【IntoRobot Atom试用体验】小项目《基于IntoRobot 云平台的远程无线开关》设计分享（三） 之 NRF24L01

本帖最后由 xintuxing 于 2016-2-13 23:05 编辑

本帖内容：
一、原理图回顾。
二、远程控制照明灯工作过程。
三、NRF24L01与IntoRobot ATOM核心板的引脚连接。
四、NRF24L01代码。

五、简介无线开关。

一、原理图回顾：




二、远程控制照明灯工作过程：


三、NRF24L01与IntoRobot ATOM核心板的引脚连接：
        NRF24L01无线模块共有8个引脚，连接情况如下：
       1、GND与核心板的GND连接。
       2、VCC 与核心板的3.3V连接。
       3、CE引脚与核心板的D6（PB8）连接。
       4、CSN引脚与核心板的D2（SPI1的SS）连接。
       5、SCK引脚与核心板的D3（SPI1的SCK）连接。
       6、MOSI引脚与核心板的D5（SPI1的MOSI）连接。
       7、MISO引脚与核心板的D4（SPI1的MISO）连接。
       8、IRQ引脚与核心板的D7（PB9）连接。


四、NRF24L01代码：1、在工程添加两个文件：
               
2、在NRF24L01A.h中添加如下内容：

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned char uchar;

#define TX_ADR_WIDTH    5    // 5 uints TX address width
#define RX_ADR_WIDTH    5    // 5 uints RX address width
#define TX_PLOAD_WIDTH  2   // 32 uints TX payload
#define RX_PLOAD_WIDTH  2   // 32 uints TX payload

//*********NRF24L01寄存器指令******************************************************
#define READ_REG        0x00   //读寄存器指令
#define WRITE_REG       0x20  //写寄存器指令
#define RD_RX_PLOAD     0x61   //读取接收数据指令
#define WR_TX_PLOAD     0xA0   //写待发数据指令
#define FLUSH_TX        0xE1  //冲洗发送FIFO指令
#define FLUSH_RX        0xE2   // 冲洗接收FIFO指令
#define REUSE_TX_PL     0xE3   //定义重复装载数据指令
#define NOP             0xFF   //保留
//*******SPI(nRF24L01)寄存器地址****************************************************
#define CONFIG          0x00  //配置收发状态，crc校验模式以及收发状态响应方式
#define EN_AA           0x01  //自动应答功能设置
#define EN_RXADDR       0x02  //可用信道设置
#define SETUP_AW        0x03  // 收发地址宽度设置
#define SETUP_RETR      0x04  //自动重发功能设置
#define RF_CH           0x05  // 工作频率设置
#define RF_SETUP        0x06  //发射速率、功耗功能设置
#define STATUS          0x07  //状态寄存器
#define OBSERVE_TX      0x08  //发送监测功能
#define CD              0x09  //地址检测         
#define RX_ADDR_P0      0x0A  //频道0接收数据地址
#define RX_ADDR_P1      0x0B  //频道1接收数据地址
#define RX_ADDR_P2      0x0C  //频道2接收数据地址
#define RX_ADDR_P3      0x0D  //频道3接收数据地址
#define RX_ADDR_P4      0x0E  //频道4接收数据地址
#define RX_ADDR_P5      0x0F  //频道5接收数据地址
#define TX_ADDR         0x10  //发送地址寄存器
#define RX_PW_P0        0x11  //接收频道0接收数据长度
#define RX_PW_P1        0x12  //接收频道1接收数据长度
#define RX_PW_P2        0x13  //接收频道2接收数据长度
#define RX_PW_P3        0x14  //接收频道3接收数据长度
#define RX_PW_P4        0x15  //接收频道4接收数据长度
#define RX_PW_P5        0x16  //接收频道5接收数据长度
#define FIFO_STATUS     0x17  //FIFO栈入栈出状态寄存器设置
#define STA_MARK_RX     0X40
#define STA_MARK_TX     0X20
#define STA_MARK_MX     0X10         
#define CE   D6
#define IRQ  D7
#define CSN  D2
class NRF24L01
{
    public:
        NRF24L01(int i);
        void init_nrf24l01_io(uint8_t order,uint8_t divider,uint8_t mode);    // Init HW or SW SPI
        uchar SPI_RW(uchar _byte);                                // Single SPI read/write
        uchar SPI_Read(BYTE reg);                               // Read one byte from nRF24L01
        uchar SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE _byte);                  // Write one byte to register 'reg'
        uchar SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes);  // Writes multiply bytes to one register
        uchar SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes);   // Read multiply bytes from one register
        void RX_Mode(void);
        void TX_Mode(void);
        unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
        void Transmit(unsigned char * tx_buf);
        uchar RX_DR = 0;
        uchar TX_DS = 0;
        uchar MAX_RT = 0;
        uchar  TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};
        uchar  RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};
        uchar Tx_Buf[TX_PLOAD_WIDTH]={0,0};//发送数据
        uchar Rx_Buf[RX_PLOAD_WIDTH]={0,0};//接收数据
};

3、在NRF24L01A.cpp文件中添加如下内容：#include
NRF24L01::NRF24L01(int i)
{
    i=i;
}
void NRF24L01::init_nrf24l01_io(uint8_t order,uint8_t divider,uint8_t mode)
{
    SPI_1.begin();
    SPI_1.setBitOrder(order);
    SPI_1.setClockDivider(divider);
    SPI_1.setDataMode(mode);   
    pinMode(CE,OUTPUT);
    pinMode(CSN,OUTPUT);
    pinMode(IRQ,INPUT_PULLUP);
    digitalWrite(CE,LOW);
    digitalWrite(CSN,HIGH);

}

//**SPI代码****************************************
uchar NRF24L01::SPI_RW(uchar _byte)
{
    return(SPI_1.transfer(_byte));
}
uchar NRF24L01::SPI_RW_Reg (uchar reg,uchar value)//向寄存器REG写一个字节，同时返回状态字节
{
    uchar status;
    digitalWrite(CSN,LOW);
    status=SPI_RW(reg);
    SPI_RW(value);
    digitalWrite(CSN,HIGH);
    return(status);
}
uchar NRF24L01::SPI_Read(uchar  reg)
{
        uchar reg_val;
//        CSN(0);
digitalWrite(CSN,LOW);
        SPI_RW(reg);
        reg_val=SPI_RW(0);
//        CSN(1);
digitalWrite(CSN,HIGH);
        return(reg_val);
}
uchar NRF24L01::SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)
{
        uchar status,byte_ctr;
//        CSN(0);                   // Set CSN low, init SPI tranaction
digitalWrite(CSN,LOW);
        status = SPI_RW(reg);    // Select register to write to and read status byte
        for(byte_ctr=0; byte_ctr         SPI_RW(*pBuf++);
//        CSN(1);                // Set CSN high again
digitalWrite(CSN,HIGH);
        return(status);          // return nRF24L01 status byte
}
//发送模式 代码
void NRF24L01::TX_Mode(void)
{
        digitalWrite(CE,LOW);
        SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0x00);
        SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR,(uchar*)TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    // Writes TX_Address to nRF24L01
        SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0,(uchar*)RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // RX_Addr0 same as TX_Adr for Auto.Ack
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);      // Enable Auto.Ack:Pipe0
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);  // Enable Pipe0
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x1a); // 500us + 86us, 10 retrans...1a
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);        // Select RF channel 40
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);   // TX_PWR:0dBm, Datarate:1Mbps, LNA:HCURR
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为32字节
        SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);
        digitalWrite(CE,HIGH);
        delay(100);
}
void NRF24L01::Transmit(unsigned char * tx_buf)
{
    unsigned char sta = SPI_Read(STATUS); //读取状态寄存器来判断数据接收状态
//   while((sta & 0x10));
    if(((sta & 0x10) | (sta& 0x20)))
    {
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);
      TX_Mode();
    }
      digitalWrite(CE,LOW);   //StandBy I模式
      SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, (uchar*)TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
      SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0x00);
      SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH);     // 装载数据
      SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e);      // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
      digitalWrite(CE,HIGH);   //置高CE，激发数据传送
      delay(150);
}
//接收模式代码
uchar NRF24L01::SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
{
        uchar sta,uchar_ctr;
        
//        CSN(0);                      // Set CSN low, init SPI tranaction
        sta = SPI_RW(reg);         // Select register to write to and read status uchar
        
        for(uchar_ctr=0;uchar_ctr         pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0);    //
        
//        CSN(1);      
        return(sta);                    // return nRF24L01 status uchar
}
/*****************************************************************************************************
  函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
  功能：数据读取后放入rx_buf接收缓冲区中
*****************************************************************************************************/
unsigned char NRF24L01::nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
{
    unsigned char revale=0,sta = 0;
    sta = SPI_Read(STATUS); //读取状态寄存器来判断数据接收状态
//   RX_DR = ();
    if(sta & 0x40)    //判断是否接收到数据
    {
        //CE = 0;    //SPI使能
        SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,RX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from RX_FIFO buffer
        revale =1;   //读取数据完成标志
        //Delay(100);
    }
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);   //接收到数据后RX_DR，TX_DS，MAX_PT都置为高，通过写1来清除中断标志。
    return revale;
}
/*****************************************************************************************************/
/*函数：void RX_Mode(void)
*功能：数据接收配置
***************************************************************************************************/
void NRF24L01::RX_Mode(void)
{
    digitalWrite(CE,LOW);
    SPI_RW_Reg(FLUSH_RX,0x00);
    //SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    // Writes TX_Address to nRF24L01
    SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, (uchar*)RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // RX_Addr0 same as TX_Adr for Auto.Ack
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);      // Enable Auto.Ack:Pipe0
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);  // Enable Pipe0
    //SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x1a); // 500us + 86us, 10 retrans...1a
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);        // Select RF channel 40
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH);
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f);   // TX_PWR:0dBm, Datarate:1Mbps, LNA:HCURR
    SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0F);
    digitalWrite(CE,HIGH);
    delay(130);
}

3、特别注释：下图的函数是SPI1的配置，最后要把CE和CSN拉低：

transfer函数是含写与读两个功能，只需调用一次就完成一个完整的SPI时序：





五：简介无线开关：


这是STM8S103单片机与NRF24L01的连接，可控硅电路只需要一个IO引脚就可以控制，连接较为简单。
这个电路板设置的功能比较多，是为了可以多用途拓展，需要用到的时候就可以将相应的元件焊接上。
现在已经把该电路板嵌入到了正常的手动开关里，已经实现了远程无线控制照明灯，并且不影响手动开关的正常使用。

本帖到此结束，效果图待下贴上传。

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