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[導(dǎo)讀]1.源程序開發(fā)環(huán)境建立1.1程序編譯軟件編譯軟件用keil C51,打開安裝文件,一路點擊下一步即可完成。1.2程序下載軟件使用STC ISP下載軟件。2.源程序文件整體結(jié)構(gòu)工程中,只有一個main.c文件,所有程序都寫在這個文件里

1.源程序開發(fā)環(huán)境建立

1.1程序編譯軟件

編譯軟件用keil C51,打開安裝文件,一路點擊下一步即可完成。

1.2程序下載軟件

使用STC ISP下載軟件。

2.源程序文件整體結(jié)構(gòu)

工程中,只有一個main.c文件,所有程序都寫在這個文件里面。Reg51.h是包含的頭文件。是不是非常簡單!

3.源程序執(zhí)行流程

無線數(shù)據(jù)處理程序:

串口數(shù)據(jù)處理程序:

4.串口配置函數(shù)

voidserial_open(void){SCON=0X50;AUXR|=0X04;TL2=0Xc0;//9600TH2=0Xfd;AUXR|=0X10;}

此串口配置函數(shù),利用單片機內(nèi)部的定時器2作為波特率發(fā)生器。共用到4個寄存器:SCON AUXR TL2 TH2

SM0和SM1的位決定串口工作的4種方式:

程序中,SCON=0X50,即SM0=0 SM1=1,即串口工作在“方式1”;REN=1,允許串口接收數(shù)據(jù)。

TL2和TH2是定時器2的高位和低位寄存器。

程序中,首先AUXR|=0X40,最后AUXR|=0X10。即首先把T2x12置1,然后把T2R置1。即首先把定時器2設(shè)置為1T模式,然后把定時器打開。

5.串口發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)

voidsenddata(uchardata_buf){SBUF=data_buf;while(!TI);TI=0;}

用到了寄存器SBUF和寄存器SCON中的TI位。

SBUF寄存器是串口收發(fā)數(shù)據(jù)緩存寄存器,放到這個寄存器中的數(shù)據(jù),會通過串口發(fā)送出去,接收到的串口數(shù)據(jù),也會放到這個寄存器中。也就是串口接收和發(fā)送都是使用這個寄存器。

程序中,SBUF=data_buf,就是把data_buf給了SBUF,單片機自動把SBUF里面的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口。TI是串口發(fā)送數(shù)據(jù)完成標志位,當(dāng)串口發(fā)送完一個數(shù)據(jù),此位置1,置位后,需要通過軟件清0。所以通過while(!TI),來檢測TI位,達到檢測串口是否發(fā)送完數(shù)據(jù)的目的。當(dāng)TI為0,程序會停留在while(!TI),不斷檢測;當(dāng)TI=1,while括號里面的條件=0,退出while,程序向下執(zhí)行。TI=0,把TI清0。

6.串口接收數(shù)據(jù)函數(shù)

bitWaitComm(){unsignedinti=0;unsignedcharj=0;if(RI){rece_buf[++j]=SBUF;RI=0;while(i<1000){if(RI){rece_buf[++j]=SBUF;RI=0;i=0;}i++;}rece_buf[0]=j;return0;}else{return1;}}

程序中,用到了SBUF寄存器和SCON寄存器中的RI位。

串口接收到數(shù)據(jù),RI位置1,所以,通過判斷RI位,就可以判斷是否接收到串口數(shù)據(jù):if(RI),就是if(RI==1)的省略形式,因為if括號里面要的是邏輯真假,即0和1,所以可以省略。

程序中i和j用作計數(shù)器。i用來規(guī)定此次串口接收數(shù)據(jù)所用的時間,這個時間就是個大概值;j用來計數(shù)此次串口一共接收到了多少個字節(jié)。

程序中,通過rece_buf[0]=j把一共接收到多少個字節(jié)存儲到rece_buf中的第一個字節(jié),通過rece_buf[++i]=SBUF把接收到的數(shù)據(jù)從rece_buf數(shù)據(jù)的第二個字節(jié)依次放進去。

程序有返回值,如果返回0,表示接收到數(shù)據(jù),如果返回1,表示沒有接收到數(shù)據(jù)。

7.SPI初始化配置函數(shù)

voidSPI_Init(void){SPSTAT|=0XC0;SPCTL=0XD0;}

我們用的這款51單片機STC15W404AS內(nèi)部有SPI通信模塊。

引腳配置如下圖所示:(紅色方框中的引腳)

SS是片選引腳,也可以叫做使能引腳,也可以叫做從機選擇引腳;

MOSI是主機輸出從機輸入引腳;

MISO是主機輸入從機輸出引腳;

SCLK是通信時鐘引腳。

在我們的應(yīng)用中,單片機是主機,從機是NRF24L01芯片。

程序中,用到了2個寄存器:SPSTAT和SPCTL。

這個寄存器的bit6和bit7是有效位,具體定義看上圖。程序中,SPSTAT|=0XC0,即向寄存器的bit6和bit7寫1,由上圖定義知,我們在清這兩個位,目的是不要讓這兩個位影響SPI通信。

程序中,SPCTL=0xD0,即SSIG=1 SPEN=1 MSTR=1,剩下的位=0。

因為程序中,SPR1 SPR0位為0,所以選擇了CPU_CLK/4的時鐘,因為我們源程序規(guī)定的主頻是22.1184MHz主頻,所以SPI速率就是22.1184/4=5.5296MHz,NRF24L01芯片規(guī)定的SPI通信速率最大是10MHz,所以符合通信的要求。

這兩個位的值是由NRF24L01的通信時序決定的。NRF24L01的時序圖如下所示:

由NRF24L01的時序圖得知,SCK時鐘引腳在空閑時應(yīng)該是低電平,所以CPOL=0。

還可以看出來,數(shù)據(jù)是由前時鐘沿采樣,所以CPHA=0。

把時序圖放大,看其中一部分,如下圖:

由NRF24L01的時序圖和RORD位的定義可知,數(shù)據(jù)的高位先發(fā)送,低位后發(fā)送,所以RORD=0。

我們選擇的SPI口為主機模式,把P1.2/SS引腳當(dāng)做普通IO口使用,通過拉低P1.2引腳來選擇NRF24L01。

8.SPI數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù)

ucharSPI_RW(uchartr_data){uchari=0;SPSTAT|=0Xc0;SPDAT=tr_data;while(((SPSTAT&0X80)!=0X80)&&(i<20)){i++;delay_ms(1);}returnSPDAT;}

SPI是雙工通信,接收一個數(shù)據(jù)的同時,就要發(fā)送一個數(shù)據(jù),發(fā)送一個數(shù)據(jù)的同時,就要接收一個數(shù)據(jù)。

SPDAT是SPI數(shù)據(jù)寄存器,接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)都放到這里面。

程序里面,先把狀態(tài)寄存器的位清0,然后把要發(fā)送的數(shù)據(jù)給了SPDAT,然后通過觀察SPI狀態(tài)寄存器看是否發(fā)送完數(shù)據(jù),最后把接收到的SPI數(shù)據(jù)返回。

為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)過程出錯使得程序死在while循環(huán),所以用i和delay_ms(1)配合,當(dāng)20ms還沒有發(fā)送完數(shù)據(jù),就跳出while循環(huán)。

9.無線芯片配置函數(shù)

voidNRF24L01_RT_Init(void){NRF_CE=0;NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_RX,0xff);NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+TX_ADDR,(uchar*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);NRF24L01_Write_Buf(WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(uchar*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_AA,0x01);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,125);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x07);NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+CONFIG,0x0f);NRF_CE=1;}

配置函數(shù)里面,都是用NRF24L01_Write_Reg()函數(shù)實現(xiàn)的。

每條語句有什么用,詳見源程序后面的注釋。

我們在應(yīng)用中,需要修改的地方有:通信頻道,通信地址,通信速率。

通信頻道修改RF_CH,這個值的范圍是0~125,一共126個頻道。

NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_CH,40);

通信地址修改程序中的地址數(shù)組里面的數(shù)據(jù)

constucharTX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x68,0x86,0x66,0x88,0x28};
constucharRX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x68,0x86,0x66,0x88,0x28};

通信速率可以改為3種:2M 1M 250K

NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);

下圖是SI24R1的RF_SETUP寄存器定義:

下圖是NRF24L01+的RF_SETUP寄存器定義:

SI24R1和NRF24L01芯片的不同之處就是這個寄存器中的TX發(fā)射功率配置。SI24R1最大功率7dBm,NFR24L01最大發(fā)射功率0dBm。所以SI24R1要比NRF24L01發(fā)射的距離更遠。此外,通信的速率越小,發(fā)射的距離也越大,所以,在250K的速率下,配置為最大TX發(fā)射功率時,傳輸距離越遠。

下面,我給大家列出最大發(fā)射功率下3種傳輸速率的配置,方便大家使用:

NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);//2M速率NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x07);//1M速率NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG+RF_SETUP,0x27);//250K速率

要保證兩個芯片通信,需要滿足的條件:

發(fā)射接收數(shù)據(jù)寬度相同(最大32個字節(jié))

發(fā)射接收地址相同(5個8位地址)

發(fā)射接收頻道相同(0~125)

發(fā)射接收速率相同(2M 1M 250K)

10.無線發(fā)送數(shù)

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