如何用软件模拟SPI总线进而对NRF24L01进行读写操作呢

本文只要是以软件模拟SPI总线，对NRF24L01进行读写操作！***代码，经过测试是没有问题的！
点C源文件如下：
/**************************************************
1、地址的设置说明：
发射模式：通道0被用于接收应答信号，所以通道0地址需与发射节点的地址一致
接收模式：0通道地址任意设置，1~5通道地址高4个字节需一致。
当某通道地址与某发射节点地址一致时，便接收来自此节点的数据。
2、CE引脚的操作：
发射模式：NRF_CE=1 大于10us开始启动发射
接收模式：NRF_CE=1，130us后开始等待数据包
***************************************************/


#include "DX_nrf24L01.h"






DX_Nrf24L01::DX_Nrf24L01()
{
initGpio();
initArray();
}
void DX_Nrf24L01::initArray()
{
unsigned char TX_ADDRESS[TX_ADDR_WIDTH] = {0xA0,0xA0,0xA0,0xA0,0xA0};
unsigned char RX_ADDRESS_P0[RX_ADDR_WIDTH] = {0xA0,0xA0,0xA0,0xA0,0xA0};
for(char i=0;i<5;i++)
{
this->TX_ADDRESS = TX_ADDRESS;
this->RX_ADDRESS_P0= RX_ADDRESS_P0;
}
}


/**************************************************
* 初始化IO
**************************************************/
void DX_Nrf24L01::initGpio(void)
{
PC_DDR |= 0x68;
PC_CR1 |= 0x68; //SPI_MOSI and SPI_SCK and NRF_CSN PP_OUT

PG_DDR |= 0x01;
PG_CR1 |= 0x01; //NRF_CE PP_OUT


PC_DDR &= 0x7F;
PC_CR1 &= 0x7F; //SPI_MISO FLOAT_IN


PC_DDR &= ~0x10;
PC_CR1 |= 0x10; //NRF_IRQ UP_IN

NRF_CSN = 1;
}




/**************************************************
* 根据SPI协议，写一字节数据到NRF24L01，
* 同时从NRF24L01读出一字节
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::readOrWrite(unsigned char byte)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++) // 循环8次
{
if(byte&0x80) // byte最高位输出到SPI_MOSI
SPI_MOSI = 1;
else
SPI_MOSI = 0;
byte <<= 1; // 低一位移位到最高位
SPI_SCK = 1; // 拉高SCK，NRF24L01从SPI_MOSI读入1位数据，同时从SPI_MISO输出1位数据
byte |= SPI_MISO; // 读SPI_MISO到byte最低位
SPI_SCK = 0; // SCK置低
}
return byte; // 返回读出的一字节
}




/**************************************************
* 写一字节数据到寄存器reg
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::writeReg (unsigned char reg, unsigned char byte)
{
unsigned char status;
NRF_CSN = 0; // CSN置低，使能数据传输
NRF_CE = 0; //待机模式，才能对寄存器写操作
status = readOrWrite(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字
readOrWrite(byte); // 然后写数据到该寄存器
NRF_CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输
return status; // 返回状态寄存器
}




/**************************************************
* 从寄存器reg读出一字节数据
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::readReg (unsigned char reg)
{
unsigned char reg_value;
NRF_CSN = 0; // CSN置低，使能数据传输
NRF_CE = 0; //待机模式，才能对寄存器写操作
readOrWrite(reg); // 选择寄存器
reg_value = readOrWrite(NOP); // 然后从该寄存器读数据
NRF_CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输
return reg_value; // 返回寄存器数据
}




/**************************************************
* 把pBuf缓存中的数据写入到NRF24L01，
* 通常用来写入地址和通道数据
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::writeBuf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char bytes)
{
unsigned char status, i;
NRF_CSN = 0; // CSN置低，使能数据传输
NRF_CE = 0; //待机模式，才能对寄存器写操作
status = readOrWrite(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字
for(i=0; i {
readOrWrite(*(pBuf+i)); // 逐个字节写入NRF24L01
}
NRF_CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输
return status; // 返回状态寄存器
}




/**************************************************
* 从寄存器reg读出bytes个字节数据，
* 通常用来读取地址和通道数据。
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::readBuf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char bytes)
{
unsigned char status, i;
NRF_CSN = 0; // CSN置低，使能数据传输
NRF_CE = 0; //待机模式，才能对寄存器写操作
status = readOrWrite(reg); // 选择寄存器，同时返回状态字
for(i=0; i {
*(pBuf+i) = readOrWrite(NOP);// 逐个字节从NRF24L01读出
}
NRF_CSN = 1; // CSN拉高，结束数据传输
return status; // 返回状态寄存器
}




/**************************************************
* 将NRF24L01设置为发射模式
**************************************************/
void DX_Nrf24L01::TX_Mode(void)
{
/*拉低CE，进入低功耗模式才能操作寄存器*/
NRF_CE = 0;

/*设置所有通道的地址宽度，默认为5字节*/
writeReg(WRITE_REG + SETUP_AW, 0x02);

/*写入发送节点地址*/
writeBuf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADDR_WIDTH);

/*接收通道地址设置，发送模式下应向通道0写入与发送节点一致的地址，用于接收应答信号*/
/*通道1~5的地址设置需遵循一定的规则，请查阅手册*/
writeBuf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADDR_WIDTH);

/*接收通道地址使能设置，使能通道0的地址*/
writeReg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);

/*接收通道0有效数据宽度设置*/
writeReg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);

/*接收通道自动应答设置，使能通道0自动应答*/
writeReg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);

/*自动重发设置*/
writeReg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x0D); //重发等待500+86us，自动重发5次

/*设置通信频率*/
/*计算公式：F=2400+RF_CH(MHz)，从2.4G到2.525G，共125个频点可用*/
writeReg(WRITE_REG + RF_CH, 50);

/*设置发射参数：传输速率，发射功率等*/
writeReg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); //速率1Mbps，功率最大0dBm，低噪声放大器增益

/*配置基本参数*/
/*开启IRQ引脚的三种中断，16位CRC校验，上电，发射模式*/
writeReg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0E);
}




/**************************************************
* 将NRF24L01设置为接收模式
**************************************************/
void DX_Nrf24L01::RX_Mode(void)
{
/*拉低CE，进入低功耗模式才能操作寄存器*/
NRF_CE = 0;

/*设置所有通道的地址宽度，默认为5字节*/
writeReg(WRITE_REG + SETUP_AW, 0x02);

/*设置接收通道0地址，通道1~5的地址设置需遵循一定的规则，请查阅手册*/
writeBuf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS_P0, RX_ADDR_WIDTH);

/*接收通道地址使能设置，使能通道0的地址*/
writeReg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01);

/*接收通道0有效数据宽度设置*/
writeReg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH);

/*接收通道自动应答设置，使能通道0自动应答*/
writeReg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);

/*设置通信频率*/
/*计算公式：F=2400+RF_CH(MHz)，从2.4G到2.525G，共125个频点可用*/
writeReg(WRITE_REG + RF_CH, 50);


/*设置发射参数：传输速率，发射功率等*/
writeReg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); //速率1Mbps，功率最大0dBm，低噪声放大器增益


/*配置基本参数*/
/*开启IRQ引脚的三种中断，16位CRC校验，上电，接收模式*/
writeReg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0F);


/*CE拉高，130us后开始等待数据包*/
NRF_CE = 1;
}




/**************************************************
* 参数： *txbuf -> 要发送的数据包
* 返回值：发送成功与否的状态
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::sendData(unsigned char *txbuf)
{
unsigned char status;

/*CE置低，进入待机模式*/
NRF_CE = 0;


/*写数据包到TX FIFO，最大32个字节*/
writeBuf(WR_TX_PLOAD, txbuf, TX_PLOAD_WIDTH);


/*CE置高，10us后发送数据包 */
NRF_CE = 1;

/*等待发送完成，IRQ中断引脚会被拉低 */
while(NRF_IRQ !=0);

/*读取状态寄存器STATUS的值 */
status = readReg(STATUS);


/*向STATUS的相应位写'1'，清除相应的中断标志*/
writeReg(WRITE_REG + STATUS, status);
writeReg(WRITE_REG + STATUS, NOP);
/*清除FIFO状态寄存器*/
writeReg(FIFO_STATUS, NOP);


/*判断中断类型*/
if(status & TX_DS) //1、发送完成
return TX_DS;
else if(status & MAX_RT) //2、达到最大重发次数
return MAX_RT;
else
return ERROR; //3、其它不明原因导致的发送失败
}




/**************************************************
* 参数： *rxbuf -> 接收的数据包的存放位置
* 返回值：接收成功与否的状态
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::receiveData(unsigned char *rxbuf)
{
unsigned char status;

/*CE置高，130us后开始接收数据包 */
NRF_CE = 1;


/*等待接收完成，IRQ中断引脚会被拉低 */
while(NRF_IRQ !=0);


/*CE置低，进入待机模式*/
NRF_CE = 0;


/*读取状态寄存器STATUS的值 */
status = readReg(STATUS);


/*向STATUS的相应位写'1'，清除相应的中断标志*/
writeReg(WRITE_REG + STATUS, status);
writeReg(WRITE_REG + STATUS, NOP);
/*清除FIFO状态寄存器*/
writeReg(FIFO_STATUS, NOP);


/*判断中断类型*/
if(status & RX_DR) //1、接收完成
{
/*从RX FIFO读出数据包*/
readBuf(RD_RX_PLOAD, rxbuf, RX_PLOAD_WIDTH);
return RX_DR;
}
else
return ERROR; //2、其它不明原因导致的接收失败
}




/**************************************************
* 检查MCU与NRF24L01连接是否正常
**************************************************/
unsigned char DX_Nrf24L01::checkConnect(void)
{
unsigned char wbuf[5]={0xC2,0xC2,0xC2,0xC2,0xC2};
unsigned char rbuf[5];
unsigned char i=0;

NRF_CSN = 0; // CSN置低，使能数据传输
NRF_CE = 0; //待机模式，才能对寄存器写操作


/*尝试向TX_ADDR写入5个字节*/
writeBuf(WRITE_REG + TX_ADDR, wbuf, 5);


/*再从TX_ADDR读出刚写入的5个字节*/
readBuf(TX_ADDR, rbuf, 5);

/*比较，完全匹配则说明连接正常*/
for(i=0; i<5; i++)
{
if(rbuf!=0xC2)
break;
}
if(i==5)
return SUCCESS; //MCU与NRF连接成功
else
return ERROR; //MCU与NRF连接失败
}

点H头文件如下，主要是类的封装。
#ifndef __DX_NRF24L01_H__
#define __DX_NRF24L01_H__


#include "iostm8s105c6.h"




#define SUCCESS 0
#define ERROR !SUCCESS


/*地址宽度定义*/
#define TX_ADDR_WIDTH 5 //发射节点的地址宽度
#define RX_ADDR_WIDTH 5 //接收节点的地址宽度


/*数据宽度定义*/
#define TX_PLOAD_WIDTH 13 //发送数据的有效宽度,即一包数据包含的字节数
#define RX_PLOAD_WIDTH 13 //接收数据的有效宽度,即一包数据包含的字节数


/*标志位定义*/
#define RX_DR 0x40 //接收完成标志,状态寄存器的第6位
#define TX_DS 0x20 //发送完成标志,状态寄存器的第5位
#define MAX_RT 0x10 //重发最大次数标志，状态寄存器的第4位




/*一共8条指令码定义*/
#define READ_REG 0x00 // Define read command to register
#define WRITE_REG 0x20 // Define write command to register
#define RD_RX_PLOAD 0x61 // Define RX payload register address
#define WR_TX_PLOAD 0xA0 // Define TX payload register address
#define FLUSH_TX 0xE1 // Define flush TX register command
#define FLUSH_RX 0xE2 // Define flush RX register command
#define REUSE_TX_PL 0xE3 // Define reuse TX payload register command
#define NOP 0xFF // Define No Operation, might be used to read status




/*NRF寄存器地址定义*/
#define CONFIG 0x00 // 'Config' register address
#define EN_AA 0x01 // 'Enable Auto Acknowledgment' register address
#define EN_RXADDR 0x02 // 'Enabled RX addresses' register address
#define SETUP_AW 0x03 // 'Setup address width' register address
#define SETUP_RETR 0x04 // 'Setup Auto. Retrans' register address
#define RF_CH 0x05 // 'RF channel' register address
#define RF_SETUP 0x06 // 'RF setup' register address
#define STATUS 0x07 // 'Status' register address
#define OBSERVE_TX 0x08 // 'Observe TX' register address
#define CD 0x09 // 'Carrier Detect' register address
#define RX_ADDR_P0 0x0A // 'RX address pipe0' register address
#define RX_ADDR_P1 0x0B // 'RX address pipe1' register address
#define RX_ADDR_P2 0x0C // 'RX address pipe2' register address
#define RX_ADDR_P3 0x0D // 'RX address pipe3' register address
#define RX_ADDR_P4 0x0E // 'RX address pipe4' register address
#define RX_ADDR_P5 0x0F // 'RX address pipe5' register address
#define TX_ADDR 0x10 // 'TX address' register address
#define RX_PW_P0 0x11 // 'RX payload width, pipe0' register address
#define RX_PW_P1 0x12 // 'RX payload width, pipe1' register address
#define RX_PW_P2 0x13 // 'RX payload width, pipe2' register address
#define RX_PW_P3 0x14 // 'RX payload width, pipe3' register address
#define RX_PW_P4 0x15 // 'RX payload width, pipe4' register address
#define RX_PW_P5 0x16 // 'RX payload width, pipe5' register address
#define FIFO_STATUS 0x17 // 'FIFO Status Register' register address


/**************引脚定义**************************/
#define SPI_MOSI PC_ODR_ODR6
#define SPI_MISO PC_IDR_IDR7
#define SPI_SCK PC_ODR_ODR5
#define NRF_CE PG_ODR_ODR0
#define NRF_CSN PC_ODR_ODR3
#define NRF_IRQ PC_IDR_IDR4


class DX_Nrf24L01
{


private:
/*节点地址定义*/
unsigned char TX_ADDRESS[TX_ADDR_WIDTH];
unsigned char RX_ADDRESS_P0[RX_ADDR_WIDTH];
/*封闭函数声明*/
void initGpio(void);
void initArray(void);

unsigned char readOrWrite(unsigned char byte);
unsigned char readReg (unsigned char reg);
unsigned char readBuf(unsigned char reg, unsigned char * pBuf, unsigned char bytes);
unsigned char writeReg (unsigned char reg, unsigned char value);
unsigned char writeBuf(unsigned char reg, unsigned char * pBuf, unsigned char bytes);



public:
void TX_Mode(void);
void RX_Mode(void);
unsigned char sendData(unsigned char *txbuf);
unsigned char receiveData(unsigned char *rxbuf);
unsigned char checkConnect(void);
DX_Nrf24L01();


};


#endif


main文件应用如下：主要是实现收发数据的测试以及硬件连接的检测。
#include "DX_nrf24L01.h"
#include "DX_uart2.h"
#include "DX_delay.h"


//实例化设备对象
DX_Nrf24L01 NRF24L01;
DX_Delay Delay;
extern DX_Uart2 Uart2;




unsigned char TX_Buf[TX_PLOAD_WIDTH]= "GDUTELC-2015"; //要发送的数据可以是单个字节数据，也可以是字符串
unsigned char RX_Buf[RX_PLOAD_WIDTH];
unsigned char Status=0;


int main(void)
{
while(1)
{
Status = NRF24L01.checkConnect();
if(Status==SUCCESS)
Uart2.sendStr((unsigned char*)"MCU与NRF24L01连接成功！ rn");
else
Uart2.sendStr((unsigned char*)"MCU与NRF24L01连接失败！ rn");

NRF24L01.RX_Mode(); //发送成功后马上转为接收模式，
//等待从机将接收到的数据原封不动地发回来
Uart2.sendStr((unsigned char*)"当前设置为：接收模式！rn");
Status = NRF24L01.receiveData(RX_Buf); //接收从机发回的数据，同时返回接收状态
if(Status==RX_DR)
{
Uart2.sendStr((unsigned char*)"数据接收成功！rn");
Uart2.sendStr((unsigned char*)"已接收数据：");
Uart2.sendStr(RX_Buf);
Uart2.sendStr((unsigned char*)"rnrn");
}
else
Uart2.sendStr((unsigned char*)"数据接收失败rnrn");

NRF24L01.TX_Mode();
Uart2.sendStr((unsigned char*)"当前设置为：发射模式！rn");
Status = NRF24L01.sendData(TX_Buf); //发送数据，同时返回发送状态
if(Status==TX_DS)
{
Uart2.sendStr((unsigned char*)"数据发送成功！rn");
Uart2.sendStr((unsigned char*)"已发送数据：");
Uart2.sendStr(TX_Buf);
Uart2.sendStr((unsigned char*)"rnrn");
}
else if(Status==MAX_RT)
Uart2.sendStr((unsigned char*)"达到最大重发次数！rnrn");
else
Uart2.sendStr((unsigned char*)"数据发送失败rnrn");

Delay.delayS(4);

}
return 0;
}