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某次設計需要使用nRF24L01實現數據的雙向通信，將原本在51單片機上運行成功的程序移植到STM8單片機上時，出現無法運行的問題。嘗試讀取nRF24L01內部的寄存器以查看模塊工作狀態時，發現無論哪個寄存器讀出值均為0x08。現具體描述此次經歷以及最后的解決方法。
原設計平臺為IAP15W4K58S4，開發環境Keil uVision4，設定的工作頻率22.1184MHz；移植的目標平臺為STM8S105K4T6，開發環境IAR for STM8，使用HSE：8MHz，CPU時鐘不分頻。
設計同時使用波特率為115200bps的串口通信以及外部中斷。
由于設計需要，在STM8S上，nRF24L01模塊以軟件模擬SPI的方式連接在STM8S的PB0~PB5端口上。引腳的定義如下：
- #define nRF24L01_MISO PB_IDR_IDR5
- #define nRF24L01_MOSI PB_ODR_ODR4
- #define nRF24L01_SCK PB_ODR_ODR3
- #define nRF24L01_CSN PB_ODR_ODR2
- #define nRF24L01_CE PB_ODR_ODR1
- #define nRF24L01_IRQ PB_IDR_IDR0
遵循調試的基本步驟，我更換了無線模塊、連接線，以及平臺核心板，但是都不能夠解決問題。
考慮到STM8S的IIC接口，是真正的開漏輸出，沒有內部上拉電阻。于是查詢芯片手冊：
從手冊可以看到，STM8S105K4T6的PE1、PE2是真正的開漏輸出，而我所使用的LQFP32封裝上沒有這兩個引腳，PB4、PB5為IIC的映射管腳，是具有上拉電阻的。
所以問題不在管腳選擇上。
重新查閱芯片手冊，注意到PB管腳的輸出速度均為O1級別，手冊上對于O1是這樣描述的：
可以看到，O1為不可配置的2MHz慢速引腳，因為我所配置的單片機工作頻率達到8MHz，懷疑是在與nRF24L01通訊過程中引腳電平變化速度過快導致IO電平不穩定，于是配置CPUDIV，使CPU工作頻率8分頻在1MHz，故障依舊。
所以引腳輸出速度不是引起問題的原因。
重新查閱nRF24L01的芯片手冊，想到芯片的各個寄存器讀出值均為08H，那么應該排除芯片的初始化失敗這樣的可能性，因為無論是否初始化，按照正確配置步驟進行過之后，芯片內部的寄存器保留位應該是保持保留值不變化，而現在的現象是，以CD載波檢測寄存器為例，本應該只有00H和01H兩種取值可能性，卻讀出08H。
將關注點放在與模塊進行通信的底層SPI模擬函數上，我在51平臺上使用的SPI讀寫函數如下所示：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發送一個字節的數據，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個比特
- {
- nRF24L01_MOSI=(dat&0x80);//高位先出，按位傳遞
- dat=(dat<<1);//轉移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時鐘
- nRF24L01_MISO=1;
- dat|=nRF24L01_MISO;//得到從機傳來的比特位
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數據
- }
按照SPI的協議，重寫函數如下：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發送一個字節的數據，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個比特
- {
- if(dat&0x80)
- {
- nRF24L01_MOSI=1;
- }
- else
- {
- nRF24L01_MOSI=0;
- }
- dat=(dat<<1);//轉移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時鐘
- if(nRF24L01_MISO)
- {
- dat|=1;
- }
- else
- {
- dat|=0;
- }
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數據
- }
則出乎意料的恢復正常了。
后經過逐步化簡調試，這樣的表達在IAR環境下也可以正常運行：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發送一個字節的數據，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個比特
- {
- nRF24L01_MOSI=(_Bool)(dat&0x80);//高位先出，按位傳遞，強制轉換為布爾類型
- dat=(dat<<1);//轉移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時鐘
- dat|=nRF24L01_MISO//得到從機傳來的比特位
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數據
- }
故此得到結論，IAR下，對于一個位只能賦值邏輯0、1，如果賦值一個非布爾型的數據，則會產生混亂。
文章首發51CTO博客，http://blog.51cto.com/14195504/2348865
此處為原作者轉載，如需再次轉載，煩請注明出處，不勝感謝。
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