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51單片機nrf24l01無線通信實驗程序

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樓主
ID:970010 發(fā)表于 2022-9-22 11:31 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  1. /**************************************************
  2. 來源：參考網(wǎng)上
  3. 改寫：NRF24L01+渦輪流量計
  4. 時間：
  5. 單位：
  6. /**************************************************/

  8. #include <reg51.h>                 //        51單片機通用寄存器地址庫，52也部分通用
  9. #include <stdio.h>
  10. #include <string.h>                 //        字符串功能函數(shù)庫
  11. #include <api.h>                 //        NRF24L01的SPI寄存器地址庫
  12. #include <LQ12864.h>         //        OLED屏幕功能函數(shù)庫

  14. #define uchar unsigned char          //  uchar宏定義
  15. #define uint unsigned int          //  uint宏定義
  16. sbit CE  = P0^0;
  17. sbit CSN = P0^1;
  18. sbit SCK = P0^2;
  19. sbit MOSI= P0^3;
  20. sbit MISO= P0^4;
  21. sbit IRQ = P0^5;                           //射頻接口配置

  23. /***************************************************/
  24. #define TX_ADR_WIDTH   32  // 32字節(jié)寬度的發(fā)送/接收地址
  25. #define TX_PLOAD_WIDTH 26 // 數(shù)據(jù)通道有效數(shù)據(jù)寬度


  28. uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定義一個靜態(tài)發(fā)送地址
  29. uchar RX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];                 //定義接收窗口數(shù)組
  30. uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];                 //定義發(fā)送窗口數(shù)組
  31. uchar box[TX_PLOAD_WIDTH];                          //定義過渡數(shù)據(jù)包數(shù)組
  32. const uchar Chin[] = "Working ...";                //定義工作中標志數(shù)組
  33. uchar flag;
  34. uchar str[TX_PLOAD_WIDTH];                         //定義字符串數(shù)組
  35. uchar bdata sta;
  36. float Q,F,num;
  37. sbit  RX_DR         = sta^6;                                 
  38. sbit  TX_DS         = sta^5;
  39. sbit  MAX_RT = sta^4;                                 //配置NRF射頻模塊中斷接口


  42. /**************************************************
  43. 函數(shù): init_io()

  45. 描述:
  46.     初始化IO
  47. /**************************************************/
  48. void init_io(void)
  49. {
  50.         CE  = 0;        // 待機
  51.         CSN = 1;        // SPI禁止
  52.         SCK = 0;        // SPI時鐘置低
  53.         IRQ = 1;        // 中斷復位                        
  54.         memset(&str,0,sizeof(str));                          // 清空字符串數(shù)組
  55.         memset(&TX_BUF,0,sizeof(TX_BUF));          // 清空發(fā)送窗口數(shù)組
  56.         memset(&box,0,sizeof(box));                          // 清空過渡數(shù)據(jù)包數(shù)組
  57.         TMOD = 0X15;//定時器計數(shù)器工作方式配置
  58.     TH0=0;
  59.     TL0=0;
  60.     TH1=(65536-45872)/256;
  61.     TL1=(65536-45872)%256;
  62.     EA = 1;     //總中斷打開
  63.     ET0 = 1;        //中斷運行
  64.     ET1 = 1;
  65.     TR0 = 1;    //運行控制位
  66.     TR1 = 1;
  67. }
  68. /**************************************************/

  70. /**************************************************
  71. 函數(shù)：delay_ms()

  73. 描述：
  74.     延遲x毫秒
  75. /**************************************************/

  77. /**************************************************/

  79. /**************************************************
  80. 函數(shù)：SPI_RW()

  82. 描述：
  83.     根據(jù)SPI協(xié)議，寫一字節(jié)數(shù)據(jù)到nRF24L01，同時從nRF24L01
  84.         讀出一字節(jié)
  85. /**************************************************/
  86. uchar SPI_RW(uchar byte)
  87. {
  88.         uchar i;
  89.            for(i=0; i<8; i++)          // 循環(huán)8次
  90.            {
  91.                    MOSI = (byte & 0x80);   // byte最高位輸出到MOSI
  92.              byte <<= 1;             // 低一位移位到最高位
  93.                    SCK = 1;                // 拉高SCK，nRF24L01從MOSI讀入1位數(shù)據(jù)，同時從MISO輸出1位數(shù)據(jù)
  94.                    byte |= MISO;               // 讀MISO到byte最低位
  95.                    SCK = 0;                    // SCK置低
  96.            }
  97.     return(byte);                   // 返回讀出的一字節(jié)
  98. }
  99. /**************************************************/

  101. /**************************************************
  102. 函數(shù)：SPI_RW_Reg()

  104. 描述：
  105.     寫數(shù)據(jù)value到reg寄存器
  106. /**************************************************/
  107. uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
  108. {
  109.         uchar status;
  110.           CSN = 0;                   // CSN置低，開始傳輸數(shù)據(jù)
  111.           status = SPI_RW(reg);      // 選擇寄存器，同時返回狀態(tài)字
  112.           SPI_RW(value);             // 然后寫數(shù)據(jù)到該寄存器
  113.           CSN = 1;                   // CSN拉高，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸
  114.           return(status);            // 返回狀態(tài)寄存器
  115. }
  116. /**************************************************/

  118. /**************************************************
  119. 函數(shù)：SPI_Read()

  121. 描述：
  122.     從reg寄存器讀一字節(jié)
  123. /**************************************************/
  124. uchar SPI_Read(uchar reg)
  125. {
  126.         uchar reg_val;
  127.           CSN = 0;                    // CSN置低，開始傳輸數(shù)據(jù)
  128.           SPI_RW(reg);                // 選擇寄存器
  129.           reg_val = SPI_RW(0);        // 然后從該寄存器讀數(shù)據(jù)
  130.           CSN = 1;                    // CSN拉高，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸
  131.           return(reg_val);            // 返回寄存器數(shù)據(jù)
  132. }
  133. /**************************************************/

  135. /**************************************************
  136. 函數(shù)：SPI_Read_Buf()

  138. 描述：
  139.     從reg寄存器讀出bytes個字節(jié)，通常用來讀取接收通道
  140.         數(shù)據(jù)或接收/發(fā)送地址
  141. /**************************************************/
  142. uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
  143. {
  144.         uchar status, i;
  145.           CSN = 0;                    // CSN置低，開始傳輸數(shù)據(jù)
  146.           status = SPI_RW(reg);       // 選擇寄存器，同時返回狀態(tài)字
  147.           for(i=0; i<bytes; i++)
  148.         {
  149.          pBuf[i] = SPI_RW(0);                // 逐個字節(jié)從nRF24L01讀出
  150.         }        
  151.           CSN = 1;                     // CSN拉高，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸

  153.           return(status);             // 返回狀態(tài)寄存器
  154. }
  155. /**************************************************/

  157. /**************************************************
  158. 函數(shù)：SPI_Write_Buf()

  160. 描述：
  161.     把pBuf緩存中的數(shù)據(jù)寫入到nRF24L01，通常用來寫入發(fā)
  162.         射通道數(shù)據(jù)或接收/發(fā)送地址
  163. /**************************************************/
  164. uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes)
  165. {
  166.         uchar status, i;
  167.           CSN = 0;                    // CSN置低，開始傳輸數(shù)據(jù)
  168.           status = SPI_RW(reg);       // 選擇寄存器，同時返回狀態(tài)字
  169.           for(i=0; i<bytes; i++)
  170.             SPI_RW(*pBuf++);        // 逐個字節(jié)寫入nRF24L01
  171.           CSN = 1;                    // CSN拉高，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸
  172.           return(status);             // 返回狀態(tài)寄存器
  173. }
  174. /**************************************************/



  178. /**************************************************
  179. 函數(shù)：RX_Mode()

  181. 描述：
  182.     這個函數(shù)設置nRF24L01為接收模式，等待接收發(fā)送設備的數(shù)據(jù)包
  183. /**************************************************/
  184. void RX_Mode(void)
  185. {
  186.            CE = 0;
  187.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 接收設備接收通道0使用和發(fā)送設備相同的發(fā)送地址
  188.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);               // 使能接收通道0自動應答
  189.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);           // 使能接收通道0
  190.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);                 // 選擇射頻通道
  191.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);  // 接收通道0選擇和發(fā)送通道相同有效數(shù)據(jù)寬度
  192.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);            // 數(shù)據(jù)傳輸率2Mbps，發(fā)射功率0dBm，低噪聲放大器增益
  193.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f);              // CRC使能，16位CRC校驗，上電，接收模式
  194.           CE = 1;                                            // 拉高CE啟動接收設備
  195. }
  196. /**************************************************/

  198. /**************************************************
  199. 函數(shù)：TX_Mode()

  201. 描述：
  202.     這個函數(shù)設置nRF24L01為發(fā)送模式，（CE=1持續(xù)至少10us），
  203.         130us后啟動發(fā)射，數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送模塊自動轉(zhuǎn)入接收
  204.         模式等待應答信號。
  205. /**************************************************/
  206. void TX_Mode()
  207. {

  209.         CE = 0;
  210.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);     // 寫入發(fā)送地址
  211.           SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);  // 為了應答接收設備，接收通道0地址和發(fā)送地址相同
  212.           SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, TX_BUF, TX_PLOAD_WIDTH);                  // 寫數(shù)據(jù)包到TX FIFO
  213.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);       // 使能接收通道0自動應答
  214.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);   // 使能接收通道0
  215.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0a);  // 自動重發(fā)延時等待250us+86us，自動重發(fā)10次
  216.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 20);         // 選擇射頻通道40
  217.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);    // 數(shù)據(jù)傳輸率2Mbps，發(fā)射功率0dBm，低噪聲放大器增益
  218.           SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);      // CRC使能，16位CRC校驗，上電
  219.         CE = 1;
  220. }

  222. /**************************************************/

  224. /**************************************************




  229. /**************************************************/

  231. /**************************************************
  232. 函數(shù)：Check_ACK()

  234. 描述：
  235.     檢查接收設備有無接收到數(shù)據(jù)包，設定沒有收到應答信
  236.         號是否重發(fā)
  237. /**************************************************/
  238. uchar Check_ACK(bit clear)
  239. {
  240.         while(IRQ);
  241.         sta = SPI_RW(NOP);                    // 返回狀態(tài)寄存器
  242.         if(MAX_RT)
  243.                 if(clear)                         // 是否清除TX FIFO，沒有清除在復位MAX_RT中斷標志后重發(fā)
  244.                         SPI_RW(FLUSH_TX);
  245.     SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  // 清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
  246.         IRQ = 1;
  247.         if(TX_DS)
  248.                 return(0x00);
  249.         else
  250.                 return(0xff);
  251. }

  253. /**************************************************
  254. 函數(shù)：display()

  256. 描述：
  257.     顯示函數(shù)
  258. /**************************************************/
  259. void display(float i)
  260. {
  261. sprintf(str,"%4.2fL/min",i);                 // 將計算得到的數(shù)據(jù)進行格式處理，打印成不超出屏幕寬度的十進制浮點數(shù)
  262. OLED_P8x16Str(32,4,str);                     // 將打印好的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上
  263. sprintf(box,"%4.2f",i);                         // 將計算得到的數(shù)據(jù)進行打包處理，打包成適合發(fā)送的
  264. strcpy(TX_BUF,box);                                 // 將打包好的數(shù)據(jù)遞送到發(fā)送窗口
  265. }


  268. /**************************************************
  269. 函數(shù)：KeyButtons()

  271. 描述：
  272.     發(fā)射模式并且檢測是否發(fā)送，發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)
  273. /**************************************************/
  274. void KeyButtons()
  275. {   
  276.    
  277.         TX_Mode();                        // 把nRF24L01設置為發(fā)送模式并發(fā)送數(shù)據(jù)
  278.         Check_ACK(1);               // 等待發(fā)送完畢，清除TX FIFO

  280. }
  281. /**************************************************/
  282. /**************************************************
  283. 函數(shù)：read()

  285. 描述：
  286.     水流量數(shù)據(jù)采集函數(shù)
  287. /**************************************************/
  288. uint read()
  289. {
  290.         uint t1,th1,th2;//讀兩次高位，兩次高位一樣說明沒有低位進位，讀數(shù)更加精確。
  291.         uint val;
  292.         while(1)
  293.         {
  294.            th1 = TH0;
  295.            t1 = TL0;
  296.            th2 = TH0;
  297.            if(th1==th2)
  298.            break;         
  299.         }
  300.         val = th1*256+t1;         //th1為高8位，t1為低8位
  301.         return val;  //返回計數(shù)值，為頻率值
  302. }

  304. /**************************************************
  305. 函數(shù)：main()

  307. 描述：
  308.     主函數(shù)
  309. /**************************************************/
  310. void main(void)
  311. {
  312.         
  313.            init_io();                      // 數(shù)據(jù)內(nèi)存以及NRF射頻系統(tǒng)初始化
  314.            OLED_Init();                      // 屏幕函數(shù)初始化
  315.            OLED_P8x16Str(0,0,Chin);          // 顯示工作中標志
  316.            OLED_P8x16Str(0,2,"Collecting data");        // 屏幕顯示數(shù)據(jù)采集中                    
  317.            while(1)
  318.            {
  319.                 display(Q);                                        // 進入數(shù)據(jù)采集并且顯示到屏幕上
  320.         KeyButtons();                                // 對NRF系統(tǒng)模式進行設置，并且發(fā)送數(shù)據(jù)
  321.                  if(MAX_RT)                                        // 數(shù)據(jù)發(fā)送完畢標志
  322.               {
  323.                    SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0);         // 發(fā)送窗口數(shù)據(jù)清零
  324.                  }
  325.         
  326.        }  
  327. }



  331. void T1_time()interrupt 3                //計數(shù)器/定時器0中斷入口
  332. {
  333.    TH1=(65536-45872)/256;  //計時50ms
  334.    TL1=(65536-45872)%256;
  335.    num++;
  336.    if(num==10)    // 0.5s更新一次數(shù)據(jù)
  337.    {
  338.            num=0;
  339.            F=read();    //每間隔0.5s讀一次計數(shù)器0，該值為頻率。計算出Q后立即把計數(shù)器01清零重新計數(shù)
  340.            if(F>0)
  341.         {
  342.          Q = (F+3)/8.1;  //流量計傳感器頻率-流量轉(zhuǎn)換公式
  343.          TH0=0;                    
  344.          TL0=0;                    //計數(shù)器清零
  345.         }
  346.         else
  347.          {
  348.                 Q=0;       //如果不加，則Q！=0；
  349.                 TH0 = 0;
  350.                 TL0 = 0;   //計數(shù)器清零
  351.          }
  352.             
  353.         }
  354. }
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