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NRF24L01
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一、模块介绍
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(1) 2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用
(2) 最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别
适合工业控制场合
(3) 126 频道,满足多点通信和跳频通信需要
(4) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制
(5) 低功耗1.9 - 3.6V 工作,待机模式下状态为22uA;掉电模
式下为900nA
(6) 内置2.4Ghz 天线,体积小巧 15mm X29mm
(7) 模块可软件设地址,只有收到本机地址时才会输出数据(提
供中断指示),可直接接各种单片机使用,软件编程非常方便
(8) 内置专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有
很好的通信效果
(9) 2.54MM间距接口,DIP封装
(10)工作于Enhanced ShockBurst 具有Automatic packet
handling, Auto packet transaction handling,具有可选的内置包
应答机制,极大的降低丢包率。
(11)与51系列单片机P0口连接时候,需要加10K的上
拉电阻,与其余口连接不需要。
(12)其他系列的单片机,如果是5V的,请参考该系列
单片机IO口输出电流大小,如果超过10mA,需要串联
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电阻分压,否则容易烧毁模块! 如果是3.3V的,可以
直接和RF24l01模块的IO口线连接。比如AVR系列单片机
如果是 5V 的,一般串接 2K 的电阻
二、接口电路
说明:
1) VCC脚接电压范围为1.9V~3.6V之间,不能在这个区间之外,超
过3.6V将会烧毁模块。推荐电压3.3V左右。
(2) 除电源VCC和接地端,其余脚都可以直接和普通的5V单片机IO口
直接相连,无需电平转换。当然对3V左右的单片机更加适用了。
(3) 硬件上面没有SPI的单片机也可以控制本模块,用普通单片机IO
口模拟SPI不需要单片机真正的串口介入,只需要普通的单片机IO口
就可以了,当然用串口也可以了。
(4) 如果需要其他封装接口,比如密脚插针,或者其他形式的接口,可以
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三、模块结构和引脚说明
NRF24L01 模块使用 Nordic 公司的 nRF24L01 芯片开发而成。
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四、工作方式
NRF2401有工作模式有四种:
收发模式
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配置模式
空闲模式
关机模式
工作模式由PWR_UP register 、PRIM_RX register和CE决定,详见下
表
4.1 收发模式
收发模式有Enhanced ShockBurstTM收发模式、ShockBurstTM收
发模式和直接收发模式三种,收发模式由器件配置字决定,具体配置
将在器件配置部分详细介绍。
4.1.1 Enhanced ShockBurstTM收发模式
Enhanced ShockBurstTM收发模式下,使用片内的先入先出堆栈区,
数据低速从微控制器送入,但高速(1Mbps)发射,这样可以尽量节能,
因此,使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射
频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行,这种做法有三大好处:
尽量节能;低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射);数
据在空中停留时间短,抗干扰性高。Enhanced ShockBurstTM技术同
时也减小了整个系统的平均工作电流。
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在Enhanced ShockBurstTM收发模式下, NRF24L01自动处理字头
和CRC校验码。在接收数据时,自动把字头和CRC校验码移去。在发送
数据时,自动加上字头和CRC校验码,在发送模式下,置CE为高,至
少10us,将时发送过程完成后。
4.1.1.1 Enhanced ShockBurstTM发射流程
A. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01;
B. 配置CONFIG寄存器,使之进入发送模式。C. 微控制器把CE置高
(至少10us),激发NRF24L01进行Enhanced ShockBurstTM发射; D.
N24L01的Enhanced ShockBurstTM发射(1) 给射频前端供电; (2)
射频数据打包(加字头、CRC校验码); (3) 高速发射数据包; (4)
发射完成,NRF24L01进入空闲状态。 4.1.1.2 Enhanced ShockBurstTM
接收流程 A. 配置本机地址和要接收的数据包大小;B. 配置CONFIG
寄存器,使之进入接收模式,把CE置高。
C. 130us后,NRF24L01进入监视状态,等待数据包的到来; D.当接收到
正确的数据包(正确的地址和CRC校验码),NRF2401自动把字
头、地址和CRC校验位移去;
E. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微
控
制器中断)通知微控制器;F. 微控制器把数据从 NewMsg_RF2401 读出;
G. 所有数据读取完毕后,可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以进入
四种主要的模式之一。
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4.1.2 ShockBurstTM收发模式
ShockBurstTM收发模式可以与Nrf2401a,02,E1及E2兼容,具体表述前
看本公司的N-RF2401文档。
4.2 空闲模式
NRF24L01的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计,其最大的
优点是,实现节能的同时,缩短芯片的起动时间。在空闲模式下,部分
片内晶振仍在工作,此时的工作电流跟外部晶振的频率有关。
4.4 关机模式
在关机模式下,为了得到最小的工作电流,一般此时的工作电流为
900nA左右。关机模式下,配置字的内容也会被保持在NRF2401片内,
这是该模式与断电状态最大的区别。
五、配置NRF24L01模块
NRF2401的所有配置工作都是通过SPI完成,共有30字节的配置
字。
我们推荐NRF24L01工作于Enhanced ShockBurstTM 收发模式,这
种工作模式下,系统的程序编制会更加简单,并且稳定性也会更高,
因此,下文着重介绍把NRF24L01配置为Enhanced ShockBurstTM收发
模式的器件配置方法。
ShockBurstTM的配置字使NRF24L01能够处理射频协议,在配置完
成后,在NRF24L01工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,
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