NRF24l01使用手冊函數介紹(共8頁)

1、 NRF24l01使用手冊以及函數指令寄存器介紹芯片簡介NRF24L01 是 NORDIC 公司最近生產的一款無線通信通信芯片，采用 FSK 調制，內部集成 NORDIC 自己的 Enhanced Short Burst 協(xié)議?？梢詫崿F點對點或是 1 對 6 的無線通信。無線通信速度可以達到 2M（ bps）。 NORDIC 公司提供通信模塊的 GERBER 文件，可以直接加工生產。嵌入式工程師或是單片機愛好者只需要為單片機系統(tǒng)預留 5 個 GPIO， 1 個中斷輸入引腳，就可以很容易實現無線通信的功能，非常適合用來為 MCU 系統(tǒng)構建無線通信功能。NRF24L01功能框圖NRF24L01 的

2、框圖如 Fig.1 所示，從單片機控制的角度來看，我們只需要關注 Fig.1 右面的六個控制和數據信號，分別為 CSN、 SCK、 MISO、 MOSI、 IRQ、 CE。CSN：芯片的片選線， CSN 為低電平芯片工作。SCK：芯片控制的時鐘線（ SPI 時鐘）MISO：芯片控制數據線（ Master input slave output）MOSI：芯片控制數據線（ Master output slave input）IRQ：中斷信號。無線通信過程中 MCU 主要是通過 IRQ 與 NRF24L01 進行通信。CE：芯片的模式控制線。 在 CSN 為低的情況下， CE 協(xié)同 NRF24L01

3、 的 CONFIG 寄存器共同決定 NRF24L01 的狀態(tài)（參照 NRF24L01 的狀態(tài)機）。NRF24L01狀態(tài)機NRF24L01 的狀態(tài)機見 Fig.2 所示，對于 NRF24L01 的固件編程工作主要是參照NRF24L01 的狀態(tài)機。主要有以下幾個狀態(tài)Power Down Mode：掉電模式Tx Mode：發(fā)射模式Rx Mode：接收模式Standby-1Mode：待機 1 模式Standby-2 Mode：待機 2 模式上面五種模式之間的相互切換方法以及切換所需要的時間參照 Fig.2。對 24L01 的固件編程的基本思路如下：1） 置 CSN 為低，使能芯片，配置芯片各個參數。（

4、過程見 3.Tx 與 Rx 的配置過程）配置參數在 Power Down 狀態(tài)中完成。2） 如果是 Tx 模式，填充 Tx FIFO。3） 配置完成以后，通過 CE 與 CONFIG 中的 PWR_UP 與 PRIM_RX 參數確定 24L01要切換到的狀態(tài)。Tx Mode： PWR_UP=1; PRIM_RX=0; CE=1 (保持超過 10us 就可以)；Rx Mode: PWR_UP=1; PRIM_RX=1; CE=1;4) IRQ 引腳會在以下三種情況變低：Tx FIFO 發(fā)完并且收到 ACK（使能 ACK 情況下）Rx FIFO 收到數據達到最大重發(fā)次數將 IRQ 接到外部中斷輸入

5、引腳，通過中斷程序進行處理。Tx 模式初始化過程1）寫 Tx 節(jié)點的地址 TX_ADDR2）寫 Rx 節(jié)點的地址（主要是為了使能 Auto Ack） RX_ADDR_P03）使能 AUTO ACK EN_AA4）使能 PIPE 0 EN_RXADDR5）配置自動重發(fā)次數 SETUP_RETR6）選擇通信頻率 RF_CH7）配置發(fā)射參數（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率） RF_SETUP8 ) 選擇通道 0 有效數據寬度 Rx_Pw_P09）配置 24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG。Rx 模式初始化過程：初始化步驟 24L01 相關寄存器1）寫 Rx 節(jié)點的地址 RX_AD

6、DR_P02）使能 AUTO ACK EN_AA3）使能 PIPE 0 EN_RXADDR4）選擇通信頻率 RF_CH5) 選擇通道 0 有效數據寬度 Rx_Pw_P06）配置發(fā)射參數（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率） RF_SETUP7）配置 24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG4 控制程序詳解NRF24L01 的控制程序主要包括以下幾個函數 uchar SPI_RW(uchar byte); uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value); uchar SPI_Read(uchar reg); uchar SPI_Read_Buf(uc

7、har reg, uchar *pBuf, uchar bytes); uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes); void RX_Mode(void); void TX_Mode(void);4.1.1 uchar SPI_RW(uchar byte)uchar SPI_RW(uchar byte)uchar bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr8;bit_ctr+) / output 8-bitMOSI = (byte & 0x80); / output byte, MSB to MOSIbyte

8、 = (byte 1); / shift next bit into MSB.SCK = 1; / Set SCK high.byte |= MISO; / capture current MISO bitSCK = 0; / .then set SCK low againreturn(byte); / return read byte最基本的函數，完成 GPIO 模擬 SPI 的功能。將輸出字節(jié)（ MOSI）從 MSB 循環(huán)輸出，同時將輸入字節(jié)（ MISO）從 LSB 循環(huán)移入。上升沿讀入，下降沿輸出。（從 SCK 被初始化為低電平可以判斷出）。4.1.2 uchar SPI_RW_Reg

9、(uchar reg, uchar value)uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)uchar status;CSN = 0; / CSN low, init SPI transactionstatus = SPI_RW(reg); / select registerSPI_RW(value); / .and write value to it.CSN = 1; / CSN high againreturn(status); / return nRF24L01 status byte寄存器訪問函數：用來設置 24L01 的寄存器的值?；舅悸肪褪峭ㄟ^

10、 WRITE_REG 命令（也就是 0x20+寄存器地址）把要設定的值寫到相應的寄存器地址里面去，并讀取返回值。對于函數來說也就是把 value 值寫到 reg 寄存器中。需要注意的是，訪問 NRF24L01 之前首先要 enable 芯片（ CSN=0；），訪問完了以后再 disable芯片（ CSN=1；）。4.1.3 uchar SPI_Read (uchar reg);uchar SPI_Read(uchar reg)uchar reg_val;CSN = 0; / CSN low, initialize SPI communication.SPI_RW(reg); / Select

11、register to read from.reg_val = SPI_RW(0); / .then read registervalueCSN = 1; / CSN high, terminate SPI communicationreturn(reg_val); / return register value讀取寄存器值的函數：基本思路就是通過 READ_REG 命令（也就是 0x00+寄存器地址），把寄存器中的值讀出來。對于函數來說也就是把 reg 寄存器的值讀到 reg_val 中去。4.1.4 uchar SPI_Read_Buf (uchar reg, uchar *pBuf, u

12、char bytes);uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)uchar status,byte_ctr;CSN = 0; / Set CSN low, init SPI tranactionstatus = SPI_RW(reg); / Select register to write to and read status bytefor(byte_ctr=0;byte_ctrbytes;byte_ctr+)pBufbyte_ctr = SPI_RW(0); / Perform SPI_RW to read byte f

13、rom nRF24L01CSN = 1; / Set CSN high againreturn(status); / return nRF24L01 status byte接收緩沖區(qū)訪問函數：主要用來在接收時讀取 FIFO 緩沖區(qū)中的值?；舅悸肪褪峭ㄟ^READ_REG 命令把數據從接收 FIFO（ RD_RX_PLOAD）中讀出并存到數組里面去。4.1.5 uchar SPI_Write_Buf (uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes);uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytesuchar

14、status,byte_ctr;CSN = 0; / Set CSN low, init SPI tranactionstatus = SPI_RW(reg); / Select register to write to and read status byteUart_Delay(10);for(byte_ctr=0; byte_ctrbytes; byte_ctr+) / then write all byte in buffer(*pBuf)SPI_RW(*pBuf+);CSN = 1; / Set CSN high againreturn(status); / return nRF24

15、L01 status byte發(fā)射緩沖區(qū)訪問函數：主要用來把數組里的數放到發(fā)射 FIFO 緩沖區(qū)中。基本思路就通過WRITE_REG 命令把數據存到發(fā)射 FIFO（ WR_TX_PLOAD）中去。4.1.6 void RX_Mode(void)設定 24L01 為接收方式，配置過程詳見 3.2 Rx 模式初始化過程。void RX_Mode(void)CE=0;SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); / Enable Auto.Ack

16、:Pipe0SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); / Enable Pipe0SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); / Select RF channel 40SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); / Set PWR_UP bit, enable CRC(2 bytes)& Prim:RX. RX_DR en

17、abled.CE = 1; / Set CE pin high to enable RX device/ This device is now ready to receive one packet of 16 bytes payload from a TX devicesending to address/ 3443101001, with auto acknowledgment, retransmit count of 10, RF channel 40 anddatarate = 2Mbps.4.1.7 void TX_Mode(void)設定 24L01 為發(fā)送方式，配置過程詳見 3.

18、1 Tx 模式初始化過程。void TX_Mode(void)CE=0;SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); / Writes data to TX payloadSPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); / Enable Auto.Ack:Pipe0

19、SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); / Enable Pipe0SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x1a); / 500us + 86us, 10 retrans.SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); / Select RF channel 40SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); / TX_PWR:0dBm, Datarate:2Mbps,LNA:HCURRSPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); /

20、Set PWR_UP bit, enable CRC(2 bytes)& Prim:TX. MAX_RT & TX_DS enabled.CE=1;4.2NRF24L01相關命令的宏定義nRF24L01 的基本思路就是通過固定的時序與命令，控制芯片進行發(fā)射與接收。控制命令如FIG.4.2.1 所示。前面提到的函數也要與這些命令配合使用,比如SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);相關命令的宏定義如下：#define READ_REG

21、0x00 / Define read command to register#define WRITE_REG 0x20 / Define write command to register#define RD_RX_PLOAD 0x61 / Define RX payload register address#define WR_TX_PLOAD 0xA0 / Define TX payload register address#define FLUSH_TX 0xE1 / Define flush TX register command#define FLUSH_RX 0xE2 / Def

22、ine flush RX register command#define REUSE_TX_PL 0xE3 / Define reuse TX payload register command#define NOP 0xFF / Define No Operation, might be used to read statusregister4.3NRF24l01相關寄存器地址宏定義#define CONFIG 0x00 / Config register address#define EN_AA 0x01 / Enable Auto Acknowledgment register addre

23、ss#define EN_RXADDR 0x02 / Enabled RX addresses register address#define SETUP_AW 0x03 / Setup address width register address#define SETUP_RETR 0x04 / Setup Auto. Retrans register address#define RF_CH 0x05 / RF channel register address#define RF_SETUP 0x06 / RF setup register address#define STATUS 0x07 / Status register address#define OBSERVE_TX 0x08 / Observe TX register address#define CD 0x09 / Carrier Detect register address#define RX_ADDR_P0 0x0A / RX address pipe0 register address#defi