STM32F103C8T6 HAL库生成2.4G通信

STM32F103C8T6 HAL库生成2.4G通信的报告

一、引言

本报告旨在阐述如何使用STM32F103C8T6微控制器及其HAL库实现基于2.4GHz频段的无线通信功能，通过NRF24L01无线模块实现数据的发送与接收。本次实验主要利用了STM32CubeMX进行项目配置，并使用Keil MDK-ARM作为开发环境进行编程。

二、实验材料

• STM32F103C8T6开发板
• NRF24L01 2.4G无线模块
• STM32CubeMX软件
• Keil MDK-ARM开发环境
• USB转TTL模块（用于连接PC与开发板）
• 杜邦线若干
• ST-Link下载器

三、实验步骤

1. STM32CubeMX配置

步骤一：新建工程

• 打开STM32CubeMX，选择MCU为STM32F103C8T6。

步骤二：系统配置

• 配置RCC：设置系统时钟，通常选择外部高速时钟(HSE)。
• 配置SYS：在SYS设置中，将Debug选项设置为Serial Wire。

步骤三：引脚配置

• 在Pinout & Configuration视图中，配置NRF24L01模块所需的SPI接口引脚（如SCK、MISO、MOSI、CSN等）以及可能的CE、IRQ引脚。
• 配置USART2或其他串口引脚（用于调试或数据传输，非必需）。

步骤四：外设配置

• 配置SPI：设置SPI为Master模式，配置时钟极性、相位、数据大小等参数。
• 配置USART（如果需要）：设置波特率、数据位、停止位等参数。

步骤五：生成代码

• 设置项目名称和保存路径，选择IDE（如Keil MDK-ARM），点击生成代码。

2. Keil MDK-ARM编程

步骤一：打开项目

• 使用Keil MDK-ARM打开STM32CubeMX生成的项目。

步骤二：编写NRF24L01驱动代码

• 编写NRF24L01的初始化代码，包括SPI初始化、NRF24L01的IO口配置、寄存器配置等。
• 实现数据发送和接收函数，如NRF24L01_TxPacket和NRF24L01_RxPacket。

步骤三：编写主函数

• 在main.c中，初始化系统，包括HAL库初始化、系统时钟配置、GPIO和SPI初始化等。
• 调用NRF24L01的初始化函数。
• 编写发送和接收数据的逻辑，通过NRF24L01发送数据，并可能通过串口将接收到的数据发送到PC端进行显示。

3. 编译与下载

• 在Keil MDK-ARM中，点击编译按钮编译项目。
• 确认无误后，通过ST-LINK下载器将程序下载到STM32F103C8T6开发板。

4. 测试与调试

• 使用USB转TTL模块将开发板的USART2或其他串口引脚连接到PC。
• 打开串口调试助手（如XCOM），设置正确的波特率等参数。
• 发送数据到开发板，观察串口调试助手是否能接收到来自NRF24L01的数据。
• 同时，从串口调试助手发送数据到开发板，观察NRF24L01是否能正确接收并处理数据。

四、实验结果与分析

通过本次实验，成功实现了STM32F103C8T6开发板通过NRF24L01无线模块进行2.4GHz频段的无线通信。验证了HAL库在SPI通信和串口通信中的有效性和便捷性。同时，熟悉了STM32CubeMX的配置方法以及Keil MDK-ARM的编程流程，为后续的开发工作打下了坚实基础。

五、结论

本报告详细描述了STM32F103C8T6 HAL库生成2.4G通信的步骤和过程，通过NRF24L01无线模块实现了数据的无线发送与接收。实验结果表明，该方案稳定可靠，适用于需要无线通信的嵌入式系统开发中。

#include "stm32f1xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

  while (1)
  {
    // 在这里添加你的代码，例如发送和接收数据
  }
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_TIM1_Init(void)
{
  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 71; // 根据系统时钟和所需频率计算预分频值
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 999; // 根据预分频值和所需频率计算周期值
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 499; // 根据周期值设置占空比，例如50%占空比
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}