【實驗】基于STM32的E01和E01C驅(qū)動移植

實驗簡介

基于STM32F103C8T6的E01系列（nRF24L01P）和E01C系列（SI24R1）的EBYTE官網(wǎng)例程移植。EBYTE官網(wǎng)例程是基于STM8L151編寫，本次實驗的目的是將該例程移植到常見的MCU型號STM32F103C8T6，實現(xiàn)基本的無線通信。電腦端的串口調(diào)試助手操作和顯示數(shù)據(jù)收發(fā)。（可以稍加修改，適用于其他STM32系列的MCU）

硬件環(huán)境

? 2個E01系列的相同型號的模塊（或者2個E01C系列的相同型號的模塊）

? 2個USB轉(zhuǎn)TTL模塊（CH340版本）

? 2個STM32F103C8T6最小系統(tǒng)板

? 1個STM32燒錄器（DAP-LINK或者ST-LINK等等）

? 1臺電腦

? 杜邦線若干

軟件環(huán)境

? STM32的開發(fā)軟件（MDK_ARM，IAR或者STM32CubeIDE等等）

? STM32CubeMX

? XCOM V2.6 串口調(diào)試助手

? CH340驅(qū)動

模塊簡介

視選擇型號，參考廠家提供的模塊手冊。因為E01和E01C分別使用的nRF24L01P和SI24R1射頻方案，但是寄存器基本一致，操作方式也大致相同，所以驅(qū)動程序可以通用。

本次實驗使用E01-ML01D，基于nRF24L01P方案，3.3V供電，最大發(fā)射功率0dBm，參考通信距離100m。模塊的寄存器和詳細(xì)操作可以直接參考nRF24L01P的芯片手冊。E01-ML01D模塊示意及引腳定義如下圖。

實驗步驟

本次實驗使用的STM32開發(fā)環(huán)境是MDK_ARM和STM32CubeMX，燒錄器使用的是ST-LINK。涉及到的軟件獲取和安裝方法這里不做介紹，建議參考網(wǎng)上的教程。注意，如果使用的大功率E01或者E01C模塊，例如發(fā)射功率大于等于20dBm，需要考慮供電是否達(dá)到要求，本次使用的是E01-ML01D的發(fā)射電流在13mA，一般的STM32F103C8T6核心板都可以滿足要求。

1.準(zhǔn)備EBYTE官網(wǎng)例程

在億佰特官網(wǎng)搜索E01-ML01D，在【相關(guān)下載】一欄，找到通信例程并下載解壓。

2.新建STM32工程

①打開STM32CubeMX，新建STM32F103C8T6工程，進(jìn)入MCU配置。

②配置System Core選項中的SYS和RCC

在Pinout & Configuration 一欄下展開System Core，分別配置SYS和RCC。

③Clock Configuration時鐘樹配置

時鐘配置完成后，回到Pinout & Configuration一欄配置其他MCU外設(shè)。

④MCU的串口配置

選擇USART1，配置USART1參數(shù)。

開啟USART1全局中斷。

⑤配置MCU的SPI

選擇SPI1，配置為全雙工主機(jī)模式，射頻芯片的SPI速率最大支持10M，所以MCU的SPI的速率要小于等于10M，CPOL選擇Low，CPHA選擇1Edge，NSS引腳控制選擇Software。不啟用SPI1的全局中斷，所以NVIC Setting不設(shè)置。

⑥GPIO配置

直接點擊MCU對應(yīng)引腳，將其配置。將PA4作為SPI1的片選引腳，PB0作為E01-ML01D模塊的CE引腳，PB1作為E01-ML01D模塊的IRQ引腳。所以需要把PA4和 PB0 配置為GPIO_Output，PB1配置為GPIO_Input。配置引腳后，在GPIO選項中，會顯示配置的這三個引腳配置詳情。然后在GPIO選項中，需要配置GPIO的其他參數(shù)。

這一步完成后，我們要使用的MCU外設(shè)已經(jīng)基本完成配置，接下來是工程的設(shè)置和保存。

⑦設(shè)置工程以及保存路徑

配置工程及代碼生成配置，最后點擊GENERATE CODE，等待進(jìn)度條完成后會出現(xiàn)一個彈窗，選擇Open Project 直接打開工程。接下來就是在MDK_ARM中的操作。

3.代碼移植

①完成上面的步驟后，已經(jīng)打開了創(chuàng)建的工程，先進(jìn)行首次編譯，查看是否有編譯錯誤。

正常的編譯結(jié)果應(yīng)該是0 Error(s)，0 Warning(s)。

②實現(xiàn)串口重定向，修改usart.c和usart.h文件

usart.c中修改兩個位置。

一個是在/* USER CODE BEGIN 0 */和/* USER CODE END 0 */之間新添加如下代碼：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t uart_rx_data = 0;//串口中斷接收的數(shù)據(jù)存儲
int fputc(int ch, FILE *f){ ?HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); ?return ch;}/* USER CODE END 0 */

另一個是修改void MX_USART1_UART_Init(void)函數(shù)，在該函數(shù)中的

/* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */和? /* USER CODE END USART1_Init 2 */之間加入代碼：

void MX_USART1_UART_Init(void){
 ? ?/* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */
 ? ?/* USER CODE END USART1_Init 0 */ ?/* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */ ? ?/* USER CODE END USART1_Init 1 */
 ?huart1.Instance = USART1; ?huart1.Init.BaudRate = 115200; ?huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; ?huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; ?huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; ?huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; ?huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; ?huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; ?if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) ?{ ? ?Error_Handler(); ?} ?/* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */ ?HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&uart_rx_data,1);//開啟接收中斷 ?/* USER CODE END USART1_Init 2 */
}

Usart.h中，需要包含stdio.h,在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之間加入代碼：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "stdio.h"/* USER CODE END Includes */

Usart.h中，在/* USER CODE BEGIN Private defines */和/* USER CODE END Private defines */之間加入代碼：

/* USER CODE BEGIN Private defines */extern uint8_t uart_rx_data;/* USER CODE END Private defines */

啟用MicroLIB

③在創(chuàng)建的工程路徑下，新建一個名為MyFiles的文件夾，并將例程中的如下文件均復(fù)制到MyFiles文件夾中。

④添加MyFiles的文件夾路徑到工程。

⑤在工程中新建文件夾，并將復(fù)制的文件添加到工程之中

⑥修改添加到MyFiles文件夾下的所有.c和.h文件

由于涉及到的修改較多，不做一一介紹，直接給出修改后的該文件夾下的所有文件附件。（可聯(lián)系獲取）

⑦修改main.c文件

在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之間添加為app.h 和bsp.h的包含：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "bsp.h"#include "app.h"/* USER CODE END Includes */

修改int main(void)函數(shù)：/** ?* @brief ?The application entry point. ?* @retval int ?*/int main(void){ ?/* USER CODE BEGIN 1 */ ?/* USER CODE END 1 */ ? ?/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 ? ?/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ ?HAL_Init(); ? ?/* USER CODE BEGIN Init */ ? ?/* USER CODE END Init */ ? ?/* Configure the system clock */ ?SystemClock_Config();
 ? ?/* USER CODE BEGIN SysInit */
 ? ?/* USER CODE END SysInit */ ? ? ? ?/* Initialize all configured peripherals */ ?MX_GPIO_Init(); ?MX_SPI1_Init(); ?MX_USART1_UART_Init(); ?/* USER CODE BEGIN 2 */ BSP_MCU_Initial(); BSP_RF_Initial(); ?/* USER CODE END 2 */  ? /* Infinite loop */ ?/* USER CODE BEGIN WHILE */ ?while (1) ?{ ? ?/* USER CODE END WHILE */ ?  ? ? /* USER CODE BEGIN 3 */ ?APP_Process(); ?} ?/* USER CODE END 3 */}

添加USART1的接收和發(fā)送中斷回調(diào)函數(shù)，

在/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */加入代碼：

/* USER CODE BEGIN 4 */void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ if(huart == &huart1) { ?Uart_Rx_interrupt_Cb();
 }}
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ if(huart == &huart1) { ?Uart_Tx_interrupt_Cb(); }}/* USER CODE END 4 */

⑧修改stm32f1xx_it.c文件

添加對app.h的包含，在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之間加入代碼：

/* USER CODE BEGIN Includes */#include "app.h"/* USER CODE END Includes */

修改void SysTick_Handler(void)函數(shù)，

在? /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */和/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */之間加入：

/** ?* @brief This function handles System tick timer. ?*/void SysTick_Handler(void){ ?/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */ ? ?/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */ ?HAL_IncTick(); ?/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */ Uart_1ms_Interrupt_Cb(); ?/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */}

至此，程序移植已經(jīng)全部完成，再次重新編譯。如果出現(xiàn)warning:? #1-D: last line of file ends without a newline這個警告，請在該文件最后一行添加新行。

通信驗證

①程序下載

將ST-LINK的下載接口與STM32核心板的下載接口連接，對應(yīng)接線如下：

Debug配置：

配置完成后，點擊LOAD進(jìn)行下載。

下載成功后，會出現(xiàn)如下提示：

②硬件連接

建議在接線過程中斷電操作。STM32核心板的供電使用自帶的USB接口供電。

STM32核心板與E01-ML01D連接

STM32核心板與USB轉(zhuǎn)TTL工具連接

③通信測試

將核心板通過USB接口供電，USB轉(zhuǎn)TTL工具連接上電腦上的串口調(diào)試助手。串口調(diào)試助手配置如下：

將STM32核心板復(fù)位，它首先會檢查與E01-ML01D的連接。如果連接成功，則會打印Link successful。如果鏈接失敗，則會打印Link Fail Please check and reset module。最大連接次數(shù)為6次，每次連接會打印當(dāng)前連接次數(shù)。

數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，例程使用了nRF24L01P的ACK功能，所以在發(fā)送成功則會打印Send TX_DS,發(fā)送失敗會打印Send MAX_RT。

總結(jié)

以上實驗中，實現(xiàn)了基于STM32F103C8T6核心板的E01-ML01D的驅(qū)動移植以及通信驗證，其中的E01-ML01D可以替換為任意型號的nRF24L01P或者Si24R1的模塊。也可以稍加修改，適用于其他STM32系列的MCU。