[51单片机] SPI nRF24L01 无线简单程序 1

main.c

#include <reg51.h>
#include <api.h>

#define uchar unsigned char

/***************************************************/
#define TX_ADR_WIDTH   5  // 5字节宽度的发送/接收地址
#define TX_PLOAD_WIDTH 4  // 数据通道有效数据宽度
#define LED P2

uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};  // 定义一个静态发送地址
uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
uchar flag;
uchar DATA = 0x01;
uchar bdata sta;
sbit  RX_DR     = sta^6;
sbit  TX_DS     = sta^5;
sbit  MAX_RT = sta^4;


/**************************************************
函数: init_io()
描述:
    初始化IO
/**************************************************/
void init_io(void)
{
    CE  = 0;        // 待机
    CSN = 1;        // SPI禁止
    SCK = 0;        // SPI时钟置低
    IRQ = 1;        // 中断复位
    LED = 0xff;    // 关闭指示灯
}

/**************************************************
函数：delay_ms()
描述：
    延迟x毫秒
/**************************************************/
void delay_ms(uchar x)
{
    uchar i, j;
    i = 0;
    for(i=0; i<x; i++)
    {
       j = 250;
       while(--j);
       j = 250;
       while(--j);
    }
}

/**************************************************
函数：SPI_RW()
描述：
    根据SPI协议，写一字节数据到nRF24L01，同时从nRF24L01
    读出一字节
/**************************************************/
uchar SPI_RW(uchar byte)
{
    uchar i;
       for(i=0; i<8; i++)          // 循环8次
       {
           MOSI = (byte & 0x80);   // byte最高位输出到MOSI
           byte <<= 1;             // 低一位移位到最高位
           SCK = 1;                // 拉高SCK，nRF24L01从MOSI读入1位数据，同时从MISO输出1位数据
           byte |= MISO;           // 读MISO到byte最低位
           SCK = 0;                // SCK置低
       }
    return(byte);               // 返回读出的一字节
}

/**************************************************
函数：SPI_RW_Reg()
描述：
    写数据value到reg寄存器
/**************************************************/
uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
    uchar status;
      CSN = 0;                   // CSN置低，开始传输数据
      status = SPI_RW(reg);      // 选择寄存器，同时返回状态字
      SPI_RW(value);             // 然后写数据到该寄存器
      CSN = 1;                   // CSN拉高，结束数据传输
      return(status);            // 返回状态寄存器
}

/**************************************************
函数：SPI_Read()
描述：
    从reg寄存器读一字节
/**************************************************/
uchar SPI_Read(uchar reg)
{
    uchar reg_val;
      CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
      SPI_RW(reg);                // 选择寄存器
      reg_val = SPI_RW(0);        // 然后从该寄存器读数据
      CSN = 1;                    // CSN拉高，结束数据传输
      return(reg_val);            // 返回寄存器数据
}

/**************************************************
函数：SPI_Read_Buf()
描述：
    从reg寄存器读出bytes个字节，通常用来读取接收通道
    数据或接收/发送地址
/**************************************************/
uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes)
{
    uchar status, i;
      CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
      status = SPI_RW(reg);       // 选择寄存器，同时返回状态字
      for(i=0; i<bytes; i++)
        pBuf[i] = SPI_RW(0);    // 逐个字节从nRF24L01读出
      CSN = 1;                    // CSN拉高，结束数据传输
      return(status);             // 返回状态寄存器
}
/**************************************************/

/**************************************************
函数：SPI_Write_Buf()

描述：
    把pBuf缓存中的数据写入到nRF24L01，通常用来写入发
    射通道数据或接收/发送地址
/**************************************************/
uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes)
{
    uchar status, i;
      CSN = 0;                    // CSN置低，开始传输数据
      status = SPI_RW(reg);       // 选择寄存器，同时返回状态字
      for(i=0; i<bytes; i++)
        SPI_RW(pBuf[i]);        // 逐个字节写入nRF24L01
      CSN = 1;                    // CSN拉高，结束数据传输
      return(status);             // 返回状态寄存器
}
/**************************************************/

/**************************************************
函数：RX_Mode()
描述：
    这个函数设置nRF24L01为接收模式，等待接收发送设备的数据包
/**************************************************/
void RX_Mode(void)
{
    CE = 0;
      SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 接收设备接收通道0使用和发送设备相同的发送地址
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);               // 使能接收通道0自动应答
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);           // 使能接收通道0
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);                 // 选择射频通道0x40
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);  // 接收通道0选择和发送通道相同有效数据宽度
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);            // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);              // CRC使能，16位CRC校验，上电，接收模式
      CE = 1;                                            // 拉高CE启动接收设备
}

/**************************************************
函数：TX_Mode()
描述：
    这个函数设置nRF24L01为发送模式，（CE=1持续至少10us），
    130us后启动发射，数据发送结束后，发送模块自动转入接收
    模式等待应答信号。
/**************************************************/
void TX_Mode(uchar * BUF)
{
    CE = 0;
      SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);     // 写入发送地址
      SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 为了应答接收设备，接收通道0地址和发送地址相同
      SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, BUF, TX_PLOAD_WIDTH);                  // 写数据包到TX FIFO
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x1a);  // 自动重发延时等待250us+86us，自动重发10次
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);         // 选择射频通道0x40
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);    // 数据传输率1Mbps，发射功率0dBm，低噪声放大器增益
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);      // CRC使能，16位CRC校验，上电
    CE = 1;
}

/**************************************************
函数：Check_ACK()
描述：
    检查接收设备有无接收到数据包，设定没有收到应答信
    号是否重发
/**************************************************/
uchar Check_ACK(bit clear)
{
    while(IRQ);
    sta = SPI_RW(NOP);                    // 返回状态寄存器
    if(MAX_RT)
        if(clear)                         // 是否清除TX FIFO，没有清除在复位MAX_RT中断标志后重发
            SPI_RW(FLUSH_TX);
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  // 清除TX_DS或MAX_RT中断标志
    IRQ = 1;
    if(TX_DS)
        return(0x00);
    else
        return(0xff);
}

/**************************************************
函数：CheckButtons()
描述：
    检查按键是否按下，按下则发送一字节数据
/**************************************************/
void CheckButtons()
{
    P3 |= 0x00;
    if(!(P3 & 0x01))                    // 读取P3^0状态
    {
        delay_ms(20);
        if(!(P3 & 0x01))                // 读取P3^0状态
        {
            TX_BUF[0] = ~DATA;          // 数据送到缓存
            TX_Mode(TX_BUF);            // 把nRF24L01设置为发送模式并发送数据
            LED = ~DATA;                // 数据送到LED显示
            Check_ACK(1);               // 等待发送完毕，清除TX FIFO
            delay_ms(250);
            delay_ms(250);
            LED = 0xff;                    // 关闭LED
            RX_Mode();                    // 设置为接收模式
            while(!(P3 & 0x01));
            DATA <<= 1;
            if(!DATA)
                DATA = 0x01;
        }
    }
}

/**************************************************
函数：main()

描述：
    主函数
/**************************************************/
void main(void)
{
    init_io();                      // 初始化IO
    RX_Mode();                      // 设置为接收模式
    while(1)
    {
        CheckButtons();           // 按键扫描
        sta = SPI_Read(STATUS);      // 读状态寄存器
        if(RX_DR)                  // 判断是否接受到数据
        {
            SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD, RX_BUF, TX_PLOAD_WIDTH);  // 从RX FIFO读出数据
            flag = 1;
        }
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  // 清除RX_DS中断标志
        if(flag)                   // 接受完成
        {
            flag = 0;               // 清标志
            LED = RX_BUF[0];       // 数据送到LED显示
            delay_ms(250);
            delay_ms(250);
              LED = 0xff;               // 关闭LED
        }
    }
}
/**************************************************/

// BYTE type definition
#ifndef _BYTE_DEF_
#define _BYTE_DEF_
typedef unsigned char BYTE;
#endif   /* _BYTE_DEF_ */

// Define interface to nRF24L01
#ifndef _SPI_PIN_DEF_
#define _SPI_PIN_DEF_
sbit CE =  P1^2;
sbit CSN=  P1^3;
sbit SCK=  P1^1;
sbit MOSI= P1^4;
sbit MISO= P1^0;
sbit IRQ = P1^5;
#endif

// Macro to read SPI Interrupt flag
//#define WAIT_SPIF (!(SPI0CN & 0x80))  // SPI interrupt flag(礐 platform dependent)

// Declare SW/HW SPI modes
//#define SW_MODE   0x00
//#define HW_MODE   0x01

// Define nRF24L01 interrupt flag's
//#define MAX_RT  0x10  // Max #of TX retrans interrupt
//#define TX_DS   0x20  // TX data sent interrupt
//#define RX_DR   0x40  // RX data received

//#define SPI_CFG 0x40  // SPI Configuration register value
//#define SPI_CTR 0x01  // SPI Control register values
//#define SPI_CLK 0x00  // SYSCLK/2*(SPI_CLK+1) == > 12MHz / 2 = 6MHz
//#define SPI0E   0x02  // SPI Enable in XBR0 register

//****************************************************************//
// SPI(nRF24L01) commands
#define READ_REG        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  // Define 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 status register

//***************************************************//
// SPI(nRF24L01) registers(addresses)
#define CONFIG          0x00  // 'Config' register address
#define EN_AA           0x01  // 'Enable Auto Acknowledgment' register address
#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
#define RX_ADDR_P1      0x0B  // 'RX address pipe1' register address
#define RX_ADDR_P2      0x0C  // 'RX address pipe2' register address
#define RX_ADDR_P3      0x0D  // 'RX address pipe3' register address
#define RX_ADDR_P4      0x0E  // 'RX address pipe4' register address
#define RX_ADDR_P5      0x0F  // 'RX address pipe5' register address
#define TX_ADDR         0x10  // 'TX address' register address
#define RX_PW_P0        0x11  // 'RX payload width, pipe0' register address
#define RX_PW_P1        0x12  // 'RX payload width, pipe1' register address
#define RX_PW_P2        0x13  // 'RX payload width, pipe2' register address
#define RX_PW_P3        0x14  // 'RX payload width, pipe3' register address
#define RX_PW_P4        0x15  // 'RX payload width, pipe4' register address
#define RX_PW_P5        0x16  // 'RX payload width, pipe5' register address
#define FIFO_STATUS     0x17  // 'FIFO Status Register' register address

//***************************************************************//
//                   FUNCTION's PROTOTYPES  //
/****************************************************************
 void SPI_Init(BYTE Mode);     // Init HW or SW SPI
 BYTE SPI_RW(BYTE byte);                                // Single SPI read/write
 BYTE SPI_Read(BYTE reg);                               // Read one byte from nRF24L01
 BYTE SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE byte);                  // Write one byte to register 'reg'
 BYTE SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes);  // Writes multiply bytes to one register
 BYTE SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes);   // Read multiply bytes from one register
//*****************************************************************/