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单片 2.4G 无线射频收发芯片 nRF24L01 =================================================== 特性 ● 真正的 GFSK 单收发芯片 ● 内置链路层 ● 增强型 ShockBurstTM ● 自动应答及自动重发功能 ● 地址及 CRC 检验功能 ● 数据传输率 1 或 2Mbps ● SPI 接口数据速率 0~8Mbps ● 125 个可选工作频道 ● 很短的频道切换时间可用于跳频 ● 与 nRF 24XX 系列完全兼容 ● 可接受 5V 电平的输入 ● 20 脚 QFN 4 4mm 封装 ● 极低的晶振要求 ● 低成本电感和双面 PCB 板 ● 工作电压 1.9~3.6V 60ppm 应用 ● 无线鼠标键盘游戏机操纵杆 ● 无线门禁 ● 无线数据通讯 ● 安防系统 ● 遥控装置 ● 遥感勘测 ● 智能运动设备 ● 工业传感器 ● 玩具概述: nRF24L01 是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用 ISM 频段的单片无线收发器芯片无线收发器包括:频率发生器增强型 SchockBurstTM 模式控制器功率放大器晶体振荡器调制器解调器输出功率频道选择和协议的设置可以通过 SPI 接口进行设置极低的电流消耗当工作在发射模式下发射功率为-6dBm 时电流消耗为 9.0mA 接收模式时为 12.3mA 掉电模式和待机模式下电流消耗更低快速参考数据参数最低供电电压最大发射功率最大数据传输率发射模式下电流消耗 0dBm 接收模式下电流消耗 2000kbps 温度范围数据传输率为 1000kbps 下的灵敏度掉电模式下电流消耗数值 1.9 0 2000 11.3 12.3 -40~ +85 -85 900 单位 V dBm kbps mA mA dBm nA 表 1 nRF24L01 快速参考数据 COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

分类信息型号 nRF24L01 IC nRF24L01 nRF24L01-EVKIT 结构方框图: 描述裸片 20 脚 QFN 4*4mm,RoHS&SS-00259compliant 表 2 评估套件 nRF24L01 分类信息版本 D D 1.0 图 1 nRF24L01 及外部接口 COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

名称 CE CSN SCK MOSI MISO IRQ VDD VSS XC2 XC1 描述引脚功能数字输入 RX 或 TX 模式选择数字输入 SPI 片选信号数字输入 SPI 时钟数字输入从 SPI 数据输入脚数字输出从 SPI 数据输出脚数字输出可屏蔽中断脚电源 +3V 接地 0V 电源电源模拟输出晶体震荡器 2 脚模拟输入晶体震荡器 1 脚/外部时钟输入脚引脚及其功能引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 天线接口 1 天线接口 2 接地 0V 电源 +3V VDD_PA 电源输出给 RF 的功率放大器提供的+1.8V 电源 ANT1 ANT2 VSS VDD IREF VSS VDD DVDD VSS 电源输出去耦电路电源正极端接地 0V 电源 +3V 模拟输入参考电流天线天线电源电源电源电源电源接地 0V 表 3 nRF24L01 引脚功能图 2 引脚封装 COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

电气特性条件 VDD=+3V VSS=0V TA= 40 到+85 参数条件最小值典型值最大值单位操作条件数字输入脚电源工作温度高电平输出电压 IOH=-0.5mA 高电平输出电压 IOL=0.5mA 常用射频条件工作频率晶振频率频移@1000kbps 频移@2000kbps ShockBrust 模式下数据传输率频道间距@1000kbps 频道间距@2000kbps 发射操作最大输出功率射频功率控制范围射频电源载波调制的 20dB 带宽第一邻近通道发射功率 2MHz 第二邻近通道发射功率 4MHz 输出功率-18dBm 下电流输出功率-18dBm 下电流 -6dBm 输出功率 ShockBrust 模式下电流待机状态下电流掉电状态下电流接收操作 2000kbps 数据传输率下单通道工作电流 1000kbps 数据传输率下单通道工作电流在 0.1%BRE(@2000kbps)下的灵敏度在 0.1%BRE(@1000kbps)下的灵敏度 1.9 40 VDD-0.3 VSS 2400 >0 16 表 4 nRF24L01 电气特性 3.0 +27 16 160 320 1 2 0 18 1800 11.3 7.0 0.05 32 900 12.3 11.8 -82 -85 3.6 +85 VDD 0.3 2525 2000 +4 20 4 2000 -20 -50 V V V MHz MHz kHz kHz Kbps MHz MHz dBm dB dB kHz dBm dBm mA mA mA uA nA mA mA dBm dBm 符号 VDD 温度 VOH VOL fOP fXTAL f1M f2M RGFSK FCHANNEL FCHANNEL PRF PRFC PRFCR PBW PRF1 PRF2 IVDD IVDD IVDD IVDD IVDD IVDD IVDD RXSENS RXSENS COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

图 3 nRF24L01 外形封装尺寸注意:若超出上述极限值可能对元器件有损害静电敏感元件极限范围供电电压 VDD…………………………….-0.3V~+3.6V VSS…………………………….0V 输入电压 VI………………………………-0.3V~5.25V 输出电压 VO……………………………. VSS~VDD 总功耗 PD TA=85 温度工作温度……………………-40 ~+85 存储器温度…………………-40 ~+125 ……………………… 60mW COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

描述术语表术语 ACK ART CE CLK CRC CSN ESB GFSK IRQ ISM LNA LSB LSByte Mbps MCU MISO MOSI MSB MSByte PCB PER PID PLD PRX PTX 确认信号应答信号自动重发芯片使能时钟信号循环冗余校验片选非增强型 ShockBrustTM 高斯键控频移中断请求工业科学医学低噪声放大最低有效位最低有效字节兆位/秒微控制器主机输入从机输出主机输出从机输入最高有效位最高有效字节印刷电路板数据包误码率数据包识别位载波接收源发射源 RX PWR_DWN 掉电 PWR_UP 上电接收接收数据准备就绪串行可编程接口发送已发送数据 RX_DR SPI TX TX_DS 表 5 术语表 nRF24L01 可以设置为以下几种主要的模式 PWR_UP PRIM_RX 功能描述工作模式模式接收模式发送模式发送模式待机模式 II 待机模式 I 掉电模式 1 1 1 1 1 0 CE 1 1 FIFO 寄存器状态 1 0 1 0 0 0 - - nRF24L01 主要工作模式 1 0 - - 数据在 TX FIFO 寄存器中停留在发送模式直至数据发送完 TX FIFO 为空无数据传输 - 表 6 关于 nRF24L01 I/O 脚更详细的描述请参见下面的表 7 COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

nRF24L01 在不同模式下的引脚功能引脚名称 CE CSN SCK MOSI MISO IRQ 方向输入输入输入输入三态输出输出发送模式高电平>10us 接收模式高电平待机模式低电平掉电模式 - SPI 片选使能低电平使能 SPI 时钟 SPI 串行输入 SPI 串行输出中断低电平使能表 7 nRF24L01 引脚功能待机模式 I 在保证快速启动的同时减少系统平均消耗电流在待机模式 I 下晶振正常工作在待机模式 II 下部分时钟缓冲器处在工作模式当发送端 TX FIFO 寄存器为空并且 CE 为高电平时进入待机模式 II 在待机模式期间寄存器配置字内容保持不变在掉电模式下,nRF24L01 各功能关闭保持电流消耗最小进入掉电模式后 nRF24L01 停止工作但寄存器内容保持不变启动时间见表格 13 掉电模式由寄存器中 PWR_UP 位来控制 ShockBurst 模式下 nRF24L01 可以与成本较低的低速 MCU 相连高速信号处理是由芯片内部的射频协议处理的 nRF24L01 提供 SPI 接口数据率取决于单片机本身接口速度 ShockBurst 模式通过允许与单片机低速通信而无线部分高速通信减小了通信的平均消耗电流在 ShockBurstTM 接收模式下当接收到有效的地址和数据时 IRQ 通知 MCU 随后 MCU 可将接收到的数据从 RX FIFO 寄存器中读出在 ShockBurstTM 发送模式下 nRF24L01 自动生成前导码及 CRC 校验参见表格 12 数据发送完毕后 IRQ 通知 MCU 减少了 MCU 的查询时间也就意味着减少了 MCU 的工作量同时减少了软件的开发时间 nRF24L01 内部有三个不同的 RX FIFO 寄存器 6 个通道共享此寄存器和三个不同的 TX FIFO 寄存器在掉电模式下待机模式下和数据传输的过程中 MCU 可以随时访问 FIFO 寄存器这就允许 SPI 接口可以以低速进行数据传送并且可以应用于 MCU 硬件上没有 SPI 接口的情况下增强型的 ShockBurstTM 模式增强型 ShockBurstTM 模式可以使得双向链接协议执行起来更为容易有效典型的双向链接为发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号以便于发送方检测有无数据丢失一旦数据丢失则通过重新发送功能将丢失的数据恢复增强型的 ShockBurstTM 模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加 MCU 工作量数据包处理方式 nRF24L01 有如下几种数据包处理方式 ShockBurstTM 与 nRF2401 增强型 ShockBurstTM 模式 ShockBurstTM 模式 nRF24E1 nRF2402 nRF24E2 数据传输率为 1Mbps 时相同待机模式掉电模式 COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com

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