2.4G无线通信一般是通过两个设备进行通信，最高速率可达到2Mbps，抗干扰能力强。一般的可以进行1对6的通信，一般是1个接收，6个发送。
本次2.4G通信使用的是NRF24L01，如图所示
CE：模式控制线。在 CSN为低的
情况下，CE 协同CONFIG 寄存器
共同决定NRF24L01 的状态（参照
NRF24L01 的状态机）
CSN：SPI片选线
SCK：SPI时钟线
MOSI：SPI数据线(主机输出，从机输入)
MISO：SPI数据线(主机输入，从机输出)
IRQ：中断信号线。中断时变为低电平，在以下三种情况变低：Tx FIFO 发完并且收到ACK（使能ACK情况下）、Rx FIFO 收到数据、达到最大重发次数。
空闲状态SCK为0，CPOL=0；数据在时钟第一个时间边沿采集，CPHA=0；
Cn：SPI命令位
Sn：STATUS寄存器位
Dn：数据位（ MSB，多字节传输时，低字节在前）
其中，收发模式又有： Enhanced ShockBurstTM收发模式和ShockBurstTM收发模式，只有Enhanced ShockBurstTM收发模式支持自动ACK和自动重发。开启自动ACK，则默认选择Enhanced模式。一般的都是用的 Enhanced ShockBurstTM收发模式。
PS：在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将使能发送过程。也就是发送模式时，PWR_UP由高变低时，需要有个至少10us的延时。
Enhanced ShockBurst TM 模式：发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便发送方检测有无数据丢失，一旦丢失则重发数据。重发数据设置在地址为 0X04 的数据重发设置寄存器 用于设置其重发次数及设置在未收到应答信号后等待重发的时间。
在接收模式下，最多可以接收6路不通的数据。每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。也就是说6 个不同的NRF24L01 设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的NRF24L01 进行通讯，而设置为接收模式的NRF24L01可以对这6 个发射端进行识别。数据通道0 是唯一的一个可以配置为40 位自身地址的数据通道。1~5 数据通道都为8 位自身地址和32 位公用地址(由通道1设置)。所有的数据通道都可以设置为Enhanced ShockBurst 模式。
在接收端，确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号。
在发送端，通道0被用作接收应答信号，因此通道0的接收地址要与发送地址端地址相等，以确保接收到正确的应答信号。
PS:通道0的地址不能更改，通道1-5的地址只有最后两位能进行更改。
//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ; //上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);
SPI1_Init(); //初始化SPI
SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); //
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //选择了串行时钟的稳态:时钟悬空低电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //数据捕获于第一个时钟沿
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
NRF24L01_CE=0; //使能24L01
NRF24L01_CSN=1; //SPI片选取消
}
注意：NRF24L01与W25Q64和SD卡共用SPI1，注意要分时复用！！
//启动NRF24L01发送一次数据
//txbuf:待发送数据首地址
//返回值:发送完成状况
u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf)
{
u8 sta;
SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8);//spi速度为9Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF 32个字节
NRF24L01_CE=1;//启动发送
while(NRF24L01_IRQ!=0);//等待发送完成
sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
if(sta&MAX_TX)//达到最大重发次数
{
NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清除TX FIFO寄存器
return MAX_TX;
}
if(sta&TX_OK)//发送完成
{
return TX_OK;
}
return 0xff;//其他原因发送失败
}
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）配置24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。
//该函数初始化NRF24L01到TX模式
//设置TX地址,写TX数据宽度,设置RX自动应答的地址,填充TX发送数据,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
//PWR_UP,CRC使能
//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了
//CE为高大于10us,则启动发送.
void NRF24L01_TX_Mode(void)
{
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址
NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通道为40
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,开启所有中断
NRF24L01_CE=1;//CE为高,10us后启动发送
}
//启动NRF24L01发送一次数据
//txbuf:待发送数据首地址
//返回值:0，接收完成；其他，错误代码
u8 NRF24L01_RxPacket(u8 *rxbuf)
{
u8 sta;
SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8); //spi速度为9Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
if(sta&RX_OK)//接收到数据
{
NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清除RX FIFO寄存器
return 0;
}
return 1;//没收到任何数据
}
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。
//该函数初始化NRF24L01到RX模式
//设置RX地址,写RX数据宽度,选择RF频道,波特率和LNA HCURR
//当CE变高后,即进入RX模式,并可以接收数据了
void NRF24L01_RX_Mode(void)
{
NRF24L01_CE=0;
NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通信频率
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式
NRF24L01_CE = 1; //CE为高,进入接收模式
}
//读取SPI寄存器值
//reg:要读的寄存器
u8 NRF24L01_Read_Reg(u8 reg)
{
u8 reg_val;
NRF24L01_CSN = 0; //使能SPI传输
SPI1_ReadWriteByte(reg); //发送寄存器号
reg_val=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容
NRF24L01_CSN = 1; //禁止SPI传输
return(reg_val); //返回状态值
}
//在指定位置读出指定长度的数据
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值
u8 NRF24L01_Read_Buf(u8 reg,u8 *pBuf,u8 len)
{
u8 status,u8_ctr;
NRF24L01_CSN = 0; //使能SPI传输
status=SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
for(u8_ctr=0;u8_ctr<len;u8_ctr++)pBuf[u8_ctr]=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读出数据
NRF24L01_CSN=1; //关闭SPI传输
return status; //返回读到的状态值
}
//SPI写寄存器
//reg:指定寄存器地址
//value:写入的值
u8 NRF24L01_Write_Reg(u8 reg,u8 value)
{
u8 status;
NRF24L01_CSN=0; //使能SPI传输
status =SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器号
SPI1_ReadWriteByte(value); //写入寄存器的值
NRF24L01_CSN=1; //禁止SPI传输
return(status); //返回状态值
}
//在指定位置写指定长度的数据
//reg:寄存器(位置)
//*pBuf:数据指针
//len:数据长度
//返回值,此次读到的状态寄存器值
u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 len)
{
u8 status,u8_ctr;
NRF24L01_CSN = 0; //使能SPI传输
status = SPI1_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)SPI1_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据
NRF24L01_CSN = 1; //关闭SPI传输
return status; //返回读到的状态值
}
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "spi.h"
#include "24l01.h"
//ALIENTEK Mini STM32开发板范例代码24
//无线通信实验
//技术支持：www.openedv.com
//广州市星翼电子科技有限公司
int main(void)
{
u8 key,mode;
u16 t=0;
u8 tmp_buf[33];
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
uart_init(9600); //串口初始化为9600
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
LCD_Init(); //初始化LCD
KEY_Init(); //按键初始化
NRF24L01_Init(); //初始化NRF24L01
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"NRF24L01 TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/12");
while(NRF24L01_Check()) //检查NRF24L01是否在位.
{
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"NRF24L01 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(60,130,239,130+16,WHITE);
delay_ms(200);
}
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"NRF24L01 OK");
while(1)//在该部分确定进入哪个模式!
{
key=KEY_Scan(0);
if(key==KEY0_PRES)
{
mode=0;
break;
}else if(key==KEY1_PRES)
{
mode=1;
break;
}
t++;
if(t==100)LCD_ShowString(10,150,230,16,16,"KEY0:RX_Mode KEY1:TX_Mode"); //闪烁显示提示信息
if(t==200)
{
LCD_Fill(10,150,230,150+16,WHITE);
t=0;
}
delay_ms(5);
}
LCD_Fill(10,150,240,166,WHITE);//清空上面的显示
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
if(mode==0)//RX模式
{
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"NRF24L01 RX_Mode");
LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Received DATA:");
NRF24L01_RX_Mode();
while(1)
{
if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)==0)//一旦接收到信息,则显示出来.
{
tmp_buf[32]=0;//加入字符串结束符
LCD_ShowString(0,190,239,32,16,tmp_buf);
}else delay_us(100);
t++;
if(t==10000)//大约1s钟改变一次状态
{
t=0;
LED0=!LED0;
}
};
}else//TX模式
{
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"NRF24L01 TX_Mode");
NRF24L01_TX_Mode();
mode=' ';//从空格键开始
while(1)
{
if(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf)==TX_OK)
{
LCD_ShowString(60,170,239,32,16,"Sended DATA:");
LCD_ShowString(0,190,239,32,16,tmp_buf);
key=mode;
for(t=0;t<32;t++)
{
key++;
if(key>('~'))key=' ';
tmp_buf[t]=key;
}
mode++;
if(mode>'~')mode=' ';
tmp_buf[32]=0;//加入结束符
}else
{
LCD_ShowString(60,170,239,32,16,"Send Failed ");
LCD_Fill(0,188,240,218,WHITE);//清空上面的显示
};
LED0=!LED0;
delay_ms(1500);
};
}
}
总的来说，2.4G无线通信的原理和其他通信原理大同小异，基本就是几大步骤：发信息，收信息，读信息，写信息。然后2.4G无线通信还加了一个模式选择，一般选择是Enhanced ShockBurstTM这个模式，这个模式可以支持自动ACK和自动重发。然后，博主的代码是对于stm32mini板的程序，1-7步骤主要是对2.4G通信的初始化，要注意的是NRF24L01与W25Q64和SD卡共用SPI1，注意要分时复用。然后8就是主函数，能实现的功能就是通过按键0和按键1，来控制是接受模式还是发送模式，然后就进行发送或者接受。如果为发送模式，发送的是32个ASCLL码，从空格开始，一直到~。对于2.4G通信博主也只是初了解，这个程序也是从别处白嫖过来的，如有错误，请指正。