        CSN_H;					//初始化時先拉高
	
	//IRQ_H;			 							//IRQ置高
	CE_L; 	                  //使能NRF24L01
	CSN_H;                    //SPI片選取消
}
 

/**
	*@brief		模擬SPI讀寫資料函式
	*@param		無
	*@return 	無
	*
***/
uint8_t SPI_ReadWriteByte(uint8_t TxData)                                        
{		
	uint16_t bit_ctr;
   	for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) 
   	{
		if(TxData & 0x80)
		MOSI_H;         
		else
		MOSI_L;
		TxData = (TxData << 1);           
		SCK_H; 
		Delay(0xff);
		if(READ_MISO)                     
		TxData |= 0x01;       		  
		SCK_L; 
		Delay(0xff);           		 
   	}
    return(TxData);           		  		    
}

/**
	*@brief		上電檢測NRF24L01是否在位
	*@details	寫5個數據然後再讀回來進行比較
	*@param		無
	*@return 	相同時返回值0,表示在位;否則返回1,表示不在位.
	*
***/	
uint8_t NRF24L01_Check(void)
{
	uint8_t buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
	uint8_t buf1[5];
	uint8_t i;   	 
	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//寫入5個位元組的地址.	
	NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf1,5);              //讀出寫入的地址  	
	for(i=0;i<5;i++)
		if(buf1[i]!=0XA5) break;					   
	if(i!=5) return 1;                               //NRF24L01不在位
		
	return 0;		                                //NRF24L01在位
}	 	 
/**
	*@brief		通過SPI寫暫存器
	*@details	
	*@param		reg_addr:NRF24L01的相關地址			data:需要寫入的資料
	*@return 	status
	*@retval 	返回狀態值
***/	
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg_addr,uint8_t data)
{
	uint8_t status;	
    CSN_L;                    //使能SPI傳輸
  	status =SPI_ReadWriteByte(reg_addr); //傳送暫存器號 
  	SPI_ReadWriteByte(data);            //寫入暫存器的值
  	CSN_H;                    //禁止SPI傳輸	   
  	return(status);       		         //返回狀態值
}

/**
	*@brief		讀取SPI暫存器值
	*@details	
	*@param		reg_addr:NRF24L01要讀的暫存器
	*@return 	status
	*@retval 	返回狀態值
***/	
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg_addr)
{
	uint8_t reg_val;	    
 	CSN_L;                //使能SPI傳輸		
  	SPI_ReadWriteByte(reg_addr);     //傳送暫存器號
  	reg_val=SPI_ReadWriteByte(0);//讀取暫存器內容
 
  	CSN_H;                //禁止SPI傳輸		    
  	return(reg_val);                 //返回狀態值
}	

/**
	*@brief		在指定位置讀出指定長度的資料
	*@details	
	*@param		reg_addr:NRF24L01要讀的暫存器			*pBuf:資料指標			data_len:資料長度
	*@return 	status
	*@retval 	此次讀到的狀態暫存器值
***/	
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg_addr,uint8_t *pBuf,uint8_t data_len)
{
	uint8_t status,i;	       
  	CSN_L;                     //使能SPI傳輸
  	status=SPI_ReadWriteByte(reg_addr);   //傳送暫存器值(位置),並讀取狀態值   	   
 	for(i=0;i<data_len;i++)
		pBuf[i]=SPI_ReadWriteByte(0);//讀出資料
 
  	CSN_H;                     //關閉SPI傳輸
  	return status;                        //返回讀到的狀態值
}

/**
	*@brief		在指定位置寫指定長度的資料
	*@details	
	*@param		reg_addr:NRF24L01要寫的暫存器			*pBuf:資料指標			data_len:資料長度
	*@return 	status
	*@retval 	此次讀到的狀態暫存器值
***/	
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg_addr, uint8_t *pBuf, uint8_t data_len)
{
	uint8_t status,i;	    
 	CSN_L;                                    //使能SPI傳輸
  	status = SPI_ReadWriteByte(reg_addr);                //傳送暫存器值(位置),並讀取狀態值
  	for(i=0; i<data_len; i++)
		SPI_ReadWriteByte(*pBuf++); //寫入資料	 
  	CSN_H;                                    //關閉SPI傳輸
  	return status;                                       //返回讀到的狀態值
}		

/**
	*@brief		啟動NRF24L01傳送一次資料
	*@details	
	*@param		txbuf:待發送資料首地址
	*@return 	status
	*@retval 	傳送完成狀況
***/
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *tx_buf)
{
	uint8_t state;   
	CE_L;
  	NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,tx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);//寫資料到TX BUF  32個位元組
 	CE_H;                                     //啟動傳送	   
	//while(READ_IRQ != 0);                         //等待發送完成
	state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                     //讀取狀態暫存器的值	   
	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state);      //清除TX_DS或MAX_RT中斷標誌
	if(state&MAX_TX)                                     //達到最大重發次數
	{
		NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);               //清除TX FIFO暫存器 
		return MAX_TX; 
	}
	if(state&TX_OK)                                      //傳送完成
	{
		return TX_OK;
	}
	return 0xff;                                         //其他原因傳送失敗
}
 
/**
	*@brief		啟動NRF24L01接收一次資料
	*@details	
	*@param		txbuf:待接收資料首地址
	*@return 	status
	*@retval 	傳送完成狀況
***/
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rx_buf)
{
	uint8_t state;		    							      
	state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                //讀取狀態暫存器的值    	 
	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+STATUS,state); //清除TX_DS或MAX_RT中斷標誌
	if(state&RX_OK)                                 //接收到資料
	{
		NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,RX_PLOAD_WIDTH);//讀取資料
		NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);          //清除RX FIFO暫存器 
		return 0; 
	}	   
	return 1;                                      //沒收到任何資料
}
/**
	*@brief		該函式初始化NRF24L01到RX模式
	*@details	設定RX地址,寫RX資料寬度,選擇RF頻道,波特率和LNA HCURR,當CE變高後,即進入RX模式,並可以接收資料了
	*@param		無
	*@return 	無
	*@retval 	無
***/   
void RX_Mode(void)
{
	CE_L;	  
    //寫RX節點地址
  	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uint8_t*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);
 
    //使能通道0的自動應答    
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01);    
    //使能通道0的接收地址  	 
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);
    //設定RF通訊頻率		  
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40);	     
    //選擇通道0的有效資料寬度 	    
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);
    //設定TX發射引數,0db增益,2Mbps,低噪聲增益開啟   
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);
    //配置基本工作模式的引數;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX接收模式 
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f); 
    //CE為高,進入接收模式 
  	CE_H;                                
}			


/**
	*@brief		該函式初始化NRF24L01到TX模式
	*@details	設定TX地址,寫TX資料寬度,設定RX自動應答的地址,填充TX傳送資料,選擇RF頻道,波特率和LNA HCURR PWR_UP,CRC使能,當CE變高後,即進入RX模式,並可以接收資料了,CE為高大於10us,則啟動傳送.	 
	*@param		無
	*@return 	無
	*@retval 	無
***/  	 
void TX_Mode(void)
{														 
	CE_L;	    
    //寫TX節點地址 
  	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+TX_ADDR,(uint8_t*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);    
    //設定TX節點地址,主要為了使能ACK	  
  	NRF24L01_Write_Buf(SPI_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uint8_t*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); 
 
    //使能通道0的自動應答    
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_AA,0x01);     
    //使能通道0的接收地址  
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); 
    //設定自動重發間隔時間:500us + 86us;最大自動重發次數:10次
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);
    //設定RF通道為40
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_CH,40);       
    //設定TX發射引數,0db增益,2Mbps,低噪聲增益開啟   
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);  
    //配置基本工作模式的引數;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,PRIM_RX傳送模式,開啟所有中斷
  	NRF24L01_Write_Reg(SPI_WRITE_REG+CONFIG,0x0e);    
    // CE為高,10us後啟動傳送
	CE_H;                                  
}		  

主函式部分

至於資料校驗問題,其實看了暫存器不難知道,NRF24L01自帶CRC校驗,打開了基本不會資料丟包,要是不放心,可以試試加一個簡單的校驗
以之前一個我寫的一份簡單專案為例

  • 初始化部分
  • 實現部分
  • 解包部分
/*****************************************************************************
 * 函  數: Data_Break
 * 功  能: 將資料分解,打包為資料包
 * 參  數:	
 * 返回值: 
 * 重  要: 0x02+搖桿資料+鈕子開關資料+和校驗+0x09
 * 備  注: 
*****************************************************************************/

void Data_Break(uint8_t flag_1,uint8_t flag_2,uint8_t flag_3,uint8_t flag_4,uint8_t flag_5,uint8_t flag_6){
	TX_nrf[0]=0x02;//幀頭

	unsigned char i=0,num=0;
	
	for (i = 0; i < 4; i++)//32位轉八位
	{
		TX_nrf[num + 1] = (unsigned char)((adc_aver[i] >> 24));
		TX_nrf[num + 2] = (unsigned char)((adc_aver[i] >> 16));
		TX_nrf[num + 3] = (unsigned char)((adc_aver[i] >> 8));
		TX_nrf[num + 4] = (unsigned char)(adc_aver[i]);
		num += 4;
	}
	TX_nrf[17] = flag_1;
	TX_nrf[18] = flag_2;
	TX_nrf[19] = flag_3;
	TX_nrf[20] = flag_4;
	TX_nrf[21] = flag_5;
	TX_nrf[22] = flag_6;
	TX_nrf[23] = 0;
	for(i=1;i<23;i++){TX_nrf[23] += TX_nrf[i];}//求和校驗
	TX_nrf[24] = 0x09;
}

接收部分

  • 初始化
  • 實現部分
  • 解包部分
//解包資料
void UN_Rx_pack(void)
{
	uint8_t i,num=0;
	uint8_t	add=0;
	uint32_t xrocker[4];
	for(i=0;i<=7;i++)
	{
		if(RX_pack[i]== 0x02)//找幀頭0x02
		{
			for(num=0;num<4;num++)
			{
				xrocker[num] = ( (RX_pack[i+4*num+1]<<24)|(RX_pack[i+4*num+2]<<16)|(RX_pack[i+4*num+3]<<8)|(RX_pack[i+4*num+4]));//解包資料
			}
			for(num=i+1;num<i+23;num++)
			{
				add+=RX_pack[num];
			}
		}
	}
	if(add==RX_pack[i-8+23]&RX_pack[i-8+24]==0x09)//求和校驗+確定幀尾0x09
	{
		mode_state[0]=RX_pack[i-8+17];//狀態
		mode_state[1]=RX_pack[i-8+18];
		mode_state[2]=RX_pack[i-8+19];
		mode_state[3]=RX_pack[i-8+20];
		mode_state[4]=RX_pack[i-8+21];
		mode_state[5]=RX_pack[i-8+22];
		for(i=0;i<4;i++)
		{
			rocker[i]=xrocker[i];//數值0-4096
		}
		
	}
	else
	{
		;
	}

}

總結

對於模擬通訊協議和各種模組的使用方法

  1. 時序圖
  2. 參考手冊注意事項
  3. 各模組暫存器