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1 nRF24L01概述 nRF24.L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊,并融合了增強型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA；接收時(shí)，工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節能設計更方便。 nRF24L01主要特性如下： GFSK調制： 硬件集成OSI鏈路層； 具有自動(dòng)應答和自動(dòng)再發(fā)射功能; 片內自動(dòng)生成報頭和CRC校驗碼； 數據傳輸率為l Mb/s或2Mb/s； SPI速率為0 Mb/s～10 Mb/s； 125個(gè)頻道； 與其他nRF24系列射頻器件相兼容； QFN20引腳4 mm×4 mm封裝； 供電電壓為1.9 V～3.6 V。 2 引腳功能及描述 nRF24L01的封裝及引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下： CE：使能發(fā)射或接收； CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引腳端，微處理器可通過(guò)此引腳配置nRF24L01： IRQ：中斷標志位； VDD：電源輸入端； VSS：電源地： XC2，XC1：晶體振蕩器引腳； VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為1.8 V； ANT1,ANT2：天線(xiàn)接口; IREF：參考電流輸入。 3 工作模式 通過(guò)配置寄存器可將nRF241L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表1所示。 [/table] 空閑模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；空閑模式2則是在當發(fā)射堆棧為空且CE=1時(shí)發(fā)生(用在PTX設備)；在空閑模式下，配置字仍然保留。 在掉電模式下電流損耗最小，同時(shí)nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。 4 工作原理 發(fā)射數據時(shí)，首先將nRF24L01配置為發(fā)射模式：接著(zhù)把地址TX_ADDR和數據TX_PLD按照時(shí)序由SPI口寫(xiě)入nRF24L01緩存區，TX_PLD必須在CSN為低時(shí)連續寫(xiě)入，而TX_ADDR在發(fā)射時(shí)寫(xiě)入一次即可，然后CE置為高電平并保持至少10μs，延遲130μs后發(fā)射數據；若自動(dòng)應答開(kāi)啟，那么nRF24L01在發(fā)射數據后立即進(jìn)入接收模式，接收應答信號。如果收到應答，則認為此次通信成功，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從發(fā)送堆棧中清除；若未收到應答，則自動(dòng)重新發(fā)射該數據(自動(dòng)重發(fā)已開(kāi)啟)，若重發(fā)次數(ARC_CNT)達到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不會(huì )被清除；MAX_RT或TX_DS置高時(shí)，使IRQ變低，以便通知MCU。最后發(fā)射成功時(shí),若CE為低則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1；若發(fā)送堆棧中有數據且CE為高，則進(jìn)入下一次發(fā)射；若發(fā)送堆棧中無(wú)數據且CE為高，則進(jìn)入空閑模式2。 接收數據時(shí),首先將nRF24L01配置為接收模式，接著(zhù)延遲130μs進(jìn)入接收狀態(tài)等待數據的到來(lái)。當接收方檢測到有效的地址和CRC時(shí)，就將數據包存儲在接收堆棧中，同時(shí)中斷標志位RX_DR置高，IRQ變低，以便通知MCU去取數據。若此時(shí)自動(dòng)應答開(kāi)啟，接收方則同時(shí)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應答信號。最后接收成功時(shí)，若CE變低，則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。 5 配置字 SPI口為同步串行通信接口，最大傳輸速率為10 Mb/s，傳輸時(shí)先傳送低位字節，再傳送高位字節。但針對單個(gè)字節而言，要先送高位再送低位。與SPI相關(guān)的指令共有8個(gè)，使用時(shí)這些控制指令由nRF24L01的MOSI輸入。相應的狀態(tài)和數據信息是從MISO輸出給MCU。 nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定義，這些配置寄存器可通過(guò)SPI口訪(fǎng)問(wèn)。nRF24L01的配置寄存器共有25個(gè)，常用的配置寄存器如表2所示。 [table] 6 應用電路設計 筆者用單片機和nRF24L01設計了一個(gè)無(wú)線(xiàn)數據傳輸電路，并通過(guò)串口將數據傳輸至計算機。硬件電路設計如圖2所示。 圖2中發(fā)射和接收電路相同。使用時(shí)需在接收端加一個(gè)RS232接口，使其與計算機串口連接，將接收到的數據傳送至計算機。該電路的工作原理：首先使接收電路上電，接著(zhù)便處于接收狀態(tài)等待數據的到來(lái)；然后運行VB程序，點(diǎn)擊接收按鈕；最后發(fā)射電路上電，并將單片機RAM內預先存放的數據"20H"發(fā)射出去，在1 ms內接收電路收到數據，同時(shí)VB界面顯示出接收到的數據。該電路實(shí)現了PC機與單片機系統之間的無(wú)線(xiàn)通信。 系統軟件控制流程如圖3所示。 7 結束語(yǔ) 詳細介紹了nRF24L01的引腳結構、工作模式、收發(fā)原理以及配置字，并以nRF24L01為核心設計了無(wú)線(xiàn)數據傳輸電路，結合RS232接口，實(shí)現了計算機與單片機系統之問(wèn)的無(wú)線(xiàn)通信，為以后傳輸大量數據奠定了基礎。另外，還應該考慮到速率和誤碼等其他因素。 |
| Nordic是專(zhuān)業(yè)的射頻品牌,公司絕對優(yōu)勢配合提供NRF24L01/NRF24L01+/NRF24LE1/NRF24LU1P/NRF905/NRF24AP2系列,在研發(fā)樣品階段需要樣品支持,試產(chǎn)階段需要少批量支持,大批量生產(chǎn)階段需要長(cháng)期穩定供應,甚至協(xié)助做產(chǎn)品優(yōu)化,請隨時(shí)聯(lián)系!13510620050 |
