STM32F107VC金龙开发板 第十七章 金龙107——NRF24L01实验

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第十七章 金龙107——NRF24L01实验
17.1、NRF24L01简介:

nRF24L01是一款新型单片射频收发器件无线模块，工作全球免申请2.4 GHz～2.5 GHz ISM频段，最大发射功率0dBm（1mW）。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA；接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。

主要特性：

1）支持六路通道的数据接收

2）低工作电压：1.9-3.6V低电压工作

3）高速率：2Mbps（软件设置1Mbps或2Mbps）

4）多点频：125频点，满足多点通信和调频通信需要（2400+RF_CH）

5）nRF24L01集成了所有与RF协议相关的高速信号处理部分

6）SPI接口可以方便和单片机进行通信

如上图，nRF24L01与单片机的接口，具体功能如下表描述

引脚	名称	描述
[size=10.5000pt]1	GND	[size=10.5000pt]地
[size=10.5000pt]2	VCC	电源
[size=10.5000pt]3	CE	发送接收使能
[size=10.5000pt]4	CSN	片选（低电平使能）
[size=10.5000pt]5	SCK	SPI时钟
[size=10.5000pt]6	MOSI	SPI从机接收
[size=10.5000pt]7	MISO	SPI从机发送
[size=10.5000pt]8	IRQ	可屏蔽中断引脚（低电平使能）

17.2、工作模式:

nRF24L01有四种工作模式：

收发模式

配置模式

空闲模式

关机模式

数据发射：发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便再次重发；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时，若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。

数据接收：接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RX FIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。

17.3、nRF24L01读写时序:

stm32通过SPI接口对nRF24L01进行配置，具体指令及寄存器请参考手册，其指令格式如下

命令字：由高位到低位（每字节）

数据字节：低字节到高字节，每一字节高位在前

任何一条新指令均由CSN 的由高到低的转换开始，下图为SPI操作及时序。 在写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式。

读操作

写操作

17.4、程序说明:

本次实验使用两块金龙107开发板（带nRF24L01无线模块）进行通信，板A为主动发射端，板B为接收板。

板A：初始化完成后，进入主循环通过无线模块发送数据“abcd”。

板B：初始化完成后进入循环等待接收，接收到数据后通过串口打印数据。

如下图是stm32与nRF24L01的接口描述，其中PB3、PB4和PB5分别为SPI3的SCK、MISO和MOSI引脚，PD3接CE，PA8接CSN，PB15接可屏蔽中断引脚，实验中需要将跳线帽JP13接23脚。

17.5 程序说明：

stm32对nRF24L01的配置及读写代码如下：

void Init_24L01(void)

{

        uchar Channel=0x20;

        uchar Status;

        uchar CONFIG_data;       

        NRF24L01_Configuration();                //IO口初始化

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + CONFIG,0x19);//屏蔽中断使能CRC接收模式

        CONFIG_data = SPI_Read(CONFIG);                       

        printf("The CONFIG_data is 0x%x",CONFIG_data);       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + EN_AA,0x00);                //禁止自动应答       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + EN_RXADDR,0x01);//允许接收通道0       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + SETUP_AW,0x03);        //接收发射地址5字节

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + SETUP_RETR,0x00);//禁止自动重发       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + RF_CH,Channel);//设置工作通道频率       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + RF_SETUP,0x07);//传输速率1Mbps、0dBm

        Status = SPI_Read(RF_SETUP);

        printf("The STATUS is 0x%x",Status);       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + STATUS,0x70);        //清空标志位

        Status = SPI_Read(STATUS);

        printf("The STATUS is 0x%x",Status);       

        SPI_Write_Buf(WRITE_REGL + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);        //接收通道0地址       

        SPI_Write_Buf(WRITE_REGL + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);    //发送地址       

        SPI_RW_Reg(WRITE_REGL + RX_PW_P0,0x04);//接收数据通道0有效数据宽度4字节       

        CSN=0;

        SPI_RW(0xE2);        //清除RX FIFO寄存器

        CSN=1;       

        CSN=0;

        SPI_RW(0xE1);        //清除TX FIFO寄存器

        CSN=1;}

17.6. 实验现象：

插上串口和nRF24L01，下载程序后，重新上电，打开串口调试助手（波特率115200），板A从串口打印出来“NRF24L01 Test!”，板B从串口打印出来“Receive data is:abcd”。

【17】金龙板NRF24L01.rar (882.44 KB, 下载次数: 7)

2015-4-22 11:15 上传

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第十八章 金龙107——收音机
18.1、TEA5767简介:

TEA5767是飞利浦公司生产的一款收音机芯片，很多手机，MP3、MP4里的收音机功能都是于他实现的，接收频率76MHz~108MHz（日本/美国/欧洲频段选择），中频频率225kHz，采用锁相环调谐系统，带有AGC电路，并可以使用软件进行静音和消除噪音。主要电性能指标：工作电压2.5V~5.0V，工作电流10mA，灵敏度15uA，立体声分离度30dB，信噪比60dB，输出信号电平75mV。总线通信可选IIC和3线总线，具有RF信号强度ADC输出，软件静音。

18.2、TEA5767读写:

金龙107开发板通过IIC总线与TEA5767模块连接，其电路接口如下图，PB11为IIC数据线，PB10为IIC时钟线，T1连接外接天线，FM_OUTL和FM_OUTR为音频输出。

TEA5767的I 2C总线的地址是C0，是可收发的从器件结构，向TEA5767写入数据时，其低位地址为0即C0，从TEA5767读出数据时其低位地址为1即C1。

写时序：

其中传送数据中的bit位的含义可以参考芯片手册。

18.3、实验说明：

实验中使用到了TEA5767收音机模块和WM8978芯片，这里主要是将WM8978作为功率放大器，因此这里不做说明。

如下是向TEA5767写入数据

static void tea5767_Write(uint8_t *_ucaBuf, uint8_t _count)

{

        uint8_t i;

        uint8_t ucAck;

        i2c_Start();

        i2c_SendByte(TEA5767_SLAVE_ADDRESS | I2C_WR);/*发送设备写地址 */

        ucAck = I2C_WaitAck();        /*检测ACK*/

        if (ucAck == 1)

        {

                goto err_quit;

        }

        for (i = 0; i < _count; i++)

        {

                i2c_SendByte(_ucaBuf);/*发送数据 */

                ucAck = I2C_WaitAck();/*检测ACK*/

                if (ucAck == 1)

                {

                        goto err_quit;

                }

        }

err_quit:

i2c_Stop();

}

如下是从TEA5767读出数据

static void tea5767_Read(uint8_t *_ucaBuf)

{

        uint8_t i;

        uint8_t ucAck;

        i2c_Start();

        i2c_SendByte(TEA5767_SLAVE_ADDRESS | I2C_RD);/*发送设备读地址C1 */

        ucAck = I2C_WaitAck();/*检测ACK */

        if (ucAck == 1)

        {

                goto err_quit;

        }

        for (i = 0; i < 5; i++)

        {

                _ucaBuf = i2c_ReadByte();                //读取数据

                if (i == 4)

                {

                        i2c_Ack();                //发送ACK

                }

                else

                {

                        i2c_NAck();                //发送NACK

                }

        }

err_quit:

i2c_Stop();       

}

通过写入数据来设置TEA5767工作模式和调节频道，使用按键调节收音机音量频道等可以参考程序fm_radio.c文件。

18.4、实验现象：

插上串口线设置波特率为115200，PB11即IIC数据线需用10K上拉电阻，下载程序后复位开发板，开发板自动搜索到一个电台后开始播放，串口打印出电台频率等信息。使用方向键上下可以调节音量，左右调节频道，按键S1控制静音等。

金龙107原理图STM32F107VCT6_KIT_V1.1.pdf (131.28 KB, 下载次数: 5)

2015-4-23 14:21 上传

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【18】 金龙板收音机例程.rar (2.44 MB, 下载次数: 4)

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