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NRF24L01无线模块的接收地址与发送地址是什么意思

NRF24L01无线模块的工作模式有哪几种?

NRF24L01无线模块的接收地址与发送地址是什么意思?

回帖(1)

江孟琢

2021-12-16 10:01:11
NRF24L01+硬件资源


  运行条件:
  电压:最小值=1.9V;典型值=3.0V;最大值=3.6V; 有一些反映不小心接入5V的电,烧模块,只是经验,值得注意。如果要接入5V,需要使用电阻进行分压,可通过U=RI进行计算。 工作温度:-40℃——85℃。典型值=27℃
  工作模式

  
  

  

  上电之后,要等待100ms的时间让其渡过上电不稳定状态,进入TX/RX模式时,有130微秒的等待时间,一定要让PLL准备好,不然数据有可能乱码。
  下图中,黑色粗框是官方推荐的模式转换线路,虚框是过渡状态,该状态下一定会转换到下一个状态。  
  

  

  接收地址与发送地址的理解

  PTX端(发射端)需要用到的地址:TX_ADDR和RX_ADDR_P0。(使用P0通道进行通信,使用其他通道x,地址就写:RX_ADDR_Px。)
  PRX端(接收端)需要用到的地址:RX_ADDR_P0。(使用P0通道进行通信或者Px)
  PTX的职责:1、发送数据给接收端(PRX);2、接收PRX的应答信号(ACK)
  PRX的职责:1、接收发送端的发送数据;2、发送应答信号(ACK)给PTX
  所以:
  ①当我们写入5个字节的地址在TX_ADDR中时,PTX以TX_ADDR中的地址为目标,把FIFO中的数据发送到空中;
  ②PRX在空中收到信号后,把目的地址拿出来与RX_ADDR_P0中的地址对比(自动进行),匹配则说明时发送给自己的,并接收;
  ③PRX通道RX_ADDR_P0回复ACK;
  ④PTX接收ACK,目的地址与自身的RX_ADDR_P0对比,一致,则说明ACK发送给自己,最后确认收到ACK应答信号,通讯完成。
  一对一模式(一收一发)

  拿stm32f103为例,其他芯片可以参考其思路。
  1、启用外设时钟:SPI1、GPIOA、AFIO(开启中断时)、USART1(使用串口时)
  2、初始化SPI1的IO引脚,外部中断,串口
   



void GPIO_SPI1_Init(void)                         //SPI1引脚初始化
{
        GPIO_InitTypeDef pa;
        pa.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;                 //SCK(pa5)、MOSI(pa7)推挽复用
        pa.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;
        pa.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&pa);
       
        pa.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
        pa.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_1;            //MISO(pa6)、IRQ(pa1)上拉输入
        pa.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&pa);
       
        pa.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
        pa.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_4;            //CE(pa2)、CSN(pa4)推挽输出
        pa.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&pa);
       
        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_4);
        GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
}
void EXTI1_Init(void)                   //外部中断初始化相关
{
        EXTI_InitTypeDef exti1;
        NVIC_InitTypeDef nvic;
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
       
        GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource1);
       
        exti1.EXTI_Line=EXTI_Line1;
        exti1.EXTI_LineCmd=ENABLE;
        exti1.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
        exti1.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
        EXTI_Init(&exti1);
       
        nvic.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;
        nvic.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
        nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
        nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
        NVIC_Init(&nvic);
}
void USART1_Init(void)                   //串口初始化相关
{
        GPIO_InitTypeDef pa9,pa10;
        USART_InitTypeDef usart1;

        pa9.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
        pa9.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
        pa9.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&pa9);
       
        pa10.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        pa10.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
        pa10.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOA,&pa10);
       
        usart1.USART_BaudRate=9600;
        usart1.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
        usart1.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
        usart1.USART_Parity=USART_Parity_No;
        usart1.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
        usart1.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
        USART_Init(USART1,&usart1);
       
        USART_Cmd(USART1,ENABLE);       
}
3、初始化SPI1,并使能。


void SPI1_Init(void)
{
        SPI_InitTypeDef spi1;
        spi1.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_16;
        spi1.SPI_CPHA=SPI_CPHA_1Edge;
        spi1.SPI_CPOL=SPI_CPOL_Low;
        spi1.SPI_CRCPolynomial=7;                             
        spi1.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b;
        spi1.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
        spi1.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB;
        spi1.SPI_Mode=SPI_Mode_Master;
        spi1.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft;
        SPI_Init(SPI1,&spi1);
       
        SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
}
4、初始化模块,进入Standby-I模式


void NRF24L01_TX_Init(void)
{
        TX_CE=0;
        TX_CSN=1;
}
/*
*TX_CE、TX_CSN已经通过宏定义到指定F103上的引脚。CE为工作模式选择,CSN为片选
*
/
5、配置模块工作状态,根据CONFIG寄存器的不同,有PTX,PRX模式可选


PTX_Mode初始化步骤 24L01 相关寄存器(节点地址、通信频率、发射参数、有效数据宽度、CRC、EN_AA都要与PRX一致)
1)写 Tx 节点的地址 TX_ADDR
2)写 Rx 节点的地址(主要是为了使能 Auto Ack) RX_ADDR_P0
3)使能 AUTO ACK EN_AA
4)使能 PIPE 0 EN_RXADDR
5)配置自动重发次数 SETUP_RETR
6)选择通信频率 RF_CH
7)配置发射参数(低噪放大器增益、发射功率、无线速率) RF_SETUP
8 ) 选择通道 0 有效数据宽度 Rx_Pw_P0
9)配置 24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG


PRX_Mode初始化步骤 24L01 相关寄存器
1)写 Rx 节点的地址 RX_ADDR_P0
2)使能 AUTO ACK EN_AA
3)使能 PIPE 0 EN_RXADDR
4)选择通信频率 RF_CH
5) 选择通道 0 有效数据宽度 Rx_Pw_P0
6)配置发射参数(低噪放大器增益、发射功率、无线速率) RF_SETUP
7)配置 24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG


void NRF24L01_TX_Mode(void)
{
        TX_CE=0;
        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);
        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1A);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0F);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0E);

        TX_CE=1;
        delay_us(10);         //如果是连续发射,在初始化阶段就要拉高CE10us以上,一个一个包发送等到发送在拉高
}
void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
        RX_CE=0;
        NRF24L01_RX_WRITE_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0F);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0F);
        RX_CE=1;
        delay_us(130);        //开始进入接收模式,等待130us
}
6、处理中断,并发送/接收信号


/*这是PTX端的中断函数*/
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
        u8 status;
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)
        {
                status=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);
                NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,status);
        if(status&MAX_TX)
        {
                NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,NOP);
                printf("rnMAX_TX");
        }
        else if(status&TX_OK)
        {
                printf("rnTX_OK");
        }
        else
        {               
                printf("rn0xF5");
        }
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
        }
}
/*这是PRX端的中断函数*/
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
        u8 status;
        u8 rxbuf[32];                         //在main.c文件中引用该rxbuf变量
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)
        {
                status=NRF24L01_RX_READ_Reg(STATUS);
                NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,status);
                printf("rnZD");
                if(status&RX_OK)
                {
                        NRF24L01_RX_READ_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);
                        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(FLUSH_RX,NOP);
                        printf("rn%s",rxbuf);
                }
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
        }
}
多对一模式(六发一收)
初始化阶段,跟一对一通讯一样。唯一的区别就是在与接收通道不一样。


通道0(PX_ADDR_P0)可以写入32字节的任意地址;


通道1(PX_ADDR_P1)也可以写入32字节的任意地址,但是会对之后的P2~P5有影响;


通道2~通道5(PX_ADDR_P2~PX_ADDR_P5),在写入地址之前,一定要先写入P1的通道的地址,P2~P5高4字节地址跟P1的地址一致,低1字节可以自己手动写入。


如果要开启ACK应答,设置EN_AA与EN_RXADDR寄存器,要使用通道x,前面的x-1通道也要开启。如要使用通道3,那么通道0~通道2都要开启功能。


/*PTX端使用P2通道通讯*/
void NRF24L01_TX_Mode(void)
{
        TX_CE=0;
//        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);
//        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);
        /*P1通道,TX_ADDRESS_P1是自定义的32字节数组*/
//        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS_P1,TX_ADR_WIDTH);              
//        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)TX_ADDRESS_P1,RX_ADR_WIDTH);       
        /*P2*/
        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS_P2,TX_ADR_WIDTH);
        NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)TX_ADDRESS_P2,TX_ADR_WIDTH);       

        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x3F);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x3F);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1A);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0F);
        NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0E);

        TX_CE=1;
        delay_us(10);         //如果是连续发射,在初始化阶段就要拉高CE10us以上,一个一个包发送就除外
}
/*进入接收模式*/
void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
        RX_CE=0;
        NRF24L01_RX_WRITE_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);
        NRF24L01_RX_WRITE_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P1,(u8*)RX_ADDRESS_P1,RX_ADR_WIDTH);     //新增P1通道地址
        NRF24L01_RX_WRITE_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P2,(u8*)RX_ADDRESS_P2,1);                //设置P2通道地址
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x3F);                                     //使能所有通道自动应答
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x3F);                                 //使能所有通道接收地址
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0F);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+DYNPD,0x3F);
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+FEATURE,0x06);

       
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);  
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P1,RX_PLOAD_WIDTH);                        //新增P1通道有效数据宽度
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P2,RX_PLOAD_WIDTH);                        //新增P2通道有效数据宽度
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0F);
        RX_CE=1;
        delay_us(130);
}


使用ACK自动回复带数据功能

  使用ACK带数据回复,是一个十分有用的功能,让PTX/PRX能交换一些数据,而不用来回切换收/发角色。
   在PRX端收到数据后,MCU如果能在130us内将数据写入到FIFO寄存器中,那么在回复ACK信号时,会将FIFO内的数据带上,传输回去给PTX,以下图形象的说明了经过。
  
  

  

  配置过程,其他跟上面一样,区别在于启用ACK回复带数据功能
  发送端和接收端配置要一致:
  ▝ 启用DPL功能,DYNPD寄存器写0x3F,开启所有通道
  ▝ 启用FEATURE寄存器,写0x06,激活DPL,EN_ACK_PAY
  以下接收端设置:
  使用W_ACK_PAYLOAD命令(10101xxx)在130us内,在对应通道写入回复数据
  0xA8:通道0                 0xAB:通道3
  0xA9:通道1                 0xAC:通道4
  0xAA:通道2                 0xAD:通道5

/*进入接收模式*/
void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
        RX_CE=0;
......
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+DYNPD,0x3F);      //开启所有通道
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+FEATURE,0x06);    //激活DPL,EN_ACK_PAY
......
        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0F);
        RX_CE=1;
        delay_us(130);
}

/*PRX端的ACK回复*/
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
        u8 status,receive_length;

        u8 ack_buf[32]={0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4A,0x4B,0x4C,0x4D,0x4E,0x4F,0x50,0x51,0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5A,0x5B,0x5C,0x5D,0x5E,0x60,0x61};
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)
        {
                status=NRF24L01_RX_READ_Reg(STATUS);
                NRF24L01_RX_WRITE_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,status);
                printf("rnZD");
                if(status&RX_OK)
                {

                        NRF24L01_RX_WRITE_Buf(0xAA,ack_buf,32);                  //在P2通道写入ack_buf
                        NRF24L01_RX_READ_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);  //读取接收数据
                        NRF24L01_RX_WRITE_Reg(FLUSH_RX,NOP);                     //刷新接收缓存
                        printf("rn%s",rxbuf);                                  //打印接收到的数据
                }

                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
        }
}
ART回复时间
        在2Mbps模式下,ack有效载荷大于15字节,则ARD必须大于500us
        在1Mbps模式下,ack有效载荷大于5字节,则ARD必须大于500us
        在250kbps模式下,不论有没有有效载荷,ARD必须大于500us
  对于250kbps模式,ART时间表如下:
  

ARTACK有效载荷
1500us全部有效载荷
1250us≦24
1000us≦16
750us≦8
500us空载荷也要预留时间
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