【实验】基于STM32的E01和E01C驱动移植

实验简介

基于STM32F103C8T6的E01系列（nRF24L01P）和E01C系列（SI24R1）的EBYTE官网例程移植。EBYTE官网例程是基于STM8L151编写，本次实验的目的是将该例程移植到常见的MCU型号STM32F103C8T6，实现基本的无线通信。电脑端的串口调试助手操作和显示数据收发。（可以稍加修改，适用于其他STM32系列的MCU）

硬件环境

• 2个E01系列的相同型号的模块（或者2个E01C系列的相同型号的模块）

• 2个USB转TTL模块（CH340版本）

• 2个STM32F103C8T6最小系统板

• 1个STM32烧录器（DAP-LINK或者ST-LINK等等）

• 1台电脑

• 杜邦线若干

软件环境

• STM32的开发软件（MDK_ARM，IAR或者STM32CubeIDE等等）

• STM32CubeMX

• XCOM V2.6 串口调试助手

• CH340驱动

模块简介

视选择型号，参考厂家提供的模块手册。因为E01和E01C分别使用的nRF24L01P和SI24R1射频方案，但是寄存器基本一致，操作方式也大致相同，所以驱动程序可以通用。

本次实验使用E01-ML01D，基于nRF24L01P方案，3.3V供电，最大发射功率0dBm，参考通信距离100m。模块的寄存器和详细操作可以直接参考nRF24L01P的芯片手册。E01-ML01D模块示意及引脚定义如下图。

实验步骤

本次实验使用的STM32开发环境是MDK_ARM和STM32CubeMX，烧录器使用的是ST-LINK。涉及到的软件获取和安装方法这里不做介绍，建议参考网上的教程。注意，如果使用的大功率E01或者E01C模块，例如发射功率大于等于20dBm，需要考虑供电是否达到要求，本次使用的是E01-ML01D的发射电流在13mA，一般的STM32F103C8T6核心板都可以满足要求。

1.准备EBYTE官网例程

在亿佰特官网搜索E01-ML01D，在【相关下载】一栏，找到通信例程并下载解压。

2.新建STM32工程

①打开STM32CubeMX，新建STM32F103C8T6工程，进入MCU配置。

②配置System Core选项中的SYS和RCC

在Pinout & Configuration 一栏下展开System Core，分别配置SYS和RCC。

③Clock Configuration时钟树配置

时钟配置完成后，回到Pinout & Configuration一栏配置其他MCU外设。

④MCU的串口配置

选择USART1，配置USART1参数。

开启USART1全局中断。

⑤配置MCU的SPI

选择SPI1，配置为全双工主机模式，射频芯片的SPI速率最大支持10M，所以MCU的SPI的速率要小于等于10M，CPOL选择Low，CPHA选择1Edge，NSS引脚控制选择Software。不启用SPI1的全局中断，所以NVIC Setting不设置。

⑥GPIO配置

直接点击MCU对应引脚，将其配置。将PA4作为SPI1的片选引脚，PB0作为E01-ML01D模块的CE引脚，PB1作为E01-ML01D模块的IRQ引脚。所以需要把PA4和 PB0 配置为GPIO_Output，PB1配置为GPIO_Input。配置引脚后，在GPIO选项中，会显示配置的这三个引脚配置详情。然后在GPIO选项中，需要配置GPIO的其他参数。

这一步完成后，我们要使用的MCU外设已经基本完成配置，接下来是工程的设置和保存。

⑦设置工程以及保存路径

配置工程及代码生成配置，最后点击GENERATE CODE，等待进度条完成后会出现一个弹窗，选择Open Project 直接打开工程。接下来就是在MDK_ARM中的操作。

3.代码移植

①完成上面的步骤后，已经打开了创建的工程，先进行首次编译，查看是否有编译错误。

正常的编译结果应该是0 Error(s)，0 Warning(s)。

②实现串口重定向，修改usart.c和usart.h文件

usart.c中修改两个位置。

一个是在/* USER CODE BEGIN 0 */和/* USER CODE END 0 */之间新添加如下代码：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t uart_rx_data = 0;//串口中断接收的数据存储
int fputc(int ch, FILE *f){  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);  return ch;}/* USER CODE END 0 */

另一个是修改void MX_USART1_UART_Init(void)函数，在该函数中的

/* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */和  /* USER CODE END USART1_Init 2 */之间加入代码：

void MX_USART1_UART_Init(void){
    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */
    /* USER CODE END USART1_Init 0 */  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */    /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;  huart1.Init.BaudRate = 115200;  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)  {    Error_Handler();  }  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */  HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&uart_rx_data,1);//开启接收中断  /* USER CODE END USART1_Init 2 */
}

Usart.h中，需要包含stdio.h,在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之间加入代码：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "stdio.h"/* USER CODE END Includes */

Usart.h中，在/* USER CODE BEGIN Private defines */和/* USER CODE END Private defines */之间加入代码：

/* USER CODE BEGIN Private defines */extern uint8_t uart_rx_data;/* USER CODE END Private defines */

启用MicroLIB

③在创建的工程路径下，新建一个名为MyFiles的文件夹，并将例程中的如下文件均复制到MyFiles文件夹中。

④添加MyFiles的文件夹路径到工程。

⑤在工程中新建文件夹，并将复制的文件添加到工程之中

⑥修改添加到MyFiles文件夹下的所有.c和.h文件

由于涉及到的修改较多，不做一一介绍，直接给出修改后的该文件夹下的所有文件附件。（可联系获取）

⑦修改main.c文件

在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之间添加为app.h 和bsp.h的包含：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "bsp.h"#include "app.h"/* USER CODE END Includes */

修改int main(void)函数：/**  * @brief  The application entry point.  * @retval int  */int main(void){  /* USER CODE BEGIN 1 */  /* USER CODE END 1 */    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */  HAL_Init();    /* USER CODE BEGIN Init */    /* USER CODE END Init */    /* Configure the system clock */  SystemClock_Config();
    /* USER CODE BEGIN SysInit */
    /* USER CODE END SysInit */        /* Initialize all configured peripherals */  MX_GPIO_Init();  MX_SPI1_Init();  MX_USART1_UART_Init();  /* USER CODE BEGIN 2 */ BSP_MCU_Initial(); BSP_RF_Initial();  /* USER CODE END 2 */    /* Infinite loop */  /* USER CODE BEGIN WHILE */  while (1)  {    /* USER CODE END WHILE */        /* USER CODE BEGIN 3 */  APP_Process();  }  /* USER CODE END 3 */}

添加USART1的接收和发送中断回调函数，

在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */加入代码：

/* USER CODE BEGIN 4 */void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ if(huart == &huart1) {  Uart_Rx_interrupt_Cb();
 }}
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ if(huart == &huart1) {  Uart_Tx_interrupt_Cb(); }}/* USER CODE END 4 */

⑧修改stm32f1xx_it.c文件

添加对app.h的包含，在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之间加入代码：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "app.h"/* USER CODE END Includes */

修改void SysTick_Handler(void)函数，

在  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */和/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */之间加入：

/**  * @brief This function handles System tick timer.  */void SysTick_Handler(void){  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */    /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */  HAL_IncTick();  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */ Uart_1ms_Interrupt_Cb();  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */}

至此，程序移植已经全部完成，再次重新编译。如果出现warning:  #1-D: last line of file ends without a newline这个警告，请在该文件最后一行添加新行。

通信验证

①程序下载

将ST-LINK的下载接口与STM32核心板的下载接口连接，对应接线如下：

Debug配置：

配置完成后，点击LOAD进行下载。

下载成功后，会出现如下提示：

②硬件连接

建议在接线过程中断电操作。STM32核心板的供电使用自带的USB接口供电。

STM32核心板与E01-ML01D连接

STM32核心板与USB转TTL工具连接

③通信测试

将核心板通过USB接口供电，USB转TTL工具连接上电脑上的串口调试助手。串口调试助手配置如下：

将STM32核心板复位，它首先会检查与E01-ML01D的连接。如果连接成功，则会打印Link successful。如果链接失败，则会打印Link Fail Please check and reset module。最大连接次数为6次，每次连接会打印当前连接次数。

数据发送和接收，例程使用了nRF24L01P的ACK功能，所以在发送成功则会打印Send TX_DS,发送失败会打印Send MAX_RT。

总结

以上实验中，实现了基于STM32F103C8T6核心板的E01-ML01D的驱动移植以及通信验证，其中的E01-ML01D可以替换为任意型号的nRF24L01P或者Si24R1的模块。也可以稍加修改，适用于其他STM32系列的MCU。