用USART 串口透传替代其射频收发功能，保留原数据格式和通信逻辑，仅替换底层硬件实现，适配 Proteus 虚拟仿真。

二、设计步骤（分发送端 + 接收端）

第一步：STM32CubeIDE 工程配置（发送端 / 接收端通用）

1. 新建工程：选择STM32F103R6Tx，勾选 HAL 库，创建空工程。
2. 时钟配置：HSE（8MHz）→PLL 倍频 9 倍→系统时钟 72MHz，APB1 时钟 36MHz（USART1 挂载 APB2，时钟 72MHz）。
3. USART1 配置：
   • 模式：异步通信（Asynchronous）；
   • 参数：波特率 9600、数据位 8、停止位 1、校验位 None、流控 Disabled；
   • 引脚：PA9（USART1_TX，复用推挽）、PA10（USART1_RX，浮空输入）。
4. GPIO 配置（可选，用于指示灯）：
   • 发送端：PB0→GPIO_Output（发送成功指示灯）；
   • 接收端：PB0→GPIO_Output（接收成功指示灯）。
5. 生成代码：点击 “Project→Generate Code”，生成初始化工程。

第二步：Proteus 仿真电路搭建

1. 添加元件：两个 STM32F103R6、两个 LED、两个 220Ω 电阻、COMPIM（虚拟串口）、电源和 GND。
2. 电路连接：
   • 电源：STM32 和虚拟串口均接 3.3V/GND；
   • 串口交叉连接：发送端 PA9（TX）→接收端 PA10（RX），接收端 PA9（TX）→发送端 PA10（RX）；
   • 指示灯：发送端 PB0→220Ω 电阻→GND，接收端同理。
3. 虚拟串口配置：双击 COMPIM，波特率设为 9600，其他参数与 CubeIDE 一致，确保两节点串口参数匹配。

第三步：代码编写（发送端 + 接收端）

1. 公共头文件（comm.h，发送端 / 接收端均需添加）

c

运行

#ifndef __COMM_H
#define __COMM_H
#include "stm32f1xx_hal.h"

// 模拟nRF24L01数据帧定义（自定义，保持收发一致）
#define NRF_DATA_LEN 32 // 单次最大数据长度（同nRF24L01）
typedef struct {
    uint8_t header; // 帧头（用于校验）
    uint8_t data[NRF_DATA_LEN]; // 数据内容
    uint8_t checksum; // 校验和（header+data求和取低8位）
} NRF_FrameTypeDef;

// 函数声明
void NRF_Sim_SendData(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *data, uint8_t len);
uint8_t NRF_Sim_ReceiveData(UART_HandleTypeDef *huart, NRF_FrameTypeDef *frame);
uint8_t Calculate_Checksum(NRF_FrameTypeDef *frame);

#endif

2. 公共源文件（comm.c，发送端 / 接收端均需添加）

c

运行

#include "comm.h"

// 计算校验和
uint8_t Calculate_Checksum(NRF_FrameTypeDef *frame) {
    uint8_t sum = 0;
    sum += frame->header;
    for (uint8_t i = 0; i < NRF_DATA_LEN; i++) {
        sum += frame->data[i];
    }
    return sum;
}

// 模拟nRF24L01发送数据（串口透传）
void NRF_Sim_SendData(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *data, uint8_t len) {
    NRF_FrameTypeDef frame;
    frame.header = 0xAA; // 固定帧头（可自定义）
    memset(frame.data, 0, NRF_DATA_LEN); // 数据清0
    memcpy(frame.data, data, len > NRF_DATA_LEN ? NRF_DATA_LEN : len); // 填充数据
    frame.checksum = Calculate_Checksum(&frame); // 计算校验和
    
    // 串口发送完整帧
    HAL_UART_Transmit(huart, (uint8_t*)&frame, sizeof(NRF_FrameTypeDef), 100);
}

// 模拟nRF24L01接收数据（串口接收+校验）
uint8_t NRF_Sim_ReceiveData(UART_HandleTypeDef *huart, NRF_FrameTypeDef *frame) {
    // 接收完整帧
    if (HAL_UART_Receive(huart, (uint8_t*)frame, sizeof(NRF_FrameTypeDef), 500) != HAL_OK) {
        return 0; // 接收超时失败
    }
    
    // 校验帧头和校验和
    if (frame->header != 0xAA || frame->checksum != Calculate_Checksum(frame)) {
        return 0; // 校验失败
    }
    
    return 1; // 接收成功
}

3. 发送端 main.c（核心代码）

c

运行

#include "comm.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;
#define LED_TX_Pin GPIO_PIN_0
#define LED_TX_GPIO_Port GPIOB

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    
    uint8_t send_buf[] = "STM32_NRF_Sim_Tx: Hello!"; // 待发送数据
    while (1) {
        // 模拟nRF24L01发送
        NRF_Sim_SendData(&huart1, send_buf, sizeof(send_buf));
        
        // 发送成功指示灯闪烁
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_TX_GPIO_Port, LED_TX_Pin);
        HAL_Delay(1000); // 1秒发送一次
    }
}

// GPIO初始化（CubeIDE自动生成，需确保PB0为输出）
void MX_GPIO_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_TX_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED_TX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_TX_GPIO_Port, LED_TX_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

4. 接收端 main.c（核心代码）

c

运行

#include "comm.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;
#define LED_RX_Pin GPIO_PIN_0
#define LED_RX_GPIO_Port GPIOB

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    
    NRF_FrameTypeDef recv_frame;
    while (1) {
        // 模拟nRF24L01接收
        if (NRF_Sim_ReceiveData(&huart1, &recv_frame) == 1) {
            // 接收成功，指示灯闪烁
            HAL_GPIO_TogglePin(LED_RX_GPIO_Port, LED_RX_Pin);
            // 如需打印接收数据，可添加串口打印：
            // HAL_UART_Transmit(&huart1, recv_frame.data, NRF_DATA_LEN, 100);
        }
        HAL_Delay(10); // 轻微延时，降低CPU占用
    }
}

// GPIO初始化（CubeIDE自动生成，需确保PB0为输出）
void MX_GPIO_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_RX_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED_RX_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_RX_GPIO_Port, LED_RX_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

三、仿真与验证步骤

1. 代码编译：分别编译发送端和接收端工程，生成.hex文件。
2. Proteus 加载程序：双击两个 STM32F103R6，分别导入对应.hex文件。
3. 启动仿真：点击 Proteus “运行” 按钮，观察现象：
   • 发送端 LED 每 1 秒闪烁一次，说明数据正常发送；
   • 接收端 LED 同步闪烁，说明数据通过串口（模拟无线）接收成功。
4. 故障排查：
   • 若接收失败，检查串口参数是否一致（波特率、数据位等）；
   • 确认串口交叉连接（TX→RX），GND 是否共地；
   • 查看帧头和校验和逻辑，确保收发端一致。