STM32F1基于STM32CubeMX配置硬件SPI驱动nRF24L01数据收发
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STM32F1基于STM32CubeMX配置硬件SPI驱动nRF24L01数据收发
- 📌相关参考《STM32L051C8T6 HAL库 + nRF24L01 收发案例(硬件SPI通讯)》
- 📍《HAL库驱动NRF24L01实现数据传输》
- 🌿串口数据收发显示：
- 🌿工程默认配置的是STM32F103VC单片机
- ✨测试该项目需要两块单片机才行，涉及到数据收发端。
🌼nrf24l01模块
- 🔖引脚定义
- 📜接线定义：
SPI1控制引脚：
CLK--->PA5
MISO--->PA6
MOSI--->PA7
CSN-->PB7
CE -> PB6
IRQ -> PB8
----------------------
VCC CSN MOSI IRQ
GND CE SCK MISO
⛳注意事项
-
🚩由于nRF24L01所硬件所支持的速度是10M，在STM32CubeMX配置SPI参数时，选择合适的分频系数：
-
🔰除了硬件SPI引脚SCK、MISO、MOSI引脚不能随意改动外其他引脚可以任意指定。
-
🎉除了硬件SPI引脚SCK、MISO、MOSI引脚其他3个引脚模式配置如下：
nrf24L01.h驱动内容
#ifndef __nrf24L01_H
#define __nrf24L01_H
#include "stdint.h"
/* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
/* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
#define NRF24L01_SPIx SPI1
#define NRF24L01_SPIx_RCC_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_SPIx_RCC_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_SPI1_CLK_DISABLE()
#define NRF24L01_SPI_GPIO_ClK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_SPI_GPIO_PORT GPIOA
#define NRF24L01_SPI_SCK_PIN GPIO_PIN_5
#define NRF24L01_SPI_MISO_PIN GPIO_PIN_6
#define NRF24L01_SPI_MOSI_PIN GPIO_PIN_7
#define NRF24L01_SPI_CS_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_SPI_CS_PORT GPIOB
#define NRF24L01_SPI_CS_PIN GPIO_PIN_7
#define NRF24L01_SPI_CS_ENABLE() HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_SPI_CS_PORT, NRF24L01_SPI_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define NRF24L01_SPI_CS_DISABLE() HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_SPI_CS_PORT, NRF24L01_SPI_CS_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define NRF24L01_CE_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_CE_PORT GPIOB
#define NRF24L01_CE_PIN GPIO_PIN_6
#define NRF24L01_CE_LOW() HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_PORT, NRF24L01_CE_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define NRF24L01_CE_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(NRF24L01_CE_PORT, NRF24L01_CE_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define NRF24L01_IRQ_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define NRF24L01_IRQ_PORT GPIOB
#define NRF24L01_IRQ_PIN GPIO_PIN_8
#define NRF24L01_IRQ_PIN_READ() HAL_GPIO_ReadPin(NRF24L01_IRQ_PORT,NRF24L01_IRQ_PIN)
// NRF24L01发送接收数据宽度定义
#define TX_ADR_WIDTH 5 //5字节的地址宽度
#define RX_ADR_WIDTH 5 //5字节的地址宽度
#define TX_PLOAD_WIDTH 32 //32字节的用户数据宽度
#define RX_PLOAD_WIDTH 32 //32字节的用户数据宽度
//NRF24L01寄存器操作命令
#define NRF_READ_REG 0x00 //读配置寄存器,低5位为寄存器地址
#define NRF_WRITE_REG 0x20 //写配置寄存器,低5位为寄存器地址
#define RD_RX_PLOAD 0x61 //读RX有效数据,1~32字节
#define WR_TX_PLOAD 0xA0 //写TX有效数据,1~32字节
#define FLUSH_TX 0xE1 //清除TX FIFO寄存器.发射模式下用
#define FLUSH_RX 0xE2 //清除RX FIFO寄存器.接收模式下用
#define REUSE_TX_PL 0xE3 //重新使用上一包数据,CE为高,数据包被不断发送.
#define NOP 0xFF //空操作,可以用来读状态寄存器
//SPI(NRF24L01)寄存器地址
#define CONFIG 0x00 //配置寄存器地址;bit0:1接收模式,0发射模式;bit1:电选择;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能;
//bit4:中断MAX_RT(达到最大重发次数中断)使能;bit5:中断TX_DS使能;bit6:中断RX_DR使能
#define EN_AA 0x01 //使能自动应答功能 bit0~5,对应通道0~5
#define EN_RXADDR 0x02 //接收地址允许,bit0~5,对应通道0~5
#define SETUP_AW 0x03 //设置地址宽度(所有数据通道):bit1,0:00,3字节;01,4字节;02,5字节;
#define SETUP_RETR 0x04 //建立自动重发;bit3:0,自动重发计数器;bit7:4,自动重发延时 250*x+86us
#define RF_CH 0x05 //RF通道,bit6:0,工作通道频率;
#define RF_SETUP 0x06 //RF寄存器;bit3:传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,发射功率;bit0:低噪声放大器增益
#define STATUS 0x07 //状态寄存器;bit0:TX FIFO满标志;bit3:1,接收数据通道号(最大:6);bit4,达到最多次重发
//bit5:数据发送完成中断;bit6:接收数据中断;
#define MAX_TX 0x10 //达到最大发送次数中断
#define TX_OK 0x20 //TX发送完成中断
#define RX_OK 0x40 //接收到数据中断
#define OBSERVE_TX 0x08 //发送检测寄存器,bit7:4,数据包丢失计数器;bit3:0,重发计数器
#define CD 0x09 //载波检测寄存器,bit0,载波检测;
#define RX_ADDR_P0 0x0A //数据通道0接收地址,最大长度5个字节,低字节在前
#define RX_ADDR_P1 0x0B //数据通道1接收地址,最大长度5个字节,低字节在前
#define RX_ADDR_P2 0x0C //数据通道2接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P3 0x0D //数据通道3接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P4 0x0E //数据通道4接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define RX_ADDR_P5 0x0F //数据通道5接收地址,最低字节可设置,高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等;
#define TX_ADDR 0x10 //发送地址(低字节在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0与此地址相等
#define RX_PW_P0 0x11 //接收数据通道0有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define RX_PW_P1 0x12 //接收数据通道1有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define RX_PW_P2 0x13 //接收数据通道2有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define RX_PW_P3 0x14 //接收数据通道3有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define RX_PW_P4 0x15 //接收数据通道4有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define RX_PW_P5 0x16 //接收数据通道5有效数据宽度(1~32字节),设置为0则非法
#define NRF_FIFO_STATUS 0x17 //FIFO状态寄存器;bit0,RX FIFO寄存器空标志;bit1,RX FIFO满标志;bit2,3,保留
//bit4,TX FIFO空标志;bit5,TX FIFO满标志;bit6,1,循环发送上一数据包.0,不循环;
/* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
void NRF24L01_Init(void);
void NRF24L01_RX_Mode(void); //配置为接收模式
void NRF24L01_TX_Mode(void); //配置为发送模式
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uint8_ts);//写数据区
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t uint8_ts); //读数据区
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg); //读寄存器
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg, uint8_t value); //写寄存器
uint8_t NRF24L01_Check(void); //检查24L01是否存在
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf); //发送一个包的数据
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf); //接收一个包的数据
void NRF_LowPower_Mode(void);
#endif
nrf24L01.c驱动内容
#include "nrf24L01.h"
#include "spi.h"
const uint8_t TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]=0x34,0x43,0x10,0x10,0x01; //发送地址
const uint8_t RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]=0x34,0x43,0x10,0x10,0x01; //接收地址
//针对NRF24L01修改SPI1驱动
void NRF24L01_SPI_Init(void)
__HAL_SPI_DISABLE(&hspi1); //先关闭SPI1
hspi1.Init.CLKPolarity=SPI_POLARITY_LOW; //串行同步时钟的空闲状态为低电平
hspi1.Init.CLKPhase=SPI_PHASE_1EDGE; //串行同步时钟的第1个跳变沿（上升或下降）数据被采样
HAL_SPI_Init(&hspi1);
__HAL_SPI_ENABLE(&hspi1); //使能SPI1
//初始化24L01的IO口
void NRF24L01_Init(void)
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟
// __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //开启GPIOB时钟
// //GPIOB1,2推挽输出
// GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2; //PB1,2
// GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //输出
// HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure); //初始化
//GPIOA.4上拉输入
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4; //PA4
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT; //输入
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); //初始化
// MX_SPI1_Init(); //初始化SPI1
NRF24L01_SPI_Init(); //针对NRF的特点修改SPI的设置
NRF24L01_CE_LOW(); //使能24L01
NRF24L01_SPI_CS_DISABLE(); //SPI片选取消
/**
*SPI速度设置函数
*SPI速度=fAPB1/分频系数
*@ref SPI_BaudRate_Prescaler:SPI_BAUDRATEPRESCALER_2~SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 256
*fAPB1时钟一般为42Mhz：
*/
static void SPI1_SetSpeed(uint8_t SPI_BaudRatePrescaler)
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
__HAL_SPI_DISABLE(&hspi1); //关闭SPI
hspi1.Instance->CR1&=0XFFC7; //位3-5清零，用来设置波特率
hspi1.Instance->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;//设置SPI速度
__HAL_SPI_ENABLE(&hspi1); //使能SPI
/**
* 函数功能: 往串行Flash读取写入一个字节数据并接收一个字节数据
* 输入参数: byte：待发送数据
* 返 回 值: uint8_t：接收到的数据
* 说 明：无
*/
uint8_t SPIx_ReadWriteByte(SPI_HandleTypeDef* hspi,uint8_t byte)
uint8_t d_read,d_send=byte;
if(HAL_SPI_TransmitReceive(hspi,&d_send,&d_read,1,0xFF)!=HAL_OK)
d_read=0xFF;
return d_read;
/**
* 函数功能: 检测24L01是否存在
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 0，成功;1，失败
* 说 明：无
*/
uint8_t NRF24L01_Check(void)
uint8_t buf[5]=0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5;
uint8_t i;
SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_4); //spi速度为8.0Mhz（（24L01的最大SPI时钟为10Mhz,这里大一点没关系）
NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.
NRF24L01_Read_Buf(TX_ADDR,buf,5); //读出写入的地址
for(i=0;i<5;i++)if(buf[i]!=0XA5)break;
if(i!=5)return 1;//检测24L01错误
return 0; //检测到24L01
/**
* 函数功能: SPI写寄存器
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：reg:指定寄存器地址
*
*/
uint8_t NRF24L01_Write_Reg(uint8_t reg,uint8_t value)
uint8_t status;
NRF24L01_SPI_CS_ENABLE(); //使能SPI传输
status =SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg); //发送寄存器号
SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,value); //写入寄存器的值
NRF24L01_SPI_CS_DISABLE(); //禁止SPI传输
return(status); //返回状态值
/**
* 函数功能: 读取SPI寄存器值
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：reg:要读的寄存器
*
*/
uint8_t NRF24L01_Read_Reg(uint8_t reg)
uint8_t reg_val;
NRF24L01_SPI_CS_ENABLE(); //使能SPI传输
SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg); //发送寄存器号
reg_val=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,0XFF);//读取寄存器内容
NRF24L01_SPI_CS_DISABLE(); //禁止SPI传输
return(reg_val); //返回状态值
/**
* 函数功能: 在指定位置读出指定长度的数据
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 此次读到的状态寄存器值
* 说 明：无
*
*/
uint8_t NRF24L01_Read_Buf(uint8_t reg,uint8_t *pBuf,uint8_t len)
uint8_t status,uint8_t_ctr;
NRF24L01_SPI_CS_ENABLE(); //使能SPI传输
status=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
for(uint8_t_ctr=0;uint8_t_ctr<len;uint8_t_ctr++)
pBuf[uint8_t_ctr]=SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,0XFF);//读出数据
NRF24L01_SPI_CS_DISABLE(); //关闭SPI传输
return status; //返回读到的状态值
/**
* 函数功能: 在指定位置写指定长度的数据
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：reg:寄存器(位置) *pBuf:数据指针 len:数据长度
*
*/
uint8_t NRF24L01_Write_Buf(uint8_t reg, uint8_t *pBuf, uint8_t len)
uint8_t status,uint8_t_ctr;
NRF24L01_SPI_CS_ENABLE(); //使能SPI传输
status = SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值
for(uint8_t_ctr=0; uint8_t_ctr<len; uint8_t_ctr++)
SPIx_ReadWriteByte(&hspi1,*pBuf++); //写入数据
NRF24L01_SPI_CS_DISABLE(); //关闭SPI传输
return status; //返回读到的状态值
/**
* 函数功能: 启动NRF24L01发送一次数据
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 发送完成状况
* 说 明：txbuf:待发送数据首地址
*
*/
uint8_t NRF24L01_TxPacket(uint8_t *txbuf)
uint8_t sta;
SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为4.0Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
NRF24L01_CE_LOW();
NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);//写数据到TX BUF 32个字节
NRF24L01_CE_HIGH();//启动发送
while(NRF24L01_IRQ_PIN_READ()!=0);//等待发送完成
sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
if(sta&MAX_TX)//达到最大重发次数
NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清除TX FIFO寄存器
return MAX_TX;
if(sta&TX_OK)//发送完成
return TX_OK;
return 0xff;//其他原因发送失败
/**
* 函数功能:启动NRF24L01接收一次数据
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*
*/
uint8_t NRF24L01_RxPacket(uint8_t *rxbuf)
uint8_t sta;
SPI1_SetSpeed(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8); //spi速度为4.0Mhz（24L01的最大SPI时钟为10Mhz）
sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
if(sta&RX_OK)//接收到数据
NRF24L01_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rxbuf,RX_PLOAD_WIDTH);//读取数据
NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);//清除RX FIFO寄存器
return 0;
return 1;//没收到任何数据
/**
* 函数功能: 该函数初始化NRF24L01到RX模式
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*
*/
void NRF24L01_RX_Mode(void)
NRF24L01_CE_LOW();
NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0F以上是关于STM32F1基于STM32CubeMX配置硬件SPI驱动nRF24L01数据收发的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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