Arduino开发板使用NRF24L01进行无线通信

风筝

在本篇文章中，我们将学习如何使用NRF24L01收发器模块在两个Arduino开发板之间进行无线通信。为了说明无线通信，我们将举两个例子，第一个是从一个Arduino开发板向另一个发送简单的“Hello World”消息，在第二个例子中，我们将在Arduino开发板之间进行双向通信，其中我们使用在第一个Arduino开发板的操纵杆，控制在第二个Arduino开发板的伺服电机，反之亦然，使用第二个Arduino开发板的按钮，我们将控制第一个Arduino开发板的LED灯。

NRF24L01收发器模块

让我们来看看NRF24L01收发器模块。它使用2.4 GHz频段，可以在250 kbps到2 Mbps的波特率下运行。如果在开放空间中使用且波特率较低，其范围可达100米。

该模块可以使用125个不同的通道，可以在一个地方拥有125个独立工作的调制解调器网络。每个通道最多可以有6个地址，或者每个单元可以同时与多达6个其他单元通信。

在传输过程中，该模块的功耗仅为12mA左右，甚至低于单个LED。该模块的工作电压范围为1.9至3.6V，但好处是其他引脚可以容忍5V逻辑，因此我们可以轻松地将其连接到Arduino而无需使用任何逻辑电平转换器。

其中三个引脚用于SPI通信，它们需要连接到Arduino的SPI引脚，但请注意每个Arduino开发板都有不同的SPI引脚。引脚CSN和CE可以连接到Arduino板的任何数字引脚，它们用于将模块设置为待机或活动模式，以及用于在发送或命令模式之间切换。最后一个引脚是一个不必使用的中断引脚。

因此，一旦我们将NRF24L01模块连接到Arduino开发板，我们就可以为发射器和接收器制作代码了。

示例所需的组件如下：

●    NRF24L01收发器模块

●    Arduino开发板

●    面包板和跳线

Arduino代码

首先，我们需要下载并安装RF24库，这使得编程变得简单。

以下是无线通信的两个代码，在代码下面是对它们的解释。

发射机代码

1. /*
   
2. * Arduino Wireless Communication Tutorial
   
3. *     Example 1 - Transmitter Code
   
4. *               
   
5. * by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
   
6. *
   
7. * Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/
   
8. */
   
9. #include <SPI.h>
   
10. #include <nRF24L01.h>
    
11. #include <RF24.h>
    
12. RF24 radio(7, 8); // CE, CSN
    
13. const byte address[6] = "00001";
    
14. void setup() {
    
15.   radio.begin();
    
16.   radio.openWritingPipe(address);
    
17.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
    
18.   radio.stopListening();
    
19. }
    
20. void loop() {
    
21.   const char text[] = "Hello World";
    
22.   radio.write(&text, sizeof(text));
    
23.   delay(1000);
    
24. }

复制代码

接收机代码

1. /*
   
2. * Arduino Wireless Communication Tutorial
   
3. *       Example 1 - Receiver Code
   
4. *               
   
5. * by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
   
6. *
   
7. * Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/
   
8. */
   
9. #include <SPI.h>
   
10. #include <nRF24L01.h>
    
11. #include <RF24.h>
    
12. RF24 radio(7, 8); // CE, CSN
    
13. const byte address[6] = "00001";
    
14. void setup() {
    
15.   Serial.begin(9600);
    
16.   radio.begin();
    
17.   radio.openReadingPipe(0, address);
    
18.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
    
19.   radio.startListening();
    
20. }
    
21. void loop() {
    
22.   if (radio.available()) {
    
23.     char text[32] = "";
    
24.     radio.read(&text, sizeof(text));
    
25.     Serial.println(text);
    
26.   }
    
27. }

复制代码

代码描述：

我们需要包含基本SPI和新安装的RF24库，并创建一个RF24对象。这里的两个参数是CSN和CE引脚。

1. RF24 radio(7, 8); // CE, CSN

复制代码

接下来，我们需要创建一个字节数组，它将代表地址，或两个模块通过的所谓管道。

1. const byte address[6] = "00001";

复制代码

我们可以将此地址的值更改为任意5个字母的字符串，这样就可以选择我们要说话的接收器，因此在本例中，我们将在接收器和发送器上具有相同的地址。

在设置部分，我们需要初始化无线电对象，并使用radio.openWritingPipe()函数设置我们将发送数据的接收器的地址，即我们之前设置的5个字母的字符串。

1. radio.openWritingPipe(address);

复制代码

另一方面，在接收器处，使用radio.setReadingPipe()函数，我们设置相同的地址，并以此方式启用两个模块之间的通信。

1. radio.openReadingPipe(0, address);

复制代码

然后使用radio.setPALevel()函数设置功率放大器电平，在我们的例子中，我将其设置为最小值，因为我的模块彼此非常接近。

1. radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);

复制代码

请注意，如果使用更高的电平，建议在GND和3.3V模块之间使用旁路电容，以便在工作时具有更稳定的电压。

接下来我们有了radio.stopListening()函数，它将模块设置为发送器，另一方面，我们有radio.startListening()函数，它将模块设置为接收器。

1. // at the Transmitter
   
2. radio.stopListening();

复制代码

1. // at the Receiver
   
2. radio.startListening();

复制代码

在发送器的loop函数中，我们创建了一个字符数组，并为其分配消息“Hello World”。使用radio.write()函数，我们将该消息发送给接收器。这里的第一个参数是想要发送的变量。

1. void loop() {
   
2. const char text[] = "Hello World";
   
3. radio.write(&text, sizeof(text));
   
4. delay(1000);
   
5. }

复制代码

通过在变量名之前使用“＆”，我们实际上设置了一个指示存储我们想要发送的数据的变量，并使用第二个参数设置了我们想要从该变量中获取的字节数。在这种情况下，sizeof()函数获取字符串“text”的所有字节。在程序结束时，我们将增加1秒的延迟。

另一方面，在接收器，在loop()函数部分中，通过使用radio.available()函数，我们检查是否有要接收的数据。如果有数据，首先我们创建一个由32个元素组成的数组，每个元素称为“text”，我们将在其中保存传入的数据。

1. void loop() {
   
2.   if (radio.available()) {
   
3.     char text[32] = "";
   
4.     radio.read(&text, sizeof(text));
   
5.     Serial.println(text);
   
6.   }
   
7. }

复制代码

通过使用radio.read()函数，我们读取数据并将其存储到变量“text”中。最后，我们只在串口监视器上打印文本。因此，在我们上传了两个程序之后，就可以在接收器上运行串口监视器，我们会注意到每秒打印一条消息“Hello World”。

风筝

Arduino无线双向通信

让我们看看第二个例子，在两个Arduino开发板之间的双向无线通信。以下是电路原理图：

以下是示例所需的组件：

●    NRF24L01收发器模块

●    Arduino开发板

●    操纵杆模块

●    伺服电机

●    按钮

●    LED指示灯

源代码

以下是两个代码，以及对它们的描述。

发射机代码

1. /*
   
2. * Arduino Wireless Communication Tutorial
   
3. *     Example 2 - Transmitter Code
   
4. *               
   
5. * by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
   
6. *
   
7. * Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/
   
8. */
   
9. #include <SPI.h>
   
10. #include <nRF24L01.h>
    
11. #include <RF24.h>
    
12. #define led 12
    
13. RF24 radio(7, 8); // CE, CSN
    
14. const byte addresses[][6] = {"00001", "00002"};
    
15. boolean buttonState = 0;
    
16. void setup() {
    
17.   pinMode(12, OUTPUT);
    
18.   radio.begin();
    
19.   radio.openWritingPipe(addresses[1]); // 00001
    
20.   radio.openReadingPipe(1, addresses[0]); // 00002
    
21.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
    
22. }
    
23. void loop() {
    
24.   delay(5);
    
25.   radio.stopListening();
    
26.   int potValue = analogRead(A0);
    
27.   int angleValue = map(potValue, 0, 1023, 0, 180);
    
28.   radio.write(&angleValue, sizeof(angleValue));
    
29.   delay(5);
    
30.   radio.startListening();
    
31.   while (!radio.available());
    
32.   radio.read(&buttonState, sizeof(buttonState));
    
33.   if (buttonState == HIGH) {
    
34.     digitalWrite(led, HIGH);
    
35.   }
    
36.   else {
    
37.     digitalWrite(led, LOW);
    
38.   }
    
39. }

复制代码

接收机代码

1. /*
   
2. * Arduino Wireless Communication Tutorial
   
3. *     Example 2 - Receiver Code
   
4. *               
   
5. * by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
   
6. *
   
7. * Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/
   
8. */
   
9. #include <SPI.h>
   
10. #include <nRF24L01.h>
    
11. #include <RF24.h>
    
12. #include <Servo.h>
    
13. #define button 4
    
14. RF24 radio(7, 8); // CE, CSN
    
15. const byte addresses[][6] = {"00001", "00002"};
    
16. Servo myServo;
    
17. boolean buttonState = 0;
    
18. void setup() {
    
19.   pinMode(button, INPUT);
    
20.   myServo.attach(5);
    
21.   radio.begin();
    
22.   radio.openWritingPipe(addresses[0]); // 00002
    
23.   radio.openReadingPipe(1, addresses[1]); // 00001
    
24.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
    
25. }
    
26. void loop() {
    
27.   delay(5);
    
28.   radio.startListening();
    
29.   if ( radio.available()) {
    
30.     while (radio.available()) {
    
31.       int angleV = 0;
    
32.       radio.read(&angleV, sizeof(angleV));
    
33.       myServo.write(angleV);
    
34.     }
    
35.     delay(5);
    
36.     radio.stopListening();
    
37.     buttonState = digitalRead(button);
    
38.     radio.write(&buttonState, sizeof(buttonState));
    
39.   }
    
40. }

复制代码

与前一个示例的不同之处在于，我们需要为双向通信创建两个管道或地址。

1. const byte addresses[][6] = {"00001", "00002"};

复制代码

在setup函数部分我们需要定义两个管道，并注意第一个Arduino的写地址需要是第二个Arduino的读地址，反之亦然，第一个Arduino的读地址需要是写地址。第二个Arduino。

1. // at the Transmitter
   
2. radio.openWritingPipe(addresses[1]); // 00001
   
3. radio.openReadingPipe(1, addresses[0]); // 00002

复制代码

在loop函数中，使用radio.stopListening()函数，我们将第一个Arduino设置为发送器，读取并将操纵杆的值从0映射到180，并使用radio.write()函数将数据发送到接收器。

1. radio.stopListening();
   
2. int potValue = analogRead(A0);
   
3. int angleValue = map(potValue, 0, 1023, 0, 180);
   
4. radio.write(&angleValue, sizeof(angleValue));

复制代码

另一方面，使用radio.startListening()函数，我们将第二个Arduino设置为接收器，并检查是否有可用数据。当有数据可用时，我们将读取它，将其保存到“angleV”变量，然后使用该值旋转伺服电机。

1. radio.startListening();
   
2.   if ( radio.available()) {
   
3.     while (radio.available()) {
   
4.       int angleV = 0;
   
5.       radio.read(&angleV, sizeof(angleV));
   
6.       myServo.write(angleV);
   
7.     }

复制代码

接下来，在发送器中，我们将第一个Arduino开发板设置为接收器，并使用空的“while”循环，我们等待第二个Arduino开发板发送数据，数据表示按钮状态是否被按下。如果按下按钮，LED将点亮。这些过程不断重复，并且两个Arduino开发板都不断发送和接收数据。

1535749376

可以给我RF24.h这个库函数吗
我网上没有找到

1535749376

1535749376 发表于 2018-12-17 20:24
可以给我RF24.h这个库函数吗
我网上没有找到

1535749376@qq.com
谢谢了

wuyanbin

感谢楼主分享，只是第一个例子成功，第二个例子却一点应都没有，接线是没问题的，不知什么原因

haiyang4060

我的也是 那个都不好使 下载别的 例子 也不好使 不知道为啥   我都换了 好几个NRF2401  了

lala5

第一个例子实验通过了 ，但是第二个双向通信的却不行 我用的是两个NANO，供电用的是加强供电，所以不存在供电的问题！ 是代码有问题么？

lala5

试验通过了  找到原因了！ 代码是没有问题的！！！！

z01228

lala5 发表于 2021-3-24 22:09
试验通过了  找到原因了！ 代码是没有问题的！！！！

什么问题哈？