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標題: USB無線串口轉NRF24L01數傳通信,DS18B20采集溫度,并通過串口助手顯示 [打印本頁]

作者: xzsxzsxzs    時間: 2020-11-17 19:16
標題: USB無線串口轉NRF24L01數傳通信,DS18B20采集溫度,并通過串口助手顯示
最近做了一個用USB無線串口模塊,串口轉NRF24L01 數傳通信,通過DS18B20采集外界溫度,并通過傳口助手顯示采集的溫度用到的模塊用到的器材
USB無線串口模塊,串口轉NRF24L01 數傳通信
溫度采集模塊,DS18B20
2塊NRF24L01
51單片機
軟件:串口助手


具體程序如下
  1. #include<reg51.h>
  2. #include<intrins.h>
  3. #define uchar unsigned char
  4. #define uint  unsigned int


  5. /**********  NRF24L01寄存器操作命令  ***********/
  6. #define READ_REG        0x00  //讀配置寄存器,低5位為寄存器地址
  7. #define WRITE_REG       0x20  //寫配置寄存器,低5位為寄存器地址
  8. #define RD_RX_PLOAD     0x61  //讀RX有效數據,1~32字節
  9. #define WR_TX_PLOAD     0xA0  //寫TX有效數據,1~32字節
  10. #define FLUSH_TX        0xE1  //清除TX FIFO寄存器.發射模式下用
  11. #define FLUSH_RX        0xE2  //清除RX FIFO寄存器.接收模式下用
  12. #define REUSE_TX_PL     0xE3  //重新使用上一包數據,CE為高,數據包被不斷發送.
  13. #define NOP             0xFF  //空操作,可以用來讀狀態寄存器         
  14. /**********  NRF24L01寄存器地址   *************/
  15. #define CONFIG          0x00  //配置寄存器地址                             
  16. #define EN_AA           0x01  //使能自動應答功能
  17. #define EN_RXADDR       0x02  //接收地址允許
  18. #define SETUP_AW        0x03  //設置地址寬度(所有數據通道)
  19. #define SETUP_RETR      0x04  //建立自動重發
  20. #define RF_CH           0x05  //RF通道
  21. #define RF_SETUP        0x06  //RF寄存器
  22. #define STATUS          0x07  //狀態寄存器
  23. #define OBSERVE_TX      0x08  // 發送檢測寄存器
  24. #define CD              0x09  // 載波檢測寄存器
  25. #define RX_ADDR_P0      0x0A  // 數據通道0接收地址
  26. #define RX_ADDR_P1      0x0B  // 數據通道1接收地址
  27. #define RX_ADDR_P2      0x0C  // 數據通道2接收地址
  28. #define RX_ADDR_P3      0x0D  // 數據通道3接收地址
  29. #define RX_ADDR_P4      0x0E  // 數據通道4接收地址
  30. #define RX_ADDR_P5      0x0F  // 數據通道5接收地址
  31. #define TX_ADDR         0x10  // 發送地址寄存器
  32. #define RX_PW_P0        0x11  // 接收數據通道0有效數據寬度(1~32字節)
  33. #define RX_PW_P1        0x12  // 接收數據通道1有效數據寬度(1~32字節)
  34. #define RX_PW_P2        0x13  // 接收數據通道2有效數據寬度(1~32字節)
  35. #define RX_PW_P3        0x14  // 接收數據通道3有效數據寬度(1~32字節)
  36. #define RX_PW_P4        0x15  // 接收數據通道4有效數據寬度(1~32字節)
  37. #define RX_PW_P5        0x16  // 接收數據通道5有效數據寬度(1~32字節)
  38. #define FIFO_STATUS     0x17  // FIFO狀態寄存器
  39. /*————————————————————————————————————————————————————————————————————*/

  40. /******   STATUS寄存器bit位定義      *******/
  41. #define MAX_TX          0x10            //達到最大發送次數中斷
  42. #define TX_OK           0x20            //TX發送完成中斷
  43. #define RX_OK           0x40            //接收到數據中斷
  44. /*——————————————————————————————————————————————————*/

  45. /*********     24L01發送接收數據寬度定義          ***********/
  46. #define TX_ADR_WIDTH    5     //5字節地址寬度
  47. #define RX_ADR_WIDTH    5     //5字節地址寬度
  48. #define TX_PLOAD_WIDTH  32    //32字節有效數據寬度
  49. #define RX_PLOAD_WIDTH  32    //32字節有效數據寬度

  50. const uchar TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; //發送地址
  51. const uchar RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; //發送地址

  52. sbit NRF_CE   = P0^7;
  53. sbit NRF_CSN  = P0^6;
  54. sbit NRF_MISO = P0^3;
  55. sbit NRF_MOSI = P0^4;
  56. sbit NRF_SCK  = P0^5;
  57. sbit NRF_IRQ  = P0^2;
  58. sbit LED=P1^0;
  59. sbit DQ=P3^7; //ds18b20 與單片機連接口
  60. //sbit S1=P3^0;
  61. //sbit S2=P3^1;
  62. //sbit S3=P3^2;
  63. uchar rece_buf[32];
  64. uchar data disdata[6];// 百、十、個、小數位1、小數位2、        小數位3、
  65. uint tvalue; // 溫度值
  66. uchar tflag; // 溫度正負標志

  67. void delay_us(uchar num)
  68. {
  69.         uchar i;
  70.         for(i=0;i>num;i++)
  71.         _nop_();
  72. }
  73. void delay_150us()
  74. {
  75.         uint i;

  76.         for(i=0;i>150;i++);
  77. }
  78. void delay(uint t)
  79. {
  80.         uchar k;
  81.         while(t--)
  82.         for(k=0;k<200;k++);
  83. }
  84. /***************************************************************/

  85. /*******************************************************************/
  86. uchar SPI_RW(uchar byte)
  87. {
  88.         uchar bit_ctr;
  89.         for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++)  // 輸出8位
  90.         {
  91.                 NRF_MOSI=(byte&0x80);                         // MSB TO MOSI
  92.                 byte=(byte<<1);                                        // shift next bit to MSB
  93.                 NRF_SCK=1;
  94.                 byte|=NRF_MISO;                                // capture current MISO bit
  95.                 NRF_SCK=0;
  96.         }
  97.         return byte;
  98. }

  99. /*********************************************/
  100. /* 函數功能:給24L01的寄存器寫值(一個字節) */
  101. /* 入口參數:reg   要寫的寄存器地址          */
  102. /*           value 給寄存器寫的值            */
  103. /* 出口參數:status 狀態值                   */
  104. /*********************************************/
  105. uchar NRF24L01_Write_Reg(uchar reg,uchar value)
  106. {
  107.         uchar status;

  108.         NRF_CSN=0;                  //CSN=0;   
  109.           status = SPI_RW(reg);                //發送寄存器地址,并讀取狀態值
  110.         SPI_RW(value);
  111.         NRF_CSN=1;                  //CSN=1;

  112.         return status;
  113. }
  114. /*************************************************/
  115. /* 函數功能:讀24L01的寄存器值 (一個字節)      */
  116. /* 入口參數:reg  要讀的寄存器地址               */
  117. /* 出口參數:value 讀出寄存器的值                */
  118. /*************************************************/
  119. uchar NRF24L01_Read_Reg(uchar reg)
  120. {
  121.         uchar value;

  122.         NRF_CSN=0;              //CSN=0;   
  123.           SPI_RW(reg);                        //發送寄存器值(位置),并讀取狀態值
  124.         value = SPI_RW(NOP);
  125.         NRF_CSN=1;                     //CSN=1;

  126.         return value;
  127. }
  128. /*********************************************/
  129. /* 函數功能:讀24L01的寄存器值(多個字節)   */
  130. /* 入口參數:reg   寄存器地址                */
  131. /*           *pBuf 讀出寄存器值的存放數組    */
  132. /*           len   數組字節長度              */
  133. /* 出口參數:status 狀態值                   */
  134. /*********************************************/
  135. uchar NRF24L01_Read_Buf(uchar reg,uchar *pBuf,uchar len)
  136. {
  137.         uchar status,u8_ctr;
  138.         NRF_CSN=0;                           //CSN=0      
  139.           status=SPI_RW(reg);                                //發送寄存器地址,并讀取狀態值             
  140.         for(u8_ctr=0;u8_ctr<len;u8_ctr++)
  141.         pBuf[u8_ctr]=SPI_RW(0XFF);                //讀出數據
  142.         NRF_CSN=1;                                 //CSN=1
  143.           return status;                                //返回讀到的狀態值
  144. }
  145. /**********************************************/
  146. /* 函數功能:給24L01的寄存器寫值(多個字節)  */
  147. /* 入口參數:reg  要寫的寄存器地址            */
  148. /*           *pBuf 值的存放數組               */
  149. /*           len   數組字節長度               */
  150. /**********************************************/
  151. uchar NRF24L01_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar len)
  152. {
  153.         uchar status,u8_ctr;
  154.         NRF_CSN=0;
  155.           status = SPI_RW(reg);                        //發送寄存器值(位置),并讀取狀態值
  156.           for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)
  157.         SPI_RW(*pBuf++);                                 //寫入數據
  158.         NRF_CSN=1;
  159.           return status;                          //返回讀到的狀態值
  160. }                                                                                                    

  161. /*********************************************/
  162. /* 函數功能:24L01接收數據                   */
  163. /* 入口參數:rxbuf 接收數據數組              */
  164. /* 返回值: 0   成功收到數據                 */
  165. /*          1   沒有收到數據                 */
  166. /*********************************************/
  167. uchar NRF24L01_RxPacket(uchar *rxbuf)
  168. {
  169.         uchar state;
  170.          
  171.         state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                          //讀取狀態寄存器的值             
  172.         NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+STATUS,state); //清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
  173.         if(state&RX_OK)                                                                //接收到數據
  174.         {
  175.                 NRF_CE = 0;
  176.                 NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//讀取數據
  177.                 NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);                                        //清除RX FIFO寄存器
  178.                 NRF_CE = 1;
  179.                 delay_150us();
  180.                 return 0;
  181.         }          
  182.         return 1;//沒收到任何數據
  183. }
  184. /**********************************************/
  185. /* 函數功能:設置24L01為發送模式              */
  186. /* 入口參數:txbuf  發送數據數組              */
  187. /* 返回值; 0x10    達到最大重發次數,發送失敗*/
  188. /*          0x20    成功發送完成              */
  189. /*          0xff    發送失敗                  */
  190. /**********************************************/
  191. uchar NRF24L01_TxPacket(uchar *txbuf)
  192. {
  193.         uchar state;
  194.    
  195.         NRF_CE=0;                                                                                                //CE拉低,使能24L01配置
  196.           NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);        //寫數據到TX BUF  32個字節
  197.         NRF_CE=1;                                                                                                //CE置高,使能發送          
  198.         while(NRF_IRQ==1);                                                                                //等待發送完成
  199.         state=NRF24L01_Read_Reg(STATUS);                                                  //讀取狀態寄存器的值          
  200.         NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+STATUS,state);                         //清除TX_DS或MAX_RT中斷標志
  201.         if(state&MAX_TX)                                                                                //達到最大重發次數
  202.         {
  203.                 NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);                                        //清除TX FIFO寄存器
  204.                 return MAX_TX;
  205.         }
  206.         if(state&TX_OK)                                                                                        //發送完成
  207.         {
  208.                 return TX_OK;
  209.         }
  210.         return 0xff;                                                                                        //發送失敗
  211. }

  212. /********************************************/
  213. /* 函數功能:檢測24L01是否存在              */
  214. /* 返回值;  0  存在                        */
  215. /*           1  不存在                      */
  216. /********************************************/           
  217. uchar NRF24L01_Check(void)
  218. {
  219.         uchar check_in_buf[5]={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55};
  220.         uchar check_out_buf[5]={0x00};

  221.         NRF_SCK=0;
  222.         NRF_CSN=1;   
  223.         NRF_CE=0;

  224.         NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+TX_ADDR, check_in_buf, 5);

  225.         NRF24L01_Read_Buf(READ_REG+TX_ADDR, check_out_buf, 5);

  226.         if((check_out_buf[0] == 0x11)&&\
  227.            (check_out_buf[1] == 0x22)&&\
  228.            (check_out_buf[2] == 0x33)&&\
  229.            (check_out_buf[3] == 0x44)&&\
  230.            (check_out_buf[4] == 0x55))return 0;
  231.         else return 1;
  232. }                       


  233. void NRF24L01_RT_Init(void)
  234. {       
  235.         NRF_CE=0;                  
  236.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//選擇通道0的有效數據寬度
  237.         NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);                                                                        //清除RX FIFO寄存器   
  238.           NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+TX_ADDR,(uchar*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//寫TX節點地址
  239.           NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uchar*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //設置TX節點地址,主要為了使能ACK          
  240.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_AA,0x01);     //使能通道0的自動應答   
  241.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址  
  242.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//設置自動重發間隔時間:500us + 86us;最大自動重發次數:10次
  243.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,0);        //設置RF通道為2.400GHz  頻率=2.4+0GHz
  244.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x0F);  //設置TX發射參數,0db增益,2Mbps,低噪聲增益開啟   
  245.           NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+CONFIG,0x0f);    //配置基本工作模式的參數;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,開啟所有中斷
  246.         NRF_CE=1;                                                                          //CE置高,使能發送
  247. }

  248. void SEND_BUF(uchar *buf)
  249. {
  250.         NRF_CE=0;
  251.         NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+CONFIG,0x0e);
  252.         NRF_CE=1;
  253.         delay_us(15);
  254.         NRF24L01_TxPacket(buf);
  255.         NRF_CE=0;
  256.         NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);
  257.         NRF_CE=1;       
  258. }
  259. /******************************ds18b20 程序 ******************************************************************/
  260. void delay_18b20(uint i) // 延時 1 微秒
  261. {
  262. while(i--);
  263. }
  264. void ds18b20rst() //ds18b20 初始化子函數
  265. // 要求"數據線拉高 - 延時 - 數據線拉低 - 延時大于 480 微妙 -數據線拉高 - 延時等待 "
  266. {
  267. uchar x=0;
  268. DQ = 1; // 信號線 DQ復位
  269. delay_18b20(4); // 延時
  270. DQ = 0; //DQ 拉低
  271. delay_18b20(100); // 精確延時大于 480us
  272. DQ = 1; // 拉高
  273. delay_18b20(40);
  274. }
  275. void ds18b20wr(uchar wdata) /* 寫數據子函數 , 無返回值,含參數 */
  276. {
  277. uchar i=0;
  278. for (i=8; i>0; i--)// 要寫完一個字節,故需要重復 8 次以下操作
  279. {
  280. DQ = 0; // 數據線拉低
  281. DQ = wdata&0x01;//wdata 是一個形參,將其與 0000 0001 進行按位與
  282. // 按從低到高的順序發送數據(一次發送一位 )
  283. delay_18b20(10);
  284. DQ = 1; // 最后將數據線拉高
  285. wdata>>=1; // 將 wdata 右移 1 位
  286. }
  287. }
  288. uchar ds18b20rd() // 讀數據子函數 , 是有返回值 dat
  289. {
  290. uchar i=0;
  291. uchar dat = 0;
  292. for (i=8;i>0;i--)// 要讀完一個字節,故需要重復 8 次以下操作
  293. {
  294. DQ = 0; // 給脈沖信號
  295. dat>>=1;
  296. DQ = 1; // 給脈沖信號
  297. if(DQ)
  298. dat|=0x80;
  299. delay_18b20(10);
  300. }
  301. return(dat); // 返回 dat
  302. }
  303. read_temp() // 讀取溫度值并轉換的子函數,有返回值溫度值 tvalue
  304. {
  305. uchar a,b;
  306. ds18b20rst(); // 調用 ds18b20 初始化子函數
  307. ds18b20wr(0xcc);// 調用寫數據子函數,向 ds18b20 寫命令 0xcc
  308. //ccH 表示跳過 ROM讀序列號,適用于單機工作,直接向 18b20 發送溫度變換命令
  309. ds18b20wr(0x44);// 調用寫數據子函數,向 ds18b20 寫命令 0x44
  310. //44H 表示啟動 ds18b20 溫度轉換 , 結果自行存入 9 字節的 RAM中
  311. ds18b20rst(); // 調用 ds18b20 初始化子函數
  312. ds18b20wr(0xcc);// 同上
  313. ds18b20wr(0xbe);// 調用寫數據子函數,向 ds18b20 寫命令 0xbe
  314. //beH 表示讀取 RAM中 9 字節的溫度數據
  315. a=ds18b20rd(); // 調用讀數據子函數,并將所得數據給 a
  316. b=ds18b20rd(); //
  317. tvalue=b; // 把 b 的值給 tvalue
  318. tvalue<<=8; //tvalue 左移 8 位
  319. tvalue=tvalue|a;//tvalue 與 a 進行按位或
  320. if(tvalue<0x0fff)//
  321. tflag=0; // 前五位為 0 時,讀取的溫度為正,標志位為 0,此時只要
  322. // 將測得數值乘以 0.0625 即可得到實際溫度
  323. else // 前五位為 1 時,讀取的溫度為負,標志位為 1,此時需要
  324. { // 將測得數值取反后再加 1,再乘以 0.0625 即可得到實際溫度
  325. tvalue=~tvalue+1;
  326. tflag=1; // 此時表示負溫度
  327. }
  328. tvalue=tvalue*(0.625);// 溫度值擴大 10 倍,精確到 1 位小數
  329. return(tvalue); // 返回溫度值
  330. }
  331. /**********************************************/


  332. void main()
  333. {uchar flagdat;
  334.         while(NRF24L01_Check()); // 等待檢測到NRF24L01,程序才會向下執行
  335.         NRF24L01_RT_Init();               

  336.         while(1)
  337.         {
  338.                 if(NRF_IRQ==0)                 // 如果無線模塊接收到數據
  339.                 {               
  340.                         if(NRF24L01_RxPacket(rece_buf)==0)
  341.                         {                          
  342.                                 if(        rece_buf[1]=='1')                           //第1位以后是收到的命令數據,rece_buf[0]是數據位數長度
  343.                                         LED=0;
  344.                                 if(        rece_buf[1]=='2')                         //第1位以后是收到的命令數據,rece_buf[0]是數據位數長度
  345.                                         LED=1;               
  346.                         }
  347.                 }
  348.                 read_temp(); // 調用 ds18b20 讀取溫度       
  349.        

  350.                   rece_buf[1]='T';
  351.                   rece_buf[2]='=';
  352.       
  353.                  rece_buf[3]='+'; // 百位數;
  354.                         rece_buf[4]=tvalue%1000/100+0x30;// 十位數;
  355.                         rece_buf[5]=tvalue%100/10+0x30; // 個位數;
  356.       rece_buf[6] ='.';
  357.                   rece_buf[7] =tvalue%10+0x30; // 小數位
  358.      rece_buf[8]='C';
  359.                  rece_buf[9]=0x0d;
  360.                  rece_buf[10]=0x0a;//串口助手換行
  361.                         rece_buf[0]=10;                                                  //一共要發送10個字節,rece_buf[0]必須是10!!!!!!
  362.                         SEND_BUF(rece_buf);
  363.                

  364.                 delay(1000);
  365.         }
  366. }
復制代碼

全部資料51hei下載地址:
DS18B20采集溫度,并通過串口助手顯示采集的溫度.zip (43.69 KB, 下載次數: 49) 圖片.zip (4.84 MB, 下載次數: 25)

作者: nongxin117    時間: 2021-1-8 09:17
樓主辛苦,資料不錯




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