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某次設(shè)計(jì)需要使用nRF24L01實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，將原本在51單片機(jī)上運(yùn)行成功的程序移植到STM8單片機(jī)上時(shí)，出現(xiàn)無法運(yùn)行的問題。嘗試讀取nRF24L01內(nèi)部的寄存器以查看模塊工作狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論哪個(gè)寄存器讀出值均為0x08�，F(xiàn)具體描述此次經(jīng)歷以及最后的解決方法。
原設(shè)計(jì)平臺(tái)為IAP15W4K58S4，開發(fā)環(huán)境Keil uVision4，設(shè)定的工作頻率22.1184MHz；移植的目標(biāo)平臺(tái)為STM8S105K4T6，開發(fā)環(huán)境IAR for STM8，使用HSE：8MHz，CPU時(shí)鐘不分頻。
設(shè)計(jì)同時(shí)使用波特率為115200bps的串口通信以及外部中斷。
由于設(shè)計(jì)需要，在STM8S上，nRF24L01模塊以軟件模擬SPI的方式連接在STM8S的PB0~PB5端口上。引腳的定義如下：
- #define nRF24L01_MISO PB_IDR_IDR5
- #define nRF24L01_MOSI PB_ODR_ODR4
- #define nRF24L01_SCK PB_ODR_ODR3
- #define nRF24L01_CSN PB_ODR_ODR2
- #define nRF24L01_CE PB_ODR_ODR1
- #define nRF24L01_IRQ PB_IDR_IDR0
遵循調(diào)試的基本步驟，我更換了無線模塊、連接線，以及平臺(tái)核心板，但是都不能夠解決問題。
考慮到STM8S的IIC接口，是真正的開漏輸出，沒有內(nèi)部上拉電阻。于是查詢芯片手冊(cè)：
從手冊(cè)可以看到，STM8S105K4T6的PE1、PE2是真正的開漏輸出，而我所使用的LQFP32封裝上沒有這兩個(gè)引腳，PB4、PB5為IIC的映射管腳，是具有上拉電阻的。
所以問題不在管腳選擇上。
重新查閱芯片手冊(cè)，注意到PB管腳的輸出速度均為O1級(jí)別，手冊(cè)上對(duì)于O1是這樣描述的：
可以看到，O1為不可配置的2MHz慢速引腳，因?yàn)槲宜渲玫膯纹瑱C(jī)工作頻率達(dá)到8MHz，懷疑是在與nRF24L01通訊過程中引腳電平變化速度過快導(dǎo)致IO電平不穩(wěn)定，于是配置CPUDIV，使CPU工作頻率8分頻在1MHz，故障依舊。
所以引腳輸出速度不是引起問題的原因。
重新查閱nRF24L01的芯片手冊(cè)，想到芯片的各個(gè)寄存器讀出值均為08H，那么應(yīng)該排除芯片的初始化失敗這樣的可能性，因?yàn)闊o論是否初始化，按照正確配置步驟進(jìn)行過之后，芯片內(nèi)部的寄存器保留位應(yīng)該是保持保留值不變化，而現(xiàn)在的現(xiàn)象是，以CD載波檢測(cè)寄存器為例，本應(yīng)該只有00H和01H兩種取值可能性，卻讀出08H。
將關(guān)注點(diǎn)放在與模塊進(jìn)行通信的底層SPI模擬函數(shù)上，我在51平臺(tái)上使用的SPI讀寫函數(shù)如下所示：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節(jié)
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個(gè)比特
- {
- nRF24L01_MOSI=(dat&0x80);//高位先出，按位傳遞
- dat=(dat<<1);//轉(zhuǎn)移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時(shí)鐘
- nRF24L01_MISO=1;
- dat|=nRF24L01_MISO;//得到從機(jī)傳來的比特位
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時(shí)鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數(shù)據(jù)
- }
按照SPI的協(xié)議，重寫函數(shù)如下：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節(jié)
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個(gè)比特
- {
- if(dat&0x80)
- {
- nRF24L01_MOSI=1;
- }
- else
- {
- nRF24L01_MOSI=0;
- }
- dat=(dat<<1);//轉(zhuǎn)移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時(shí)鐘
- if(nRF24L01_MISO)
- {
- dat|=1;
- }
- else
- {
- dat|=0;
- }
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時(shí)鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數(shù)據(jù)
- }
則出乎意料的恢復(fù)正常了。
后經(jīng)過逐步化簡(jiǎn)調(diào)試，這樣的表達(dá)在IAR環(huán)境下也可以正常運(yùn)行：
- unsigned char nRF24L01_SPI_RW(unsigned char dat)//向SPI發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并且由其移位寄存器的特性，返回收到的字節(jié)
- {
- unsigned char i;
- for(i=0;i<8;i++)//輸出8個(gè)比特
- {
- nRF24L01_MOSI=(_Bool)(dat&0x80);//高位先出，按位傳遞，強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為布爾類型
- dat=(dat<<1);//轉(zhuǎn)移比特位
- nRF24L01_SCK=1;//置高時(shí)鐘
- dat|=nRF24L01_MISO//得到從機(jī)傳來的比特位
- nRF24L01_SCK=0; //拉低時(shí)鐘
- }
- return(dat);//返回移位得到的數(shù)據(jù)
- }
故此得到結(jié)論，IAR下，對(duì)于一個(gè)位只能賦值邏輯0、1，如果賦值一個(gè)非布爾型的數(shù)據(jù)，則會(huì)產(chǎn)生混亂。
文章首發(fā)51CTO博客，http://blog.51cto.com/14195504/2348865
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