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DOI:10.16525/ki.14- 1362/n.2017.12.44 总第 144 期 2017 年第12 期 Total of 144 No.12, 2017 信息化 收稿日期: 2017- 05- 12 第一作者简介: 张春艳 (1982 ) , 女, 江苏连云港人, 本科, 讲 师, 研究方向: 应用电子。 基于 STM32F103 控制的 NRF24L01 多路 无线通信设计 张春艳, 蒋鹏 (无锡科技职业学院, 江苏无锡214028 ) 摘要: 项目采用 STM32 单片机控制 NRF24L01, 实现多个 NRF24L01 间的信息交换。首先介绍了项目硬件构 成, 接着分析了 NRF24L01 接口电路设计及组网, 最后通过合理的程序设计, 实现了信息采集端与接收端通过 无线通信进行信息交换, 调试情况良好。 关键词: STM32; NRF24L01; 无线通信 中图分类号: TP368文献标识码: A文章编号: 2095- 0748(2017)12- 0097- 02 现代工业经济和信息化 ModernIndustrialEconomyandInformationization 引言 本项目采用的是 STM32 系列的单片机作为主 控模块, STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、 低功耗的嵌入式应用专门设计,采用 ARM Cor- tex- M3 内核, 时钟频率达到 72 MHz, 具有更快的运 行速度和更高的可靠性。信息采集发送单元与接收 单元通过 NRF24L01 无线收发模块进行信息交换, 从而摆脱信号线的束缚。并且利用 NRF24L01 无线 收发模块的组网功能,多个信息采集单元与接收单 元通过无线通信进行实时信息交换。这样运行速度 更快并具有多路无线通信功能的项目应用范围将更 加广泛。 1项目硬件构成 项目的硬件部分由单片机控制模块、 显示模块、 无线通信模块、 信息采集模块四大部分组成。 项目中 有一个接收单元作为主机和多个信息采集发送单元 作为从机。 信息采集发送单元由单片机控制模块、 信 息采集模块、 无线通信模块构成。 接收单元由单片机 控制模块、 显示模块、 无线通信模块构成。 2NRF24L01 NRF24L01 是由 NORDIC 生产的工作在 2.4 2.5 GHz 的 ISM频段的单片无线收发器芯片,采用 FSK 调制,集成 NORDIC 自家的 Enhanced Short Burst 协议。 NRF24L01 采用 SPI 通信, 可以实现点对 点或是 1 对 6 的无线通信,无线通信速度最高可达 到 2 Mbps。无线收发器包括: 频率发生器、 增强型 “SchockBurst” 模式控制器、 功率放大器、 晶体振荡 器、 调制器和解调器。 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,几乎可以连接到各 种单片机芯片, 并完成无线数据传送工作。 2.1NRF24L01 接口电路设计 NRF24L01 的片选信号 CSN 与 STM32F103C8 的 PB11 相连, 当 CSN 为低电平时芯片工作; 芯片工 作模式控制信号 CE 与 PB10 连接, 在 CSN为低电平 时, CE 配合 NRF24L01 的 CONFIG 寄存器共同决定 NRF24L01 的状态;中断信号 IRQ 与 PB12 连接, 当 芯片接收到信息、 信息发送完成收到 ACK (自动应 答 ) 或达到最大重发次数时该位产生低电平, 发出中 断信号。SCK、 MISO、 MOSI 与 STM32 的 SPI2 (PB13、 PB14、 PB15 ) 相连, 高速传输收发信息。接口电路如 图 1 所示。 2.2NRF24L01 组网 利用 NRF24L01 的 EnhancedShockBurst 工作 模式, 可以组成一个 1 对 6 的无线通信网。 NRF24L01 在 ShockBurst 模式下接收时, 最多可 以接收 6 路不同通道的数据。每一个数据通道使用 不同的地址, 但是共用相同的频道。这样就实现了 6 个不同的 NRF24L01 在设置为发送模式后与同一个 设置为接收模式的 NRF24L01 进行通讯,组成一个 STM32 F103C8 PB10 PB11 PB12 PB13 PB14 PB15 CE CSN IRQ SCK MISO MOSI NRF24L01 图 1NRF24L01 接口电路 第 7 卷现代工业经济和信息化 (上接第 84 页 ) Analysis of Loading Characteristics of Diesel Engine Performance Test Platform Chen Bo (Taiyuan Research Institute of China Coal Science and Engineering Group Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030006) Abstract: This paper introduces the characteristics of diesel engine and the test contents and conditions, focuses on the analysis of characteristics of diesel engine and loading equipment, through the analysis of control mode on the loading system performance of diesel engine during testing in the test to provide help for the overall design of the next system, but also lay a theoretical foundation for the study of control loading system. Key words: diesel engine; loading; performance test; characteristic analysis; 1 对 6 的无线通信网络, 如图 2 所示。 3程序设计 按照图 2 组成的无线通信网络,经过测试实现 了六发一收的基本功能。 但是, 在测试时也发现了部 分问题, 当六个发送端频繁地向接收端发送信息时, 接收端不能及时有效地刷新各个通道发送的信息。 经过分析发现,造成这一现象的原因在于接收端不 能控制发送端发送信息的顺序及频率。当多个发送 端同时随机发送信息时,接收端只能接收其中的一 组信息, 从而影响其他信息的接收。 例如接收端有可 能多次收到某一发送端的信息,从而造成其他发送 端信息发送失败, 导致信息刷新紊乱。 这一问题通过合理的程序设计就能解决,如图 3 的流程图所示。主机在发送模式下按顺序发送指 定代码查找对应的从机是否在线,当指定的从机在 线时, 主机将设置为接收模式, 等待接收指定从机发 送的信息, 如图 3- 1 所示。 所有的从机首先设置为接 收模式, 等待主机发送的指定代码, 如果代码匹配 则设置从机为发送模式, 发送对应信息, 如图 3- 2 所示。 按照上述方法进行程序设计后,经过调试所有 发送端的信息都能有条不紊地发送到接收端,接收 端也及时刷新了发送端的信息, 项目调试情况良好。 (编辑: 王红霖 ) Design of NRF24L01 Multi-Channel Wireless Communication Based on STM32F103 Control Zhang Chunyan, Jiang Peng (Wuxi Professional College of Science and Technology, Wuxi Jiangsu 214028) Abstract:In this project, STM32 is used to control NRF24L01 to realize the information exchange among multiple NRF24L01. A plurality of information acquisition terminal can NRF24L01 the collected information is transmitted to the receiving end, the receiving end to receive information analysis, processing and display to complete the project, realize the information acquisition terminal and receiving terminal exchange information through wireless communication. Key words:STM32; NRF24L01; wireless communication NRF24L01 接收模式 通道 0 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 NRF24L01 发送模式 NRF24L01 发送模式 NRF24L01 发送模式 NRF24L01 发送模式 NRF24L01 发送模式 NRF24L01 发送模式
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