STM32_SPI驅動NRF24L01+

ID:262 · 發表于 2014-7-7 15:31

其實自己摸索單片機已經有一年了，但沒在網上寫過筆記，終于覺得既然整天都在各種網站找資料，也看人家的博客，自己也寫寫筆記，一方面給自己看，一方面作為分享和供批評。
STM32這塊片子接觸也有半年了，還沒真正做自己的作品，這陣子和一個朋友想做一下一個基于STM32的小作品，要用到無線控制，決定用NRF24L01+這片芯片，主要也是這片常用，簡單，也便宜。
一個小插曲是在淘寶上淘模塊的時候發現，相當多的店子都寫明了是Si24R91（其實是應該是Si24R1，那個好像是不存在的）這一代替芯片，其實看了手冊，單單從功能上，Si24R1是提升了一些，屬于向下兼容NRF24L01，但是不解的是淘寶發回來的芯片上印的卻是NRF24L01，通過比對調試寄存器的內容確實是NRF24L01（這才讓我不解，商家搞什么名堂）。
STM32F103VET6有倆SPI接口，選擇用SPI1來驅動NRF24L01.
1.配置STM32的SPI1接口：
   1）開啟GPIOA，AFIO時鐘
   2）配置GPIOA對應Pin為SPI1的MISO，MOSI，CLK，NSS（SPI1的NSS已經為他用，故用PA1軟件控制NRF24L01的CSN），CE（NRF24L01使能端口），IRQ--NRF24L01的中斷信號
   3）配置SPI模式
2.仔細讀手冊（重點是時序和寄存器）
3.編寫用SPI1控制NRF的函數數個
4.用以上的函數編寫功能函數
  OK！但這是說的。真正做起來的時候飽受打擊。串口轉USB線壞了，無奈只能LCD屏來顯示調試信息，增大了代碼負擔。后來J-Link有壞了，差點放棄，好在重寫了固件還能復活。
1）2）步的代碼：
void SPI1_Config(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);             //使能SPI1時鐘

   //  PA5--CLK PA7--MOSI 復用推挽輸入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_10MHz;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   //PA6--MISO  輸入浮空
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_10MHz;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

SPI1_CE_LOW();
SPI1_NRF_CSN_HIGH();//拉高CSN失能片選

SPI_InitTypeDefSPI_InitStructure;                               //聲明用來初始化的結構體
   SPI_InitStructure.SPI_Direction =SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//全雙工
   SPI_InitStructure.SPI_Mode =SPI_Mode_Master;                   //主模式
   SPI_InitStructure.SPI_DataSize =SPI_DataSize_8b;                //一次傳輸8位
   SPI_InitStructure.SPI_CPOL =SPI_CPOL_Low;                      //空閑電平低電平
   SPI_InitStructure.SPI_CPHA =SPI_CPHA_1Edge;                   //第一個上升沿采樣
   SPI_InitStructure.SPI_NSS =SPI_NSS_Soft;                      //NSS管理為軟件件模式
   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler =SPI_BaudRatePrescaler_8;//波特率預分頻8  9MHz
   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit =SPI_FirstBit_MSB;    //數據傳輸低位在前
   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial =7;                         //CRC校驗方式
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);                               //初始化

//SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI1,SPI_NSSInternalSoft_Set);


SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI1
}//SPI1_Config()
*操作NRF24L01寄存器的時候要在待機模式，CE=0的情況下，沒發一個命令或數據，都會返回SPI一個字節，此字節是STAUS狀態寄存器的內容，所以寫命令的函數要發后，讀回一字節，不然，發完命令，讀數據的時候會出錯。下面就是SPI寫1 BYTE的函數。

u8 SPI_RW_Byte(SPI_TypeDef* SPIx,unsigned char Byte)
{
   while( SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); //查發送緩沖器是否為空，空即可以發送
   SPI_I2S_SendData(SPIx,Byte); //庫函數：發送一個字節
   //當SPI接收緩沖器為空時等待
   while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) ==RESET);
returnSPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
}//SPI_RW_Byte()

*下面一個是發寫命令+指定字節數的數據的函數

u8 SPI_NRF_Write(SPI_TypeDef* SPIx,char CMD,unsigned char*WBuff,unsigned char ByteNUM)
{
unsigned chari,status;
SPI1_CE_LOW();
SPI1_NRF_CSN_LOW();//使能片選

status=SPI_RW_Byte( SPIx , CMD);
for(i=0;i
{
SPI_RW_Byte( SPIx,*WBuff++);
//printf("寫入第%d個數據\r\n",ByteNUM);
}
SPI1_NRF_CSN_HIGH();//
return status;
}//SPI_NRF_Write()
*發讀命令+指定字節數的數據的函數

u8 SPI_NRF_Read(SPI_TypeDef* SPIx,char CMD,unsigned char*RBuff,unsigned char ByteNUM)
{
unsigned char i,status ;

SPI1_CE_LOW();
SPI1_NRF_CSN_LOW();
status=SPI_RW_Byte( SPIx , CMD);
for(i=0;i< ByteNUM ;i++)
{
RBuff=SPI_RW_Byte(SPIx,NOP);       // 取接收緩沖器，一個字節
//printf("讀出第%d個數據\r\n",ByteNUM);
LCD_Num_6x12_O(100,20*(i+1),RBuff,WHITE);
}


SPI1_NRF_CSN_HIGH();
return status;
}//SPI_NRF_Read()

下面是NRF24L01兩種模式TX RX的配置

void SPI_NRF_MOD_TX(void)
{
u8TX_Array[5];
u8_TX_RX_ADDR_[5]={0xB3,0xB4,0xB5,0xB6,0x05};

SPI1_CE_LOW();//CE=0待機模式
  TX_Array[0]=0x03;//設置地址寬度11--5字節 10--4字節 01-3字節 00--不合法
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_AW,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0xf3;//建立自動重發間隔‘1111‘--等待4000+86us  15次
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_RETR,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x02;//射頻通道 X0000010
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_CH,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x0f;//射頻參數寄存器 00001111 2Mbps 發射功率 00-18dBm 01-12dBm 10-6dBm 11-0dBm 1--低噪聲放大器增益
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_SETUP,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x3f;//xx11 11110-5接收通道允許
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_RXADDR,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x3f;//xx11 11110-5通道允許自動應答
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_AA,TX_Array,1);

SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+TX_ADDR,_TX_RX_ADDR_,5);//寫入接收發送數據的地址，這個地址是接收端收件的憑證
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_ADDR_P0,_TX_RX_ADDR_,5);//寫入接收發送數據的地址，這個地址是接收端收件的憑證

TX_Array[0]=0x0e;//中斷全開發送模式 PRIM_RX=0PWR_UP=1
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+CONFIG,TX_Array,1);

TX_Array[0]=0xfe;//1111 xxxx STATUS寄存器寫‘1’清除所有標志
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,TX_Array,1);

SPI1_CE_HIGH();//CE=1使能發射模式
Delay_us(100);//CE拉高需要一定的延時才能進行發送延時之后即可通過SPI接口發送TX_PLD
}

void SPI_NRF_MOD_RX(void)
{
u8TX_Array[5];
u8_TX_RX_ADDR_[5]={0xB3,0xB4,0xB5,0xB6,0x05};

SPI1_CE_LOW();//CE=0待機模式
  TX_Array[0]=0x03;//允許接收通道00000011
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_RXADDR,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x03;//設置地址寬度11--5字節 10--4字節 01-3字節 00--不合法
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+SETUP_AW,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x20;//射頻通道 X0000010
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_CH,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x0f;//射頻參數寄存器 00001111 2Mbps 發射功率 00-18dBm 01-12dBm 10-6dBm 11-0dBm 1--低噪聲放大器增益
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RF_SETUP,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x3f;//xx11 11110-5通道允許自動應答
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+EN_AA,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0x04;//xx11 1111數據通道0 有效數據寬度（1-32）字節
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_PW_P0,TX_Array,1);
  TX_Array[0]=0xfe;//1111 xxxxSTATUS寄存器寫‘1’清除所有標志
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,TX_Array,1);

SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+TX_ADDR,_TX_RX_ADDR_,5);//寫入接收發送數據的地址，這個地址是接收端收件的憑證
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+RX_ADDR_P0,_TX_RX_ADDR_,5);//寫入接收發送數據的地址，這個地址是接收端收件的憑證

TX_Array[0]=0x0f;//接收模式 PRIM_RX=1 PWR_UP=1允許接收終端
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+CONFIG,TX_Array,1);

SPI1_CE_HIGH();//CE=1使能發射模式
Delay_us(100);//CE拉高需要一定的延時才能進行發送延時之后即可通過SPI接口發送TX_PLD
//輪詢中斷24L01中斷的到來 NRF_Read_IRQ()
}

下面是兩種模式的測試

ErrorStatus SPI_NRF_TX_DATAS(u8* TBuff,u8 ByteNUM)
{
u8 Status[1];
do{
  SPI1_CE_LOW();//拉低待機
SPI_NRF_Write(SPI1,W_TX_PAYLOAD,TBuff,ByteNUM);//發送TBuff數組
  SPI1_CE_HIGH();//拉低待機
  }while(NRF_Read_IRQ()!=0);//中斷產生時，IRQ引腳低電平
SPI_NRF_Write(SPI1, FLUSH_TX,TBuff,0);
SPI1_CE_LOW();//拉低待機
Delay_us(100);
SPI_NRF_Read(SPI1,R_REGISTER+STATUS,Status,1);//讀取Status
LCD_Num_6x12_O(200,20,Status[0],WHITE);
if(Status[0]&0x10)
{
  Status[0]&=0x10;
  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);//
  LCD_Str_6x12_O_P(220 , 10 ,"TxError!", WHITE);//重發超時發送失敗
  return ERROR;
}
else
{
  Status[0]&=0x20;
  SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);//
  LCD_Str_6x12_O_P(240 , 10 ,"TxSuccess", WHITE);//發送成功
  return SUCCESS;
}
}

ErrorStatus SPI_NRF_RX_DATAS(u8* RBuff)
{
ErrorStatusRX_Status=SUCCESS;
u8Status[1];
while(NRF_Read_IRQ()!=0);//中斷產生時，IRQ引腳低電平
SPI1_CE_LOW();//拉低待機，才能操作寄存器
Delay_us(100);
SPI_NRF_Read(SPI1,R_REGISTER+STATUS,Status,1);//讀取Status
switch(Status[0]&0x0e)
{
case 0x0e: RX_Status=ERROR;break; //RX_FIFO 空
default :LCD_Str_6x12_O_P(200 , 10 ,"RxSuccess!", WHITE);//RX_FIFO非空
break;

}

SPI_NRF_Read(SPI1,R_RX_PAYLOAD,RBuff,4);//讀RX_FIFO
SPI_NRF_Write(SPI1,W_REGISTER+STATUS,Status,1);//處理狀態寄存器標志
return RX_Status;
}

特別要注意的是在發射模式的時候，應該先拉低CE，先在TX FIFO里寫入要發射的數據，再拉高CE真正發射。

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