孫冬冬 王 玲 山東科技大學(xué)

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NRF24L01組網(wǎng)方式

孫冬冬 王 玲 山東科技大學(xué)

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

NRF24L01；多機(jī)通信； STC89C52 ；無線傳輸

1.NRF24L01介紹

NRF24L01擁有一個(gè)發(fā)送通道和六個(gè)接收通道，可以接收六路不同的數(shù)據(jù)，在正常工作時(shí)只有收發(fā)地址相互對(duì)應(yīng)的NRF24L01模塊才能進(jìn)行通信。NRF24L01有125個(gè)可選的工作頻道，在正常工作時(shí)也是只有頻道一致的模塊才能通信。因此，若要進(jìn)行多機(jī)通信至少有兩種方式：利用地址對(duì)從機(jī)進(jìn)項(xiàng)編號(hào)區(qū)分或者是利用地址對(duì)從機(jī)進(jìn)行區(qū)分。當(dāng)把頻道當(dāng)做劃分依據(jù)時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)頻道相近的從機(jī)都能收到主機(jī)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，所以實(shí)際應(yīng)用中不要選擇連續(xù)的頻道。

2.多機(jī)通信方式

2.1選擇頻道為區(qū)分對(duì)象

首先提前選擇好頻道號(hào)并將它們賦給各個(gè)從機(jī)。然后就可以對(duì)主機(jī)和從機(jī)分別進(jìn)行操作了。上電之后先對(duì)NRF模塊進(jìn)行初始化。步驟如下。

先把模式選擇引腳拉低，讓芯片工作在待機(jī)模式下，然后才能對(duì)芯片的各個(gè)寄存器進(jìn)行配置。接著寫接收通道0的數(shù)據(jù)寬度，一般情況下數(shù)據(jù)寬度選擇為32字節(jié)。然后清除接收緩沖寄存器，寫本機(jī)地址即發(fā)送地址，寫接收地址，使能接收通道0的自動(dòng)應(yīng)答，使能接收通道0，設(shè)置自動(dòng)重發(fā)間隔時(shí)間，選擇工作頻道0，設(shè)置發(fā)射參數(shù)，配置基本工作模式的參數(shù)，最后將CE引腳拉高，設(shè)置芯片工作在發(fā)送模式下。關(guān)于指令中某些語句的詳細(xì)功能，請(qǐng)讀者參考NEF24L01的技術(shù)手冊(cè)。NRF24L01與STC89C52單片機(jī)通信時(shí)遵循SPΙ協(xié)議，STC89C52雖然不自帶SPΙ功能，但是可以用普通ΙO口模擬。

各個(gè)從機(jī)的初始化程序與主機(jī)大體相同，但是從機(jī)的頻道不能一致。比如：

從機(jī)1選擇頻道0：NRF24L01_Write_ Reg（WRΙTE_REG+RF_CH，0）；

從機(jī)2選擇頻道10：NRF24L01_Write_ Reg（WRΙTE_REG+RF_CH，10）；

從機(jī)3選擇頻道20：NRF24L01_Write_ Reg（WRΙTE_REG+RF_CH，20）；等。這樣配置好后，系統(tǒng)一上電只有從機(jī)一能夠與主機(jī)進(jìn)行通信。其他從機(jī)由于所處的頻道和主機(jī)不一致，無法和主機(jī)進(jìn)行通信。當(dāng)主機(jī)需要訪問其他從機(jī)時(shí)，只需要改變頻道號(hào)即可比如訪問從機(jī)1：

然后主機(jī)就可以和從機(jī)1進(jìn)行通信了。若NRF24L01_Write_Reg（WRΙTE_REG+RF_ CH，20），主機(jī)就可以和從機(jī)2進(jìn)行通信。切換到其他的頻道就可以和相應(yīng)頻道的從機(jī)進(jìn)行通

信。

注意：所有主從機(jī)的地址應(yīng)設(shè)置成同一個(gè)地址即TX_ADDRESS和和RX_ADDRESS為同一個(gè)地址。區(qū)分當(dāng)前主機(jī)和哪個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信完全由頻道來決定。

2.2選擇地址為區(qū)分對(duì)象

由于NRF24L01有六個(gè)接收通道，如果給主機(jī)的六個(gè)接收通道分別賦予不同的接收地址，那么主機(jī)就可以根據(jù)地址來對(duì)從機(jī)進(jìn)行訪問了。

NRF24L01共有六個(gè)接收通道，其中通道零和通道一的地址都是40位，通道二到通道五的高32位和通道一相同，只有低八位可以自由配置。這些地址可以任意取，只需要保證主從機(jī)的地址匹配即可。

由于主機(jī)根據(jù)地址對(duì)從機(jī)進(jìn)行識(shí)別，所以所有主從機(jī)應(yīng)處于同一個(gè)頻道。而且使能所有的接收通道即NRF24L01_Write_Reg（WRΙTE_ REG+EN_RXADDR，0x3F）和使能所有接收通道的自動(dòng)應(yīng)答。自動(dòng)應(yīng)答是NRF24L01功能中自帶的，開啟此功能后，當(dāng)發(fā)送貨或接收完數(shù)據(jù)后，NRF模塊中的硬件會(huì)自動(dòng)做出反應(yīng)，不用再編寫額外的應(yīng)答程序。

自動(dòng)應(yīng)答功能是接收方以接收到的數(shù)據(jù)的發(fā)送地址為目的地址，發(fā)送給發(fā)送方一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)接收，可以進(jìn)行下一步操作。對(duì)于發(fā)送方來說，應(yīng)答信號(hào)是用通道零來接收的，因此發(fā)送方需要將發(fā)送地址和通道零的接收地址配置成同一個(gè)地址。

當(dāng)需要訪問不同的從機(jī)時(shí)只需要將發(fā)送地址和通道零的接收地址更改為從機(jī)地址即可。

如果從機(jī)數(shù)目非常多的話，可以把兩種方式結(jié)合起來。先將從機(jī)分組，每一組中的所有從機(jī)的頻道號(hào)相同，主機(jī)按照地址對(duì)從機(jī)進(jìn)行區(qū)分，不同的組按照頻道號(hào)進(jìn)行區(qū)分。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ 朱桂峰.基于nRF24L01的無線傳感局域網(wǎng)絡(luò)的研究與設(shè)計(jì)［D］.保定：河北大學(xué)，2011.

［2］Nordic VLSL ASA.nRF24xx Link Integrity［EB/OL］.（2003-04-01） ［2010-10-09］

NRF24L01是一款由NORDIC公司生產(chǎn)的無線傳輸模塊，它的工作頻段是世界上通用的頻段?？罩械淖畲髠鬏斔俾士蛇_(dá)，而且功率非常低，當(dāng)工作在接收模式下時(shí)，為最大電流，工作在發(fā)送模式下時(shí)，為最大電流。沒有加功率芯片的NRF24l01模塊的傳輸距離最近：空曠條件下，傳輸?shù)木嚯x為15米，傳輸?shù)木嚯x為30米，傳輸?shù)木嚯x為50米，如果是外加天線的話傳輸距離會(huì)更遠(yuǎn)。功率加強(qiáng)版的模塊NRF24L01+在空曠條件下傳輸距離可達(dá)110米。其最大的特點(diǎn)是不僅能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，還能實(shí)現(xiàn)最大為六對(duì)一（六個(gè)發(fā)送端一個(gè)接收端）的多機(jī)通信。本文主要介紹如何利用NRF24L01實(shí)現(xiàn)基于STC89C52單片機(jī)的無線多機(jī)通信。