Arduino与nRF24L01+(2.4G) 操作指南【一】基本连接

peture

 

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本指南共三部分：基本连接、距离测试、跳频模式。第一部分介绍Arduino与nRF24L01+模块连接注意事项和编程方法，后续敬请期待。

玩儿无线，不论2.4G还是WiFI，第一注意事项就是电源，然后是电源，最后还是电源！

强调三点：

1. 电压在设备范围内（nRF24L01电压1.9~3.6V）
2. 电流足够（>50mA，带PA的要>350mA）
3. 滤波！（最好用钽电容滤波，0.1u+10uF并联，距离模块越近越好）

第三点如果没注意，不是距离缩短不短的问题，是根本能不能通信的问题！记住，2.4G，第一要务就是电源！！！

图中黄色方框就是3.3V LDO，可提供3.3V不超过150mA稳定电压。nRF24电源切记要接在3.3V PIN上，不然瞬间发热，马上挂。。。

nRF24模块分带PA（功率放大）和不带PA，带PA的电流在150~250MA不等，如果带PA就需要给模块单独做一路供电，比如用LM1117-3.3v，800mA LDO，Arduino板子上的3.3V驱动不够用。

 

这种工作电流在15~35mA，可以直接用Arduino驱动。

 

带PA这种属于质量很好的，最大电流在110~130mA，比较稳定。

这种国产OEM的质量参差不齐，最大电流在80mA~350mA不等，需要额外LDO供电，板载3.3V电流可能不够。

OK，接下来接线，nRF24有8个IO，除IRQ其它都需要（有些2.4G库也需要IRQ）。

UNO接法，我跟图中不同，PIN8接CE（浅蓝色）、PIN9接SCN（棕色），PIN10悬空，这样SPI接口可复用多个设备。

如果使用杜邦线，线比较长，在模块的VCC和GND之间最好焊接一~二个电容，一个10uF（钽电容，小功率可省略），一个0.1uF，分别过滤低频。高频杂波。

硬件接好如此这样，我用的Arduino Nano+扩展板。

安装RF24 Library。我测试过的Library有两个，一个是Arduino安装库提供的，另一个需要自己手动通过GitHub下载，后者是前者的修改。
前者地址：http://tmrh20.github.io/RF24/  后者地址：http://maniacbug.github.io/RF24/ 本文以后者地址为主，这个版本貌似简单些。

下载安装文件 https://github.com/maniacbug/RF24 点击右侧Download按钮

在Arduino 库中安装

创建示例

如果你是完全按照上图方式接线，无需修改radio PIN；如果是用PIN8/9，需要修改一下构造函数。

这段代码需要取消注释，不然测试可能没反应（可能是源代码的BUG）。

这段代码未来版本可能没有注释，我试过不同版本，有的有注释有的没有！关键是else部分，一定要打开读、写监听管道（Pipe），这里，接收模块Pipe0发送，Pipe1接收，发送模块交换这两个地址。有些库这里都是注释状态，不监听肯定是收不到信息的！

分别上传到两个Arduino上，可能是不同的串口。

打开串口调试，你将看到nRF24L01的初始化设置参数。这里大多默认，只有ADDR是我们设置的。

也可以使用同时可以打开双串口的工具软件，我这里用“友善串口调试”，免费版本启动有提示，但可以正常用。

在一侧窗口输入T，则看到另一侧窗口有返回，输入R，返回监听状态。双方可以互相发，但不能同时发，也就是工作在半双工状态。

Arduino简化nRF24L01绝大部分底层细节，所以调试非常Easy。通常，第一次无线实验会失败，原因很多，如果能一次成功，那真是太幸运了！确认以下事情：

1. 电源3.3V是否足够稳定？
2. SPI接线有没有错，CE、SCN接口有没有接错？
   
3. 串口返回的硬件调试信息是否正确？
4. 硬件地址是否正确？（前32bits必须相同，只有后8个bits用于标示）
5. 如果这些都没问题，用scanner代码测试一下频道干扰（Windows上需要删除scanner示例中的output目录）。

接下来，简单研究下示例代码，代码本身很多注释，可以参考。

上面3个不说了，必须包含的头文件，第4个printf.h定义stdout宏，就是把标准控制台输出转向串口Serial，这对调试有很大帮助！如果是Arduino Due或YUN等多串口输出，需要宏定义Serial是哪一个先。下面radio变量，我用的是CE PIN8（片选）、SCN PIN9（数据/命令）。

定义地址，示例中只有前两个，后面是我加的。模块可同时监听6个channel ，地址前4字节是共用的（32比特 需相同），第5个字节区分不同模块。

定义模块工作于发送、还是接收，默认接收（最后一行）。可以一个模块设成发送，另一个设成接收，上电就能通信，不用串口发T改变模式。

模块开始、设置模块自动重试次数和重试间隔，具体查阅nRF24文档。只要不是对通信时延有要求，这个设成15/15都行，也是允许的最大值。

最后一行setPayloadSize(8)，如果取消这行注释，你会发现发送模块总会显示发送失败，但接收模块有响应反馈。这是因为，减少Payload会导致CRC验证失败，所以发送端会一直认为没有成功发送，但实际上接收端已经接收成功了。即使设置了retry=15，接收端也不会收到重复发送的信息，这是因为nRF24内部有个自动计数器，每次发送这个值会变，重复收到信息会自动去除。

这段代码原示例中是注释掉的，取消注释！不然提示失败！

原因，用于接收的模块（else部分中）没有打开写入管道地址，无法回送“确认信息”给发送端。但如果切换到T再切换回R，就发现可以正常收发，因为切换部分的代码设置的写入管道地址。 这应该是原示例的一个小BUG，观察调试信息能看到发送、接收的地址。

接收端进入监听模式。最后一行是打印调试信息到STDOUT，因为已经设置成串口了，所以所有输出都到串口。

发送端代码

• stopListening（必要）；
• 发送4字节的时间；
• 根据ACK显示发送成功还是失败。nRF24这个功能非常好，可以让发送方知道消息是否送达。
• startListening（进入监听状态，等待接收端回送收到的消息）
• 循环检测监听队列中是否有数据，如果有数据则从缓存中读出；
• 如果200毫秒内还是没有数据，表示客户端没有发送数据或CRC验证失败；
• 打印消息传送消耗的时间。

接收端代码：

• 循环检测是否有数据到达；
• 读取缓存。暂停20毫秒（没明白为啥）
• stopListening
• 发送response数据。
• startListening

串口接收处理，如果输入T or t，本Arduino切换成发送模块，修改发送、接收地址。 发送端 pipe0是发送地址，pip1是接收地址；接收端反过来。

至此，最开始的测试完毕，只要通信成功，接下来可试验更好玩儿的设想！

示例中有scanner例子，我在Windows平台下需要删除output目录先，然后重启Arduino就不会报什么 错。

参考：http://forum.arduino.cc/index.php?topic=215065.0