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標題: nRF24L01單片機通信的總結--看了就會用了 [打印本頁]

作者: daniu 時間: 2014-12-26 21:38
標題: nRF24L01單片機通信的總結--看了就會用了
　　1周時間，我從一個沒用過STC單片機，不知道什么叫SPI接口的“文盲”，把nRF24L01的整個通信過程弄到完全沒有bug.。興奮之余來小屁一下。給那些正在奮斗著這個牛逼的芯片的小牛們小炫一下。希望有所幫助。屁話少說。正題：

　　基本的東西我理解了，那就是：1.用5根線的SPI接口向2401發送數據或指令。2.芯片在每次上電的時候都需要進行一番配置。這些配置數據，就是所謂的指令了。3.配置完成后知道芯片處在哪個模式。并且知道它將要轉向哪個模式。4.通訊協議。5.觀察現象。

　　好了，小牛們一定急切想知道自己的程序問題出在哪里了，再小白一點的一定想急切的知道如何配置才能讓它工作。更小白一點的一定想知道這個芯片的各個模式之間是怎么聯系的。又是如何進行相互轉化的。別急，一個一個說。

　　要說什么最重要，你們不會想到其實是4.通訊協議�！�

　　為什么呢，你們又知道在這里的通訊協議是作什么用的呢�！∨e個簡單的例子，我剛開始設計的時候，一心想讓一個作為發送模塊，每隔一秒發送一次數據，而另一個則作為接收模塊，不間斷的檢測收到數據沒有。　這就是一個簡單的通訊協議，它是我們的目標。是我們的方向。當然真正的通訊協議絕對不會這么簡單的幾句話。它告訴你，你理想中的模塊應該充當什么角色。是接收？是發送？還是接收完了馬上發送。作為開發階段，當然是越簡單的協議，正確性就越容易驗證，廢話不說，那就按我說的“通訊協議”來設計吧。

　　先說發送模式吧。

　　要到發送模式，要經歷幾個變化。第1，上電，上電完了芯片其實還是在powerDown模式，因為芯片為了省電，它需要通過軟件來控制開機或關機。powerDown模式就是所謂的待機模式了。這個模式理所當然是最省電的。它除了省電以外還能干嗎呢？配置！對最重要的配置。就是可以通過　SPI口向它發送數據，它是可以接收到的，并且可以正確寫入到指定的寄存器中的。一般我們在初始化中一開始就可以配置了，而此時芯片正是處在這個模式。

　　第2.我們的目標是要把它配置的能發送出去數據，而且能被目標設備正確接收。所以這中間涉及的寄存器（當然是2401里自帶的寄存器區了）有：

　　　　　1@發送到的目標地址�！≌f地址其實是虛的，它就相當于一個鑰匙和一把鎖一樣。當你在接收設備里邊規定了一個地址以后，那么接收到的數據只有帶了這個地址的包才會被正確接收。所以說這里的發送目標地址就是接收設備里的本機地址。只要設計時兩個地址相同，就不會接收不到。

　　　　　2@接收到的地址�！∵@個名字起的不是很好哈，有點誤導人。說白了就是一個本機地址了。在純發射機里，它并不是必要的。因為它從來不接收數據~~~這里寫上，是因為：發射模式還有個東西，就是自動應答功能，（當然也是通過配置才能啟用的，不配置則不會自動應答，也就不需要知道本機地址了）。

　　　　　3@說到自動應答，那就先說它吧。一般我們會想，發送出一幀數據后是不是應該等待另一方回應個數據呀？想法是好的，但我說了，有通訊協議在控制。因為我們這里只想設計成一直發送而不管對方是否收到。所以自動應答可以不去配置，讓它開機默認即可。但實際上我們的通訊協議可能很復雜，肯定不會是一直在發送。并且，它發送完一幀后，確實應該轉為接收模式來等待對方發送應答數據過來。我們人為的當然可以自己來個模式跳轉，但是有自動應答了，也就是說，當你設定開啟自動應答了，那么在它發送完一包數據后，芯片會立即轉為接收模式了�！　对谶@里我也仍有一點沒理解，就是，當它收到應答后會變成什么模式呢，是自動再回到發送模式還是停留在接收模式。》　

　　　　　4@有自動應答了，那么就不能少了自動重發功能了。為什么呢。首先理解為什么會自動重發，就因為它處在自動應答模式時，通過接收數據來判定上次的數據是否有接收者成功接收了，就像我送出了一封信，如果你沒有回信我是不是會想你可能沒收到信，我需要再發一次。就是這個道理　。自動重發寄存器8位被分成兩個4位的小區域，高4位存的是重發間隔時間，也就是說總共可以設定為16種不同的間隔，在這個間隔時間過后仍沒有回應才再次重發。低4位好說，就是存一個最大重發次數。則最大可以設為15，即重發15次后仍然沒回應那就不理你了，不再重發了。并且還會產生一個中斷呢。最后再講中斷部分�！∵@里應該注意的是，當自動應答功能禁止時，就沒有自動重發了，不管你設了重發多少次都不管用了。所以是互相影響的。還有就是重發次數設為0次，則相當于禁自動重發了，這不是顯然的么。嘿嘿。

　　　　　5@最基本的配置，，頻率。這個芯片不光能以2.4Ghz的載波發射呢，它的帶寬為2.4G----2.512G呢。這中間有一百多M的頻帶，可以劃分成2M一個的信道。這個寄存器中的值就標明你想工作在哪個信道上啦，只有設置為同頻的設備才能接收的到很容易理解吧。比如你設為10信道，則10*2=20M即發送時所用的載波頻率就是2400+20=2420MHz。當然也只有設為2420M的接收設備才能接收的到了。

　　　　　6@功率，數據速率。這是什么呢?原來2401里邊也有自動增益控制部分，我們可以設定一個合適的功率來發射數據，第一可以在能耗上有利，另一方面對通信距離的控制也是很重要的。比如我只想在2米內能夠通信，但2401最大的通信距離可以達到上百米，顯然需要降發射功率來降低通信距離�？蛇x的功率值有　0Dbm，-6dBm, -12dBm，-18dBm，　顯然0在這里是最大的發射功率了。開發時盡可能設為0.如果設為0時，接收者都接收不到數據，那肯定是芯片壞了，就不用考慮降低功耗來通信了。這四檔功率，通信距離從遠到近，從幾十米到幾cm.并且在通信過程中還可以動態更改這個功率值，以達到最佳匹配的效果。數據速率是什么呢，剛開始我跟SPI接口的速率搞混了，想著，一個4M的單片機跟芯片通信速率怎么可能到這么高的。其實不是，這個速率就是加在載波上的數據的碼率了。有兩個可選值，1Mb/s，2Mb/s.也就是說，1秒鐘能發送出去多少個高低電平。

　　　　　以上這些配置命令之后就可以通過簡單的指令轉向發送模式了。下面就看一下，配置的偽指令吧：

　　　　1.　sendCommand(TxAddress_5) .因為地址是3到5字節可選的，這里選擇了5字節的地址

　　　　2.　sendCommand(LocalAddress_5),本機地址如果想要開啟自動應答則必需與發射地址相同，即LocalAddress==TxAddress..不開啟則不需要相等。

　　　　3.　sendCommand(EnableAutoAck_0),因為芯片自帶了6個通道，可以同時工作同時接收不同的數據，所以這里的自動應答也有相應的6個bit位來分別控制。這里只允許通道0自動應答。

　　　　4.　sendCommand(EnableAutoTransmit) .只要上邊一句配置開了自動應答，這句就應答生效。即自動重發.

　　　　5. sendCommand(RF_CH). 這一句設置發射頻率。即設定信道。一般默認的就是0信道了，也即2.4G的載波。

　　　　6.sendCommand(RF_Power). 設定發射速率，還有發射功率就設成0dBM吧。

　　　　以上這些是發射模式的必要配置了。如果不涉及接收，那么現在就可以轉向發射模式。

　　　　7.sendCommand(Config); 通過　config寄存器中的開機控制位　powerup=1,轉向空閑模式，config^0=0.轉向發射模式。

　　　　8.sendCommand(TxBuffer); 　填充發送數據到緩沖區里邊。

　　　　8.CE=1; 　這是一個引腳，用來控制從空閑模式向發送或接收模式跳轉的.僅將相應位設為發送或接收模式不行，芯片現在只欠東風了，就是CE=1并保持最少10us時間后。就會開始發送數據了。

　　　　一個幀數據發送完成后會產生中斷。這些中斷是可以屏蔽的，就像單片機的中斷允許控制一樣�？刂莆辉赾onfig寄存器中。

　　　　這里還可能產生另一個中斷，就是重發次數達到上限了，你設了重發3次，那么重發3次以后還沒收到應答就產生中斷了。同樣也是可屏蔽的。

　下面說接收模式配置吧。

　　待續一下。

作者: a314487651 時間: 2015-1-27 21:04
還在設計硬件，來看看nrf24l01好調不，看你們寫的都腦大了，樓主繼續啊，請問你的手冊也是英文的嗎？求一個中文的手冊。。謝謝

作者: liyongbin10 時間: 2015-2-26 21:45
樓主，想問一下NRF24L01和5V單片機相連要串電阻嗎？串多大？

作者: ydmxyz 時間: 2015-3-11 13:11
可以學習下。

作者: 東瓜power 時間: 2015-3-19 10:50

liyongbin10 發表于 2015-2-26 21:45
樓主，想問一下NRF24L01和5V單片機相連要串電阻嗎？串多大？

nrf最大承受電壓只有3.6v，建議還是用一個3.3v的恒壓芯片吧，電路也簡單，加兩個電容就行了

作者: wxfhw 時間: 2015-3-19 20:19
挺深入淺出的科普帖子，贊一個！
不知道為啥，沒有續帖了？
期待下文。

作者: zengmiao 時間: 2015-3-24 17:01
很好的總結！

作者: delay 時間: 2015-4-4 17:44
學習了

作者: 學子心 時間: 2015-7-1 09:59
樓主你好，我用51單片機控制2401，要設置1Mbps，發射功率為4dBm,請問怎么寫程序。

作者: xyj 時間: 2015-7-1 16:51
非常好

作者: my51ming 時間: 2015-9-12 00:51
哇哇。樓主很好，很好的經驗!

作者: MAXEinzbern 時間: 2016-8-28 10:48
非常好

作者: 路人甲111 時間: 2016-9-3 11:09
學習中

作者: 路人甲111 時間: 2016-9-3 11:10
沒有其他程序？

作者: agathayuen 時間: 2017-2-28 14:50
樓主好棒

作者: DarlingTao 時間: 2017-4-11 12:17

wxfhw 發表于 2015-3-19 20:19
挺深入淺出的科普帖子，贊一個！
不知道為啥，沒有續帖了？
期待下文。

請問下文在哪？我找不到

作者: superyangstar 時間: 2017-4-12 17:25
感謝有思路

作者: yunchong 時間: 2017-4-25 23:53
親，有沒有兩個51之間通信的程序

作者: 麥家小裁縫 時間: 2017-7-18 09:46
謝謝樓主~

作者: 153913232 時間: 2017-7-24 22:24
樓主快點更啊，我很需要您這種詳細的講解

作者: HES_5 時間: 2017-9-4 16:39
講的很明白，兄弟，上個代碼分享就完美了

作者: zyldlzh 時間: 2017-9-4 21:30
下一集呢樓主坐等更新啊

作者: 民間小神 時間: 2017-10-24 20:58

學子心發表于 2015-7-1 09:59
**** 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽 ****

24L01最高發射功率只能有0dBm

作者: 545934451 時間: 2017-11-20 09:20
總結的很好，我還像看看前導碼、同步字這些，怎么就沒什么人問呢？

作者: sanwei2010 時間: 2017-11-21 19:49
14年的帖子，作者還沒續貼！

作者: 拽妹小倩 時間: 2017-12-1 21:47
希望更新

作者: 刺青祭奠 時間: 2017-12-24 15:10
謝謝分享

作者: 阿志 時間: 2018-7-15 16:45
謝謝分享

作者: ASDAQ 時間: 2018-10-30 22:10
牛皮啊，6666謝謝樓主

作者: 菜用雞 時間: 2019-3-14 22:20
小白表示看不懂，哈哈哈，我是不是沒救了

作者: 3230205570 時間: 2019-10-28 16:42

liyongbin10 發表于 2015-2-26 21:45
樓主，想問一下NRF24L01和5V單片機相連要串電阻嗎？串多大？

正常是3.3V，自己計算下唄。不難的

作者: L3879621 時間: 2019-10-29 12:05
安全加密芯片，有意者歡迎咨詢

作者: ▓逍〓遙◆ 時間: 2019-10-30 00:17
謝謝分享，學習

作者: duyi324 時間: 2020-1-30 11:32
前來學習一下，謝謝分享。雖然好久的帖子了

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