2. 无线按键状态传输

任务说明

本案例实现一个无线按键状态传输系统：发送端读取按键状态（按下/释放），通过无线模块发送；接收端收到数据后，根据按键状态控制LED的亮灭。系统需完成远程按键检测与LED联动控制。

硬件连接

通信协议

无线数据包固定为4字节：0xAA（帧头）、0x01（按键状态类型）、状态字节（0x01表示按下，0x00表示释放）、0x55（帧尾）。接收端校验帧头帧尾后，提取状态字节控制LED。

发送端代码（sender.ino）

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

#define KEY_PIN 3        // PB0 对应 Arduino 数字引脚 3（ATmega328P 的 PB0 为 D8，此处用 D3 示例）
#define CE_PIN  9
#define CSN_PIN 10

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);
const byte pipe[6] = "2Node";

// 数据包结构
struct Packet {
  uint8_t header;
  uint8_t type;
  uint8_t state;
  uint8_t tail;
};

void setup() {
  pinMode(KEY_PIN, INPUT_PULLUP);  // 内部上拉，按下为 LOW
  radio.begin();
  radio.setChannel(100);
  radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);
  radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
  radio.openWritingPipe(pipe);
  radio.stopListening();
}

void loop() {
  Packet pkt;
  pkt.header = 0xAA;
  pkt.type   = 0x01;
  pkt.state  = (digitalRead(KEY_PIN) == LOW) ? 0x01 : 0x00;  // 按下=1
  pkt.tail   = 0x55;

  radio.write(&pkt, sizeof(pkt));
  delay(50);  // 20Hz 发送频率
}

接收端代码（receiver.ino）

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

#define LED_PIN 5        // PB0 对应 Arduino 数字引脚 5（示例）
#define CE_PIN  9
#define CSN_PIN 10

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);
const byte pipe[6] = "2Node";

struct Packet {
  uint8_t header;
  uint8_t type;
  uint8_t state;
  uint8_t tail;
};

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  Serial.begin(9600);

  radio.begin();
  radio.setChannel(100);
  radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);
  radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
  radio.openReadingPipe(1, pipe);
  radio.startListening();
}

void loop() {
  if (radio.available()) {
    Packet pkt;
    radio.read(&pkt, sizeof(pkt));

    // 校验帧头帧尾
    if (pkt.header == 0xAA && pkt.tail == 0x55 && pkt.type == 0x01) {
      if (pkt.state == 0x01) {
        digitalWrite(LED_PIN, HIGH);   // 按键按下 → LED 亮
      } else {
        digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // 按键释放 → LED 灭
      }
    }
  }
}

接线说明

验证方法

1. 分别将发送端和接收端代码烧录到两块 Arduino 板，按上述表格接线。
2. 打开接收端串口监视器（波特率9600），观察是否有数据输出（可添加调试打印）。
3. 按下发送端按键，观察接收端 LED 是否点亮；释放按键，LED 熄灭。
4. 判定标准：按键按下时 LED 在 100ms 内点亮，释放后 100ms 内熄灭，且无错误触发，即验证通过。

关键说明

• 发送端每 50ms 发送一次当前按键状态，即使状态未变化也持续发送，保证接收端能及时同步。
• 接收端仅在有数据到达时更新 LED 状态，无数据时保持当前状态不变。
• 两端必须设置相同的无线频道（channel=100）、数据速率和发送管道地址，否则无法通信。
• NRF24L01 模块必须使用 3.3V 供电，不可直接接 5V。