NRF2401与SPI接口的软硬件解决方案

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基于nrf2401的无线数据传输系统的设计与实现

基于nrf2401的无线数据传输系统的设计与实现

接收端:无线数据传输接收系统与无线数据传输发
并行数据接口,读写时序适配6800系列时序,可直接与 送系统相类似,系统在工作之前要进行初始化,按照程
8位微处理器相连。其中2管脚与单片机PB6链接,控制 序设计开始读取接收到的数据,判定后进行数据处理与
OLED12864 12C总线的SCL功能。1管脚与单片机PB7链 显示,在显示屏上显示HC-SR04超声波检测传感器测的
接,控制OLED12864 12C总线的SDA功能。
距离值。检测到数据后,在OLED显示屏上显示当前检
测出的距离,通过接收端读取NRF24L01寄存器。并通
二系统软件设计
过OLED显示模块进行显示,显示完毕后返回NRF24L01。
(一)无线数据传输系统主程序设计
如果超出设定的距离,报警器进行报警。如果接收不到
首先对发送和接收部分分别进行系统初始化,然后 数据则继续检测。
发送部分的超声波模块检测距离,经过初始化后接收部
(四)OLED数据显示电路子程序设计
分开始接受发送端发送的数据并进入判断程序当接收到
OLED数据显示电路在工作之前会进行系统初始化。
数据未到达报警值时,程序直接进入OLED显示模块显示 初始化后等待无线数据传输发送系统采集端采集到的数
(三)无线数据传输收发系统子程序设计
作者简介: 曲镇帮、田江伟,男,沈阳工学院。郑琳(通讯作者),
女,汉族,辽宁人,沈阳工学院,教师,讲师,硕士学位。
发送端:首先对系统进行初始化,设置为发送模式,
卫星电视与宽带多媒体 15
卫星电视2019第5期正文.indd 15
2019/6/3 14:36:06
(二)HC-SR04超声波测距电路子程序设计 HC-SR04超声波测距电路在工作之前会对串口1进行

基于nRF24L01的SPI远程通讯发射器

基于nRF24L01的SPI远程通讯发射器

基于nRF24L01的SPI远程通讯发射器摘要近年来,随着传感技术、嵌入式计算、现代网络、无线数据传输及分布式信息处理等技术的发展,能够将监测对象的数据通过无线方式发送,使得无线测量和传输技术也越来越受到人们的重视。

同时随着我国PM2.5污染问题日益凸显,以及公众环境意识的增强,对空气质量的关注也越来越多,但对其进行远距离实时监测仍是一个困难。

该设计是通过STM32单片机进行智能控制,通过PM2.5传感器检测空气质量,将检测的数值在OLED屏幕上显示、再通过nRF24L01通信系统将信息远程传输到室内的OLED屏上显示。

关键词: nRF24L01;STM32单片机;PM2.5传感器;1 设计背景及目的伴随着科技的发展及应用,使得无线测量和传输技术越来越受到人们的重视。

常用的无线数据传输技术主要有蓝牙技术、Wi-Fi技术、IrDA技术、超宽带技术等,而蓝牙技术和Wi-Fi技术功耗较高,IrDA技术传输速率较低,超宽带技术开发难度较高。

为了更好的实现无线通信的功能,增加模块的可靠性和使用寿命,本设计一种基于nRF24L01的无线通信系统,该系统具有传输速率高、成本低、功耗小、体积小、便于开发等优点,具有很高的应用价值。

2 基本设计思路本系统由nRF24L01、STM32单片机、PM2.5传感器模块和5V稳压模块组成。

由PM2.5传感器模块作为单片机主要的信号输入源,负责采集空气中PM2.5的含量,STM32单片机负责接收PM2.5传感器输出的检测信号后根据信号的状态不同进行不同处理,再将控制信号输出到nRF24L01,将实时监测到的PM2.5值传送到手机。

5V稳压模块则是在使用非USB供电时,使系统的输入电压保持在5V,是保证工作时系统的稳定性所必须的模块。

系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图3 硬件设计本设计采用性价比较高的射频芯片nRF24L01为核心搭建无线通信硬件平台。

该平台采用ATmega16L作为微控制器,控制无线发送和接收;通过ATK-ESP8266串口与用户端手机相连,实现无线数据通信。

关于使用STM32硬件SPI驱动NRF24L01

关于使用STM32硬件SPI驱动NRF24L01

关于使用STM32硬件SPI驱动NRF24L01+ 今天是大年初一总算有时间做点想做很久的事了,说到NRF2401可能很多电子爱好者都有用过或是软件模拟驱动又或是用单片机自带的硬件SPI来驱动,但不管是用哪种方法来驱动我想都在调试方面耗费了不少的时间(可能那些所谓的电子工程师不会出现这种情况吧!)网上的资料确实很多,但大多数都并没有经过发贴人认真测试过,有的只是理论上可以行的通但上机测试只能说是拿回来给他修改。

本文作者也是经过无助的多少天才算是调试成功了(基于STM32硬件SPI,软件模拟的以前用51单片机已经调通了今天就不准备再拿来讲了,当然如果以后有朋友有需要也可以告诉我,我也可以重新写一篇关于51的驱动的只要有时间是没有问题的。

)因为我用的是STM32F103C8T6的系统而且是刚接触不知道别的系统和我用的这个系统有多大的差别所以我不会整个代码全贴上来就完事了,我将就着重思路配合代码写出来,这样对于刚接触单片机的朋友会有很好的作用,但是还有一点请大家要原谅,可能会存在一些说的不好的地方,毕竟我没有经过正规渠道系统地学习过电子知识,对于前辈来说存在这样那样的问题不可避免的,在此也希望大家指教!贴个图先:NRF2401+的资料大家上网查一下,我输字的速度有点不好说!下面我来说一下整个调试流程吧1.先把STM32串口一调通(因为我不知道STM32 I/O口不知可不可以像51那样并口输出数据,如果可以那就更方便啰)。

2.与NRF2401建立起通信(这个才是问题的关键);3.利用读NRF2401的一个状态寄存器(STATUS)的值并通过串口发送到PC后通过51下载软件的串口助手显示出来(如果你用液晶来调试那你太有才了,你液晶和NRF2401存在牵连可能就会给寻找不成功的原因造成困难,而且还有不少硬件工作要做)在这说一下本文只调试发送程序,致于接收只改一个程序参数就行了。

我们先来调试STM32F103C8T6的串口1吧(也就是USART1)!它是STM32F103C8T6的片上外设之一,使用它时相对来说简单了不少。

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,广泛应用于无线通信领域。

它采用射频芯片nRF24L01+,具有高度集成的特点,能够提供可靠的无线通信连接。

本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括硬件结构和通信协议。

一、硬件结构nRF24L01由射频前端、基带处理器和外设接口组成。

1. 射频前端:射频前端包括射频收发器和天线开关。

射频收发器负责无线信号的调制、解调和放大,天线开关用于切换天线的收发模式。

2. 基带处理器:基带处理器负责控制射频前端的工作状态,包括发送和接收数据。

它还负责处理数据的编码、解码和差错校验。

3. 外设接口:nRF24L01提供了多种外设接口,包括SPI接口、GPIO接口和中断接口。

SPI接口用于与主控芯片进行通信,GPIO接口用于控制外部设备,中断接口用于处理外部中断信号。

二、通信协议nRF24L01采用2.4GHz的ISM频段进行无线通信,支持多种通信协议,如SPI、I2C、UART等。

其中,最常用的是SPI通信协议。

1. SPI通信协议:nRF24L01通过SPI接口与主控芯片进行通信。

SPI通信协议包括四根信号线:SCK(时钟信号)、MISO(主从数据传输)、MOSI(从主数据传输)和CSN(片选信号)。

主控芯片通过SPI接口向nRF24L01发送控制命令和数据,nRF24L01通过SPI接口将接收到的数据传输给主控芯片。

2. 数据传输:nRF24L01支持点对点和广播两种数据传输模式。

在点对点模式下,一个nRF24L01作为发送端,另一个nRF24L01作为接收端。

发送端将数据通过SPI接口发送给接收端,接收端通过SPI接口接收数据并进行处理。

在广播模式下,一个nRF24L01作为发送端,多个nRF24L01作为接收端。

发送端将数据广播给所有接收端,接收端通过SPI接口接收数据并进行处理。

三、工作原理nRF24L01的工作原理可以分为发送和接收两个过程。

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发器,广泛应用于无线通信领域。

它采用射频芯片和基带处理器相结合的设计,能够实现可靠的无线数据传输。

nRF24L01的工作原理主要分为发送和接收两个部分。

1. 发送部分:在发送数据之前,首先需要进行初始化设置。

nRF24L01通过SPI接口与主控芯片进行通信,主控芯片可以是单片机或者其他的微控制器。

通过SPI接口,主控芯片可以配置nRF24L01的工作频率、发射功率、通信速率等参数。

当需要发送数据时,主控芯片将数据通过SPI接口写入nRF24L01的发送缓冲区。

nRF24L01会将数据进行编码并添加校验位,然后将数据通过天线发送出去。

发送过程中,nRF24L01会不断检测接收方是否收到确认信号。

2. 接收部分:在接收数据之前,同样需要进行初始化设置。

接收端的nRF24L01和发送端的nRF24L01需要使用相同的工作频率、发射功率、通信速率等参数。

当nRF24L01接收到数据时,它会将接收到的数据进行解码,并进行校验,确保数据的完整性。

然后将数据通过SPI接口传输给主控芯片,主控芯片可以根据接收到的数据进行相应的处理。

nRF24L01的工作原理涉及到的一些关键技术包括频率合成器、调制解调器、射频功率放大器、SPI接口等。

频率合成器用于生成所需的工作频率,调制解调器用于将数字信号转换为射频信号或将射频信号转换为数字信号。

射频功率放大器用于增强信号的发送功率,确保信号可以在一定距离内传输。

nRF24L01支持多种工作模式,包括发送模式、接收模式、待机模式和电源关闭模式。

在待机模式下,nRF24L01可以通过设置自动唤醒定时器来降低功耗,延长电池寿命。

总结:nRF24L01是一款功能强大的无线收发器,通过SPI接口与主控芯片进行通信。

它能够实现可靠的无线数据传输,适用于各种无线通信应用。

了解nRF24L01的工作原理对于使用和开发无线通信系统是非常重要的。

基于模拟SPI的nrf24l01点对点通信说明

基于模拟SPI的nrf24l01点对点通信说明

基于模拟SPI的nrf24l01点对点通信说明基于模拟SPI的nrf24l01点对点通信通过阅读nrf24l01的中文手册大致了解其通信方式为SPI通信,上网查询SPI通信相关知识。

通过参考手册例程和网上例程完成程序的编写。

模拟SPI:使用单片机的IO口,利用函数来模拟SPI通信。

核心函数及个人的理解:uchar SPI_RW(uchar byte){uchar bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // 循环8次{MOSI = (byte & 0x80); // byte的最高位输出到MOSI,取最高位发送byte = (byte << 1); // 左移一位SCK = 1; // 拉高SCK,24L01从MOSI中读入一位数据,同时从MISO输出一位数据byte |= MISO; // 读MISO的最低位SCK = 0; // SCK置低}return(byte); // 返回读出的数据(从机的答复)}个人对该函数的理解:①函数功能:发送一个八位数据(由高位向低位,一位一位的发送)并接受从从机返回的数据,函数最后的返回是接受的数据。

②通过MOSI = (byte & 0x80); 的与运算实现先发高位。

特别需要注意的是MOSI MISO 两个都是一位传输的③发送一位数据后,数据左移右侧补0,接受到的一位数据与原先的数据进行或运算,将接受的数据放到最后一位而不影响原数据中尚未发送位上的数据。

如此八个循环后就实现了数据的发送和接受。

SPI_RW()函数理解后,程序中的其他函数都是实现nrf24l01的寄存器的配置,需参见数据手册进行理解(PS中文手册中有一些有错误,必要时可参见英文手册)。

具体的注释在我上发的程序中有详细的注释,请参见该程序。

基于模拟SPI的nrf24l01点对点通信,是nrf24l01 入门的应用,下一步工作我将继续研究基于硬件SPI的nrf24l01点对点通信,以及nrf24l01的点对多通信。

如何让SPI nRF24L01无线在两个单片机里实现通信

65 LED6=1;
66 delay_ms(300}
69 }
2401.h
1 #ifndef __NRF24L01_H__
2 #define __NRF24L01_H__
3 #include
4 #define uchar unsigned char
5 #define uint unsigned int
45 delay_ms(5);//消抖动
46 if(KEY8==0)
47 {
48 while(!KEY8);
49 TX_Mode(); //发送模式
50 nRF24L01_TxPacket(Tx_Buf1); //发送命令数据
51 LED6=0;
52 delay_ms(300);
53 LED6=1;
6
7 sbit CE =P1
18 {
19 unsigned int i;
20 while(x--)
21 for(i=125;i》0;i--);
22 }
23 void main()
24 {
25 uchar Tx_Buf1[]={1};//发送的信息1
26 uchar Rx_Buf[32]; //接收到的数据暂存器,最多32字节数据
39 {
40 RX_Mode();//接收模式
41 while(!nRF24L01_RxPacket(Rx_Buf))//等待接收数据,返回1则接收到数据,在等待接收数据期间,可以随时变成发送模式
42 {
43 if(KEY8==0)//按了按键8则变成发送模式,发送对应数据,发送完后变成接收模式
44 {
如何让SPI nRF24L01无线在两个单片机里实现通信

SPI控制nRF24L01

#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 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
void init_NRF24L01(void);
uint SPI_RW(uint uchar);
uchar SPI_Read(uchar reg);
void SetRX_Mode(void);
uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
sbit TX_DS =sta^5;
sbit MAX_RT =staБайду номын сангаас4;
/******************************************************************************************
/*延时函数

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发模块,广泛应用于无线通信领域。

它采用射频(RF)技术,能够在2.4GHz频段进行无线数据传输。

本文将详细介绍nRF24L01的工作原理。

1. 无线通信原理:无线通信是通过无线电波在空间中传播信息的一种通信方式。

nRF24L01利用射频信号进行无线通信,通过调制和解调技术实现数据的传输和接收。

2. nRF24L01的硬件结构:nRF24L01由射频前端、基带处理器和SPI接口组成。

射频前端负责射频信号的发送和接收,基带处理器负责数据的调制和解调,SPI接口用于与主控制器进行通信。

3. 工作模式:nRF24L01有两种工作模式:发送模式和接收模式。

在发送模式下,它将数据通过射频信号发送给接收端。

在接收模式下,它接收来自发送端的射频信号,并解调出原始数据。

4. 发送端工作原理:发送端首先将要发送的数据通过SPI接口发送给nRF24L01的基带处理器。

基带处理器将数据进行调制,将其转换为射频信号。

射频前端将射频信号发射出去,经过空间传播后到达接收端。

5. 接收端工作原理:接收端的射频前端接收到发送端发射的射频信号。

射频前端将射频信号经过放大和滤波处理后送给基带处理器。

基带处理器将接收到的射频信号进行解调,得到原始数据。

6. 通信协议:nRF24L01采用自己的通信协议,包括数据包格式、通信速率、信道选择等。

发送端和接收端需要使用相同的通信协议才干正常通信。

7. 功耗管理:nRF24L01具有低功耗设计,可以通过设置工作模式、发送功率和休眠模式等来控制功耗。

在不需要进行通信时,可以将nRF24L01设置为休眠模式,以节省能源。

8. 技术特点:nRF24L01具有以下技术特点:- 工作频率:2.4GHz- 通信距离:可达100米- 数据传输速率:最高2Mbps- 工作电压:1.9V至3.6V- 工作温度:-40℃至85℃9. 应用领域:nRF24L01广泛应用于无线数据传输领域,例如无线遥控、无线传感器网络、物联网等。

nRF24L01的工作原理

nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发模块,广泛应用于无线通信领域。

它采用射频收发器芯片nRF24L01+,支持2Mbps的高速数据传输速率,具有优秀的抗干扰能力和稳定的信号传输性能。

本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括硬件结构和通信协议。

1. 硬件结构nRF24L01模块主要由射频收发器芯片、天线、晶振、电源管理电路和外部接口组成。

射频收发器芯片:nRF24L01+芯片是模块的核心部件,它集成为了射频收发器、基带处理器和嵌入式协议栈等功能。

该芯片采用2.4GHz的ISM频段,支持多通道选择,能够与其他nRF24L01模块进行无线通信。

天线:nRF24L01模块通常配备了PCB天线,用于接收和发送无线信号。

天线的设计和布局对模块的通信距离和稳定性有一定影响。

晶振:nRF24L01模块使用晶振提供时钟信号,以保证模块的正常运行。

常见的晶振频率为16MHz。

电源管理电路:nRF24L01模块需要3.3V的电源供电,电源管理电路用于稳定和管理电源输入。

外部接口:nRF24L01模块通常具有SPI接口,用于与主控芯片进行通信。

SPI接口包括四根信号线:SCK、MISO、MOSI和CSN。

2. 通信协议nRF24L01模块使用一种称为Enhanced ShockBurst的协议进行数据传输。

该协议基于射频通信技术,具有高效的数据传输和强大的抗干扰能力。

Enhanced ShockBurst协议采用了一对多的通信方式,即一个发送器可以同时向多个接收器发送数据。

协议中定义了一些重要的概念和参数,如地址、通道、数据包、数据速率等。

地址:nRF24L01模块使用6字节的地址进行通信,发送器和接收器必须使用相同的地址才干进行通信。

地址由发送器设定,并在数据包中包含。

通道:nRF24L01模块支持多达125个通道,发送器和接收器必须使用相同的通道才干进行通信。

通道的选择可以用于避免不同模块之间的干扰。

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个 阶段 :
Байду номын сангаас
() 1 边沿之间的延时 T , d 最短时间是 5 s 0 。 n () C 2 从 E引脚 出现高电平到可以开始传输数 据的延时 Tedt, c2a 最短时间是 5 S a 。 U
图 1 N F 4 1 S ok us方式发送的时序图 R 2 0 以 he B r t
时序 , 导致 C U与 N F 4 1的数 据传输速度成为 P R 20
整个系统传输速度的瓶颈。通 过图 l 的时序图分析 导致传输速度下降的原因。 通过时序 图( 1…可以发现当希望 以 Sok AT AT 图 ) hc— NIN2 I

B rt 式发送 一 个数 据 包 的 时 候 , us方 需要 经 过 下 面几
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第2 6卷 1 期
20 0 6年 2月







Vo . 6. 1 2 No. 1 F b. 2 0 e .0 6
J u n l o tes a l U i ri o r a Of rhat ni nv st N Di e y
收 稿 日期 :0 5—1 —1 20 1 5
作者简介: 曾庆喜 (90 . , 18 一)男 江苏漂阳人 , 电力 大学信息工程学 院计算 机应用专业硕 士研究生 东北
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东北电力 史学学报
第2 6卷
()N F 4 1 5 R 20 真正发射刚才写入 FF I O中的数据包的时问 T a o

要: 由于 N ri公 司 2 4 Hz ode .G 的双 向射频收发芯 片 N F 4 1 有标准 的 S 1 口。 以在 实 R 20 没 P接 所
际的应用过程 当巾很难 发挥 它的高速 无线传输 的性能。针对该问题 , 利用带 S 1 E 的 L C 14AR P 接 l P 2 0 M 内核微控制器 , 绍 一种 能 实 现高 速无 线 数据 传 输 的接 口方 法 。给 出 具 体 的硬 件 实现 原 理 图 以及 介 L C 14对 N F 4 1 P 20 R 2 0 进行配置 的源程序 。
两种方式的缺点 , 同时又能发挥两种方式 的优点的设计方 法。下面假设 C U的晶振运行在 1 .52 P 10 9
M Hz.
2 IO直接 连接 方 式 的优 点及 存 在 的 问题 /
这种连接方式的优点是可 以非常方便地与各种高低速 C U接 I, P : 并且传输的误码率很低 。缺点是 I 因为 C U和 N F4 1 P R 20 通信的方式是模拟 S I P 的串行移位 , 所以不得不耗费大量的时间来模拟 S I P 的
关 键 词 :P 接 口; SI 射频 ; .GH ; R 机 2 4 zA M 文献标识码 : A 中图分类号 : P2 T 7
N F4 1 R 2 0 与微处理的接 口有两种方式 : O直接连接方式和 S I I / P 连接方式 , 但是两种连接的方式
各有优缺点。下面从 N F 4 1 R 20 的时序上分析两种方法的优点及存在的问题 , 并介绍一种能有效地避开
() 3 数据传 输过程 中的数据建立时间 s最短 ,
时间为 50 s 0 。保持时间 7 , a ’ 最短时间为 50n。 h 0 s ()由 Sadb 模式到 S ok us发射的延时 T b2x B 最短时间为 15 8 4 t .y n hcB r t sy tS , 9 。 1

5 n +5 s 5 0 s 0 n ) 0 0 s u +(0 n +5 0 s *2 8+1 5 s 5 u 9 u +2 6 s
6 4. 5 S 6 0 U

发送 速率
V=2 8 ( 6 .5 10 0 0  ̄3 3k p O / 6 4 0 / 0 0 0 )- 1 b s
这是系统能够达到的最 高的实际发送速 率。但是 在用 I0 / 直接连接方式 的时候 , 用下面的方法( 如图 2 模拟 S I ) P 的时序。 可以发现用这样的方法 , 每发送一个数据所需 时问远远超过
lS 。假如( + ) U n 部分的时间变成 1 时 , 0 s 速率将降低为 7 u 5 kp, bs可见要想提高整个 系统 数据发送的速率 , 在数据 包的长度
达到最长的时候 , 只有通过缩 短总时间 中的( + ) 部分才能
N F4 1 R 2 0 的数据发送方式是按照数据包的方式发送 的。每发射一个数据包都要经过上述的 5 个 阶段 。所 以计算发射每个数据包耗费的时间就可以计算出整个系统数据发射实际能达到的速度。现在
我们就按照下面的 N F 4 1 R 2 0 配置方式来计算 。
① 设定 本 机 的地址 长度 为 3 i 2bt 。 ② 本 机每 次发 送 数据 和接 收数 据 的长度 为 2 8bt 0 i 。
Nau a ce c d to t r I in eE iin S
文章 编号 :0 5 9 2 20 ) —0 4 10 —2 9 (0 601 0 5—0 3
N F 4 1与 S I 口的软 硬 件 解 决 方 案 R 20 P接
曾庆 喜 王 强2 杨英 杰 , ,
( . 电力大学 计 算机与信gT程学院 , i东北 吉林 吉林 121 ;. 30 22连云港供 电公 司, 江苏 连云港 220 ) 204
③ 发送速率 1 p, R 1 , R 使能。 sC C 6 C C Mb
④ C U的 晶振 为 1 .5 2MHz P 10 9 。
总 时间 T=T d+ T e d t +( 1+ T ) 0 c2 aa 7 s h *2 8+ T b 2x B+T a s y tS o =T d+T e d t +( s r ) 0 + T b 2x B+1 s 5 c2 aa 丁 + h *2 8 sy tS *2 6 u
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