NRF24L01 自学笔记与发送失败问题解决
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本文问题解决参考于：
《不就是调个2.4Ghz无线通信么，诶，怎么不通" 解决之道》 原文连接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/37823515
①、引脚说明
VCC、GND
CE：模式控制线。在 CSN为低的情况下，CE 协同CONFIG 寄存器共同决定NRF24L01 的状态（参照NRF24L01 的状态机）
IRQ：中断信号线。中断时变为低电平
在以下三种情况变低：
- Tx FIFO 发完并且收到ACK（使能ACK情况下）
- Rx FIFO 收到数据
- 达到最大重发次数
CSN：SPI片选线
SCK：SPI时钟线
MOSI：SPI数据线(主机输出，从机输入)
MISO：SPI数据线(主机输入，从机输出)
②、4种工作模式
收、发、待机、掉电 四种模式
收发模式有两种：
- Enhanced ShockBurstTM 收发模式（支持自动ACK和自动重发）
- ShockBurstTM 收发模式
开启自动ACK，则默认选择Enhanced模式。（下面介绍的寄存器列表中的“自动应答使能寄存器（EN_AA）”实现自动ACK和使能Enhanced模式）
通常使用Enhanced模式。因为无线电信号的传输显然具有相当多的不确定因素，在Enhanced模式下，要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便发送方检测有无数据丢失，一旦丢失则重发数据。
③、通信地址
24L01有6个接收通道，1个发送通道
为了自动应答（ACK）和重发，要求
发送端的发送通道TX_ADDR的地址值 == 发送端的接收通道RX_ADDR_P0的地址值，
因为接收端在收到数据后回复的自动应答信号规定由发送端的P0通道接收。
④、寄存器命令与 NRF24L01 所有寄存器的说明
//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
上面的第1、2条操作指令有特殊格式，对应格式如下（即读写配置寄存器命令，要注意或上（“|”）寄存器的地址）：
包含的寄存器一览：
-
配置寄存器（CONFIG，位置：0X00），用于设置接受/发送，设置CRC格式以及使能，设置中断等等。
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自动应答使能寄存器（EN_AA，0X01），使能各接收通道自动应答功能（相当于使能 Enhanced ShockBurstTM 收发模式）
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RX地址使能寄存器（EN_RXADDR，0X02） ，使能各接收通道。
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自动重发设置寄存器（SETUP_RETR，0X04） ，设置自动重发的次数和延时时长。
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射频频率设置寄存器（RF_CH，0X05） ，设置射频频率值 = 2400+RF_CH（MHz）
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射频配置寄存器（RF_SETUP，0X06），设置射频的功率和速率。
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状态寄存器（STATUS，0X07），记录各种状态。
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数据通道0~5接收地址寄存器（RX_ADDR_Px，0X0y） (x=0~5, y =A/B/C/D/E/F)，设置各接收通道的地址。
-
发送地址设置寄存器（TX_ADDR，0X10），设置发送通道地址。
-
接收通道0~5有效数据宽度设置寄存器（RX_PW_Px，0X1y） (x=0~5, y =1/2/3/4/5/6)，，设置有效数据宽度，范围0~32.
1 //SPI(NRF24L01)寄存器地址 2 #define CONFIG 0x00 //配置寄存器地址;bit0:1接收模式,0发射模式;bit1:电选 3 //择;bit2:CRC模式;bit3:CRC使能; 4 //bit4:中断MAX_RT(达到最大重发次数中断)使能;bit5:中断TX_DS使 5 //能;bit6:中断RX_DR使能 6 #define EN_AA 0x01 //使能自动应答功能 bit0~5,对应通道0~5 7 #define EN_RXADDR 0x02 //接收地址允许,bit0~5,对应通道0~5 8 #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 9 //节; 10 #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 11 //250*x+86us 12 #define RF_CH 0x05 //RF通道,bit6:0,工作通道频率; 13 #define RF_SETUP 0x06 //RF寄存器;bit3:传输速率(0:1Mbps,1:2Mbps);bit2:1,发射功 14 //率;bit0:低噪声放大器增益 15 #define STATUS 0x07 //状态寄存器;bit0:TX FIFO满标志;bit3:1,接收数据通道号(最 16 //大:6);bit4,达到最多次重发 17 //bit5:数据发送完成中断;bit6:接收数据中断; 18 #define MAX_TX 0x10 //达到最大发送次数中断 19 #define TX_OK 0x20 //TX发送完成中断 20 #define RX_OK 0x40 //接收到数据中断 21 22 #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 23 #define CD 0x09 //载波检测寄存器,bit0,载波检测; 24 #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 25 #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 26 27 #define RX_ADDR_P2 0x0C //数据通道2接收地址,最低字节可设置 28 //高字节,必须同 RX_ADDR_P1[39:8]相等; 29 30 #define RX_ADDR_P3 0x0D //数据通道3接收地址,最低字节可设置 31 //高字节,必须同 RX_ADDR_P1[39:8]相等; 32 33 #define RX_ADDR_P4 0x0E //数据通道4接收地址,最低字节可设置 34 //高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等; 35 36 #define RX_ADDR_P5 0x0F //数据通道5接收地址,最低字节可设置, 37 //高字节,必须同RX_ADDR_P1[39:8]相等; 38 39 #define TX_ADDR 0x10 //发送地址(低字节在前),ShockBurstTM模式下,RX_ADDR_P0与此地址 40 相等 41 #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 42 #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 43 #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 44 #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 45 #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 46 #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 47 #define NRF_FIFO_STATUS 0x17 //FIFO状态寄存器;bit0,RX FIFO寄存器空标志; 48 //bit1,RX FIFO满标志;bit2,3,保留 49 //bit4,TX FIFO空标志;bit5,TX FIFO满标志;bit6,1,循环发送上一
一些配置：
//24L01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
注意：写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式。
⑤、函数编写
编写大纲：
依照上面大纲，可写以下程序：
1 /*********************************************************** 2 函数名称：NRF24L01_RX_Mode(void) 3 函数功能：初始化NRF24L01到RX模式设置RX地址,写RX数据宽度,选择 4 RF频道,波特率和LNA HCURR，当CE变高后,即进入RX模式, 5 并可以接收数据了 6 入口参数：无 7 返回参数：无 8 ************************************************************/ 9 void NRF24L01_RX_Mode(void) 10 { 11 NRF24L01_CE=0; 12 NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//写RX节点地址 13 14 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答 15 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址 16 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通信频率 17 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//选择通道0的有效数据宽度 18 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f);//设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启 19 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);//配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式 20 NRF24L01_CE = 1; //CE为高,进入接收模式 21 } 22 23 /***************************************************************** 24 函数名称：NRF24L01_TX_Mode(void) 25 函数功能：初始化NRF24L01到TX模式,设置TX自动应答的地址,填充TX发送 26 数据,选择RF频道,波特率和LNA HCURR,PWR_UP,CRC使能,当CE变 27 高后,即进入RX模式,并可以接收数据了,CE为高大于10us,则启 28 动发送. 29 30 入口参数：无 31 返回参数：无 32 *****************************************************************/ 33 void NRF24L01_TX_Mode(void) 34 { 35 NRF24L01_CE=0; 36 NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,(u8*)TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);//写TX节点地址 37 NRF24L01_Write_Buf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,(u8*)RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //设置TX节点地址,主要为了使能ACK 38 39 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); //使能通道0的自动应答 40 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址 41 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//设置自动重发间隔时间:500us + 86us;最大自动重发次数:10次 42 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,40); //设置RF通道为40 43 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); //设置TX发射参数,0db增益,2Mbps,低噪声增益开启 44 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); //配置基本工作模式的参数;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式,开启所有中断 45 NRF24L01_CE=1;//CE为高,10us后启动发送 46 }
⑤、上机调试：
首先我进行了自检，就是调用以下函数：
1 /*********************************************************** 2 函数名称：NRF24L01_Check_detection(void) 3 函数功能：检测NRF24L01是否应答 4 入口参数：无 5 返回参数：无 6 ************************************************************/ 7 void NRF24L01_Check_detection(void) 8 { 9 while(NRF24L01_Check()) 10 { 11 printf("NRF24L01_Check failed !"); 12 printf("\n"); 13 delay_ms(1000); 14 } 15 printf("NRF24L01_Check succeed !"); 16 printf("\n"); 17 }
自检不成功，发现是 STM32芯片引脚虚焊的缘故，重新用锡刷了一遍引脚后，测试成功。
这是硬件问题。
自检成功后，测试发送，调用以下函数，参数为1（用于测试发送）：
1 void NRF24L01_Text(u8 mode) 2 { 3 if(mode==0) 4 { 5 NRF24L01_RX_Mode(); 6 if(NRF24L01_RxPacket(Rx_buf)==0)//一旦接收到信息,则显示出来. 7 { 8 Rx_buf[9]=0;//加入字符串结束符 9 printf((char*)Rx_buf); 10 printf("\n"); 11 } 12 else 13 { 14 printf("Receive failed !"); 15 printf("\n"); 16 } 17 delay_ms(1000); 18 } 19 if(mode==1) 20 { 21 NRF24L01_TX_Mode(); 22 if(NRF24L01_TxPacket(Tx_buf)==TX_OK) 23 { 24 LED=~LED; 25 } 26 else 27 { 28 printf("Send failed !"); 29 printf("\n"); 30 } 31 delay_ms(1000); 32 } 33 }
测试发送一直显示失败，后来在知乎得知，原因是没有接收端。
没有接收端，只有发送端，发送端也会返回发送失败。
设置接收端之后，发送成功。
