Arduino教程学习A16-Arduino连接nRF24L01无线收发模块

Arduino连接nRF24L01无线收发模块



nRF24L01是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。有极低的电流消耗，当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9.0mA，接收模式时为12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗更低。

nRF24L01参考数据：供电电压：1.9 V~3.6V；最大发射功率：0 dBm；最大数据传输率：2000 kbps；发射模式下电流消耗(0dBm时)：11.3 mA；接收模式下电流消耗(2000kbps)：12.3 mA；接收模式数据传输率为1000kbps下的灵敏度：-85 dBm；掉电模式下电流消耗：900 nA。



淘宝上面有两种nRF24L01模块，一种是单纯的nRF24L01模块，号称传输距离250m的，几块钱就有交易；另外一种是NRF24L01+PA+LNA模块，包含放大，号称可以传输1000m，价格几十块。实际距离视地形和障碍物而定，是否够远只能通过试用确定。



下面用廉价的第一种单纯nRF24L01模块做示例：


nrf24l01.jpg

2015-3-8 00:24 上传
(290.73 KB)





一、nRF24L01硬件连接：

此模块是使用SPI方式连接，在标准SPI口基础增加CE和CSN引脚：

nRF24L01 Arduino UNO

VCC <-> 3.3V

GND <-> GND

CE <-> D9

CSN <-> D10

MOSI<-> D11

MISO<-> D12

SCK <-> D13

IRQ <-> 不接



还有就是nRF24L01属于对传模块。每块芯片既是发射器，也是接收器。所以一般来说，要使用两块nRF24L01+两块Arduino才能进行测试。



二、应用例子

实验1：

将Sender机A0的AD转换值无线发送到Receiver机



原理图：



Sender机（A0端与电源两端接一个电位器，阻值随意，一般1k~100k均可）：

Sender.png

2015-3-8 00:24 上传
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Sender.jpg

2015-3-8 00:59 上传
(223.22 KB)



Receiver机：

Receiver.png

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Receiver.jpg

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代码：



首先需要安装Mirf库，可以在http://playground.arduino.cc/InterfacingWithHardware/Nrf24L01下载或者本文附件下载。



Sender机：

ARDUINO 代码复制打印下载

/nRF24L01 Arduino发送端Ansifa2015/3/7引脚接法：nRF24L01 Arduino UNOVCC  <->  3.3VGND  <->  GNDCE  <->  D9CSN  <->  D10MOSI<->  D11MISO<->  D12SCK  <->  D13IRQ  <->  不接/#include <SPI.h>#include <Mirf.h>#include <nRF24L01.h>#include <MirfHardwareSpiDriver.h>void setup(){  Serial.begin(9600);  Mirf.cePin = 9;      //设置CE引脚为D9  Mirf.csnPin = 10;  //设置CE引脚为D10  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;  Mirf.init();//初始化nRF24L01        //设置接收标识符"Sen01"  Mirf.setRADDR((byte *)"Sen01");  //设置一次收发的字节数，这里发一个整数，写sizeof(unsigned int)，实际等于2字节  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);  //发送通道，可以填0~128，收发必须一致。  Mirf.channel = 3;  Mirf.config();  //注意一个Arduino写Sender.ino，另一个写Receiver.ino。  //这里标识写入了Sender.ino  Serial.println("I'm Sender...");}unsigned int adata = 0;void loop(){  //读取A0值到adata  adata = analogRead(A0);  //由于nRF24L01只能以byte单字节数组形式发送Mirf.payload个数据，  //所以必须将所有需要传输的数据拆成byte。  //下面定义byte数组，存放待发数据，因为Mirf.payload = sizeof(unsigned int);  //实际下面等于byte data[2];  byte data[Mirf.payload];  //adata是unsigned int双字节数据，必须拆开。  //将adata高低八位拆分：  data[] = adata & 0xFF;      //低八位给data[

Receiver机：
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/*nRF24L01 Arduino Receiver接收端Ansifa2015/3/7引脚接法：nRF24L01 Arduino UNOVCC <-> 3.3VGND <-> GNDCE<-> D9CSN <-> D10MOSI<-> D11MISO<-> D12SCK <-> D13IRQ <-> 不接*/#include <SPI.h>#include <Mirf.h>#include <nRF24L01.h>#include <MirfHardwareSpiDriver.h>  //定义一个变量adata存储最终结果,oldadata存储旧结果，防止相同结果刷屏。  unsigned int adata = 0, oldadata = 0;void setup(){  Serial.begin(9600);  //---------初始化部分，不可随时修改---------  Mirf.cePin = 9; //设置CE引脚为D9  Mirf.csnPin = 10; //设置CE引脚为D10  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;  Mirf.init();//初始化nRF24L01  //---------配置部分，可以随时修改---------  //设置接收标识符"Rev01"  Mirf.setRADDR((byte *)"Rec01");  //设置一次收发的字节数，这里发一个整数，  //写sizeof(unsigned int)，实际等于2字节  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);  //发送通道，可以填0~128，收发必须一致。  Mirf.channel = 3;  Mirf.config();  //注意一个Arduino写Sender.ino，另一个写Receiver.ino。  //这里用来辨别写入了Receiver.ino程序  Serial.println("I'm Receiver...");}void loop(){  //定义一个暂存数组，大小为Mirf.payload。  byte data[Mirf.payload];  if(Mirf.dataReady())  //等待接收数据准备好  {  Mirf.getData(data);  //接收数据到data数组  //data[1]<左移8位与data[0]并，重组数据。  adata = (unsigned int)((data[1] << 8) | data[0]);  //与上一次结果比较，避免相同结果刷屏,降低串口流量  if(adata != oldadata)  {    oldadata = adata; //本次结果作为历史结果。    //Serial.print输出数据    Serial.print("A0=");    Serial.println(adata);    //也可以输出双字节数据    //Serial.write(data[1]);    //Serial.write(data[0]);  }  }}
/*

nRF24L01 Arduino Receiver接收端



Ansifa

2015/3/7



引脚接法：

nRF24L01 Arduino UNO

VCC <-> 3.3V

GND <-> GND

CE<-> D9

CSN <-> D10

MOSI<-> D11

MISO<-> D12

SCK <-> D13

IRQ <-> 不接

*/



#include <SPI.h>

#include <Mirf.h>

#include <nRF24L01.h>

#include <MirfHardwareSpiDriver.h>



  //定义一个变量adata存储最终结果,oldadata存储旧结果，防止相同结果刷屏。

  unsigned int adata = 0, oldadata = 0;



void setup()

{

  Serial.begin(9600);



  //---------初始化部分，不可随时修改---------

  Mirf.cePin = 9; //设置CE引脚为D9

  Mirf.csnPin = 10; //设置CE引脚为D10

  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;

  Mirf.init();//初始化nRF24L01



  //---------配置部分，可以随时修改---------

  //设置接收标识符"Rev01"

  Mirf.setRADDR((byte *)"Rec01");

  //设置一次收发的字节数，这里发一个整数，

  //写sizeof(unsigned int)，实际等于2字节

  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);

  //发送通道，可以填0~128，收发必须一致。

  Mirf.channel = 3;

  Mirf.config();



  //注意一个Arduino写Sender.ino，另一个写Receiver.ino。

  //这里用来辨别写入了Receiver.ino程序

  Serial.println("I'm Receiver...");

}



void loop()

{

  //定义一个暂存数组，大小为Mirf.payload。

  byte data[Mirf.payload];

  if(Mirf.dataReady())  //等待接收数据准备好

  {

  Mirf.getData(data);  //接收数据到data数组

  //data[1]<左移8位与data[0]并，重组数据。

  adata = (unsigned int)((data[1] << 8) | data[0]);



  //与上一次结果比较，避免相同结果刷屏,降低串口流量

  if(adata != oldadata)

  {

    oldadata = adata; //本次结果作为历史结果。

    //Serial.print输出数据

    Serial.print("A0=");

    Serial.println(adata);

    //也可以输出双字节数据

    //Serial.write(data[1]);

    //Serial.write(data[0]);

  }



  }

}


实验2：
将上述的数据绘图表。

修改一下输出格式，然后用现成的串口图表软件显示出来。

原理图：
与实验1一样。
代码：
发射端代码与原来一样。
接收端新代码：
ARDUINO 代码复制打印下载
/*nRF24L01 Arduino Receiver接收端图表输出版本Ansifa2015/3/7引脚接法：nRF24L01 Arduino UNOVCC <-> 3.3VGND <-> GNDCE<-> D9CSN <-> D10MOSI<-> D11MISO<-> D12SCK <-> D13IRQ <-> 不接*/#include <SPI.h>#include <Mirf.h>#include <nRF24L01.h>#include <MirfHardwareSpiDriver.h>//定义一个变量adata存储最终结果。unsigned int adata = 0;void setup(){  Serial.begin(9600);  //---------初始化部分，不可随时修改---------  Mirf.cePin = 9; //设置CE引脚为D9  Mirf.csnPin = 10; //设置CE引脚为D10  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;  Mirf.init();//初始化nRF24L01  //---------配置部分，可以随时修改---------  //设置接收标识符"Rev01"  Mirf.setRADDR((byte *)"Rec01");  //设置一次收发的字节数，这里发一个整数，  //写sizeof(unsigned int)，实际等于2字节  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);  //发送通道，可以填0~128，收发必须一致。  Mirf.channel = 3;  Mirf.config();  //注意一个Arduino写Sender.ino，另一个写Receiver.ino。  //这里用来辨别写入了Receiver.ino程序  Serial.println("I'm Receiver...");}void loop(){  //定义一个暂存数组，大小为Mirf.payload。  byte data[Mirf.payload];  if(Mirf.dataReady())  //等待接收数据准备好  {  Mirf.getData(data);  //接收数据到data数组  //data[1]<左移8位与data[0]并，重组数据。  adata = (unsigned int)((data[1] << 8) | data[0]);  //输出双字节数据  Serial.write(data[0]);  Serial.write(data[1]);  }}
/*

nRF24L01 Arduino Receiver接收端

图表输出版本



Ansifa

2015/3/7



引脚接法：

nRF24L01 Arduino UNO

VCC <-> 3.3V

GND <-> GND

CE<-> D9

CSN <-> D10

MOSI<-> D11

MISO<-> D12

SCK <-> D13

IRQ <-> 不接

*/



#include <SPI.h>

#include <Mirf.h>

#include <nRF24L01.h>

#include <MirfHardwareSpiDriver.h>



//定义一个变量adata存储最终结果。

unsigned int adata = 0;



void setup()

{

  Serial.begin(9600);



  //---------初始化部分，不可随时修改---------

  Mirf.cePin = 9; //设置CE引脚为D9

  Mirf.csnPin = 10; //设置CE引脚为D10

  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;

  Mirf.init();//初始化nRF24L01



  //---------配置部分，可以随时修改---------

  //设置接收标识符"Rev01"

  Mirf.setRADDR((byte *)"Rec01");

  //设置一次收发的字节数，这里发一个整数，

  //写sizeof(unsigned int)，实际等于2字节

  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);

  //发送通道，可以填0~128，收发必须一致。

  Mirf.channel = 3;

  Mirf.config();



  //注意一个Arduino写Sender.ino，另一个写Receiver.ino。

  //这里用来辨别写入了Receiver.ino程序

  Serial.println("I'm Receiver...");

}



void loop()

{

  //定义一个暂存数组，大小为Mirf.payload。

  byte data[Mirf.payload];

  if(Mirf.dataReady())  //等待接收数据准备好

  {

  Mirf.getData(data);  //接收数据到data数组

  //data[1]<左移8位与data[0]并，重组数据。

  adata = (unsigned int)((data[1] << 8) | data[0]);



  //输出双字节数据

  Serial.write(data[0]);

  Serial.write(data[1]);

  }

}


上位机：
直接用现成软件比如这个串口猎人。
配置如图。依照图片顺序配置成截图一样即可。

串口猎人1.png

2015-3-8 00:51 上传
(44.76 KB)


串口猎人2.png

2015-3-8 00:51 上传
(62.31 KB)


串口猎人3.png

2015-3-8 01:40 上传
(47.87 KB)


串口猎人4.png

2015-3-8 00:51 上传
(28.25 KB)









下面是PDF版本文章与源代码

Arduino连接NRF24L01无线收发模块.zip

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2015-3-8 01:42 上传
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标签: Arduino教程