NRF24L01射频模块中文数据手册

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射频模块中文数据手册很实用的工具书,射频开发必备
迅通 迅通科技 引脚及其功能 引脚 名称 引脚功能 描述 CE 数宇输入|RX或TX模式选择 CSN数字输入SP片选信号 SCK 数字输入|SP时钟 4 MOSI 数字输入从SP数据输入脚 MISO 数字输出「从SPI数据输出脚 6 IRO 数字输山可屏蔽中断脚 VDD 电源电源(+3V) VSS 电源接地(V) XC2 模拟输出晶体震荡器2脚 10 XCI 模拟输入晶体震涝器1脚外部时钟输入脚 DDPA电源输出给R的功率放大器提供的+8V电源 ANTI 天线天线接口1 13 ANT2 天线天线接冂2 14 VSS 电源接地(0V) IS VDD 电源电源(+3V) 16 IRE模拟输入|参考电流 17 VSS 电源接地(0V) 18 VDD 电 源电源(+3V) 19 DVDD 电源输出「去耦电路电源正极端 VSS 电源接地(0V) 表3、nRF24L01引脚功能 VSS DVDD VDD VSS IREF 2019118[17][16 CE 15 VDI nRF24L01 CSN 2 14 VSS OFN20 4x4 SCK ANT2 MOSI ANTI MISO 5 VDD PA 6[7[8」[9[10 IRO VDD VSS XC2 XCI 图2、引脚封装 COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 电气特性 条件:ⅤDD=+3V,VSS=0V,TA=-40℃到+85℃ 符号 参数(条件) 最小值典型值最大值单位 操作条件 VDD 电源 工作温度 数字输入脚 高电平输出电压(Lo=05mA)ⅴDD03 VDD 高电平输出电压(o=0.5mA)ss 0.3 常用射频条件 工作频率 2400 2525 MHZ 品振频率 16 MHZ △fM 频移@1000kbps 士160 kHZ △f2M 频移@2000kbps 320 kHZ RGFSK Shock brust模式下数据传输率 >0 2000 Kbps F CHANNEL 频道间距@1000kbps MHZ F CHANNEL 频道间距@2000kbps 2 MHZ 发射操作 P 最大输出功率 0 dIN PREC 射频功率控制范围 16 18 20 dB RECR 射频电源 土4 dB 载波调制的20dB带宽 l800 2000 KHZ P RE 第一邻近通道发射功率2MHz 20 d Bm 第邻近通道发射功率4MIz -50 dbm VDD 输出功率-l8dBm卜电流 MA Vdd 输出功率-18dBm下电流 7.0 A VDD 6dBm输出功率 Shock Brust模式下电流 0.05 MA VdD 待机状态下电流 32 UA VDD 掉电状态下电流 900 nA 接收操作 ID200kbs数据传输率下,单通道工作电流 12.3 IDD100kbps数据传输率下,单通道工作电流 11.8 mA RX SENS 在0.1%BRE(@2000kbps)的灵敏度 -82 dBm RX SENS 在0.1%BRE(@1000kbps下的灵敏度 85 d Bm 表4、nRF24L01电气特性 COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 封装外形尺寸 2.20 DA TYE 2xQ010C z△B1 TOP VIET 1 20.05C SEATING PLANE DE VE COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 〔 Datum a) Da D2/2 EETA‖L Mx L E2/2 INF-1 HE (DATUM BY ∩鱼 PIN =E D NN Nx b R20 D01McA日 N-1)x 5 EE DETA‖L BOTTOM VEY 点TLR日 ⊥ A__ EvE阝. TERMIN型∠E ODD TERMINAL /SIDE DE TAI D/ Saw QFN20 VlIn 0.I8 (4x4 mm) 085002020 2040 BSC05 BSC 2(0 04015 0.25 Max 0.95 0.05 REF.min 2.70 0.45 max 图3、nRF24L01外形封装尺寸 极限范围 供屯电压 VDD 0.3V-+3.6V 输入电压 V1..0.3V-525V 输出电压 VSSVDD 总功耗 PD(TA85℃) 温度 工作温度 -40℃~185℃ 存储器温度 40℃-+125℃ 注意:强行超过一项成名项极限值使用将导致器件水久性提坏 / 小心:静电敏感器件。操作时遵守防护规则。 COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 术语表 ACK确认信号(应答信号)播述 术语 ART自动重发 CE 芯片使能 时钟信号 CRC 循环冗余校验 CSN 片选非 上SB增强型 Shockbrust GFSK高斯键控频移 IRO 中断请求 ISM 工业一科学一医学 LNA 低噪声放人 LSB 最低有效位 LSByte最低有效字节 Mbps 兆位/秒 MCU 微控制器 MISO 主机输入从机输出 MOSI 主机输出从机输入 MSB 最高有效位 MSBvte 最高有效字节 PCB印刷电路板 PER 数据包误码率 PID 数据包识别位 PLD 载波一 PRX 接收源 发射源 PWR DWN掉电 PWR UP上电 RX 接收 RXDR接收数据准备就绪 SPI 串行可编程接口 TX 父送 TX DS 乜发送数据 表5、术语表 COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 功能描述: 工作模式: nRF24L01可以设置为以下儿和主要的模式 模式 PWR UP PRIM RX CE FIFO寄存器状态 接收模式 发送模式 0 数据在 TX FIFO寄存器中 发送模式 0 1→0 停留在发送模式,直至数据发送完 待机模式Ⅱ1 TX FIFO为空 待机模式I 0 无数据传输 掉电模式 0 表6、nRF24L01主要工作模式 关于nRF24L01IO脚更详细的描述请参见下面的表7。 nRF24L01在不同模式下的引脚功能 引脚名称 方向发送模式接收模式待机模式掉电模式 CE 输入高电平>10us高电平低电平 CSN 输入 SPⅠ片选使能,低电平使能 SCK 输入 SPI时钟 MOSI 输入 SPI串行输入 MISO 态输出SPI串行输出 IRO 输出中断,低电平使能 表7、nRF24L01引脚功 待机模式 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。在待杋机模式Ⅰ下,晶振正常工作。在待机 模式Ⅱ下部分时钟缓冲器处在L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 Il在待机模式期间,寄存器配置字内容保持不变 掉电模式: 在掉电模式下,nRF24Lo各功能关闭,保持电流湑耗最小。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。抻电模式由奇存器中 PWR UP位来控制 数据包处理方式 nRF24I01有如下几种数据包处理方式 Shock burst(与nRF2401,nRF24E1,nRF2402,nRF24E2数据传输率为1Mbp时相同) 增强型 Shockburst模式 ShockBurst模式: Shock Burst模式下nRF24101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,nRF24L0l提供SPI接口,数据率取决于单片机本身接口速度。 Shock Burst模式通过允许与 单片机低速通信而无线部分咼速通信,减小了通信的平均消耗电沇。 在 ShockBurst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 Shockburst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RQ通知MCU。减少了MCU的査询时间,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∏可以以低速进行数据传送,并且可以应用于MCU硬件上没有SP接∏的情况下。 增强型的 Shock Burst模式: 增强型 Shock Burst1M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丟失。一口数据丢失,则通过重 COPYRIGHT2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳+8675526675941htp/www.fregchina.com8 迅通 迅通科技 新发送功能将丢失的数据恢复。增强型的 Shock Burst模式可以同时控制应答及重发功能而无需增力MCu 工作量。 TX4 TX1 TX6 Frequency Channel N 图4、nRF24L01在星形网络中的结构图 nRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据,见图4。每一个数据通道使用不同的地址,但 是共用相同的频道。也就是说6个不同的nRF24L01设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的 nRF24L0l进行通讯,而设置为接收模式的nRF24L01可以对这6个发射端进行识别。数据通道0是唯 的一个可以配置为40位自身地址的数据通道。1-5数据通道都为8位自身地址和32位公用地址。所有的 数据通道都可以改置为増强型 ShockBurst模式。 nRF24L0在确认收到数据后记录地址,并以此地址为目标地址发送应答信号。在发送端,数据通道0 被用做接收应答信号,因此,数据迸道θ的接收地址要与发送端地址相等以确保接收到正确的应答信号。 见图5选择地址举例。 TX4 TX2 TX5 X RX Aitt paLa Eige t IBk Aton rVi: det bata viF16AE到 E即:既A: 细 Frecuency Channel N 图5、应答地址硝定举例 nRF24L01配置为增强型的 Shock Burst发送模式下时,只要MCU有数据要发送,nRF24L01就会启 动 Shock Burst模式来发送数据。在发送完数据后nRH24L01转到接收模式并等待终端的应答信号。如果 没有收到应答信号,nRF24101将重发相同的数据包,直到收到应答信号或重发次数超过 SETUP RETR ARC寄存器中设置的值为止,如果重发次数超过了设定值,则产生 MAX RT中断。 COPYRIGHT∞2007迅通科技TEL北京:+861064390486深圳:+8675526675941htt:!/www.fregchinacom 迅通 迅通科技 只要收到确认信号,nkF24L0l就认为最后一包数据已经发送成功〔接收方已经收到数据),把 TX FIFO 中的数据清除掉并产生TXDS中断(IRQ引脚置高)。 在增强型 ShockBurst模式下,nRF24L01有如下的特征: 当工作在应答模式时,快速的空中传输及启动时间,极大的降低了电流消耗。 低成本。nRF24L01集成了所有高速链路层操作,比如:重发丢失数据包和产生应答信号。无需单 片机硬件上一定有SPI口与其相连。SPI接口π以利用单片机通用IO口进行模拟 由于空中传输时间很短,极大的降低了无线传输中的碰撞现象 由于链路层完全集成在芯片上,非常便于软硬件的开发 增强型 ShockBurst1M发送模式 1、配萓寄存器位 PRIM RX为低 2、当MCU有数据要发送吋,接收节点地址( TX ADDR)和有效数据( TX PLD)通过SPI接冂写入 nRF24I01发送数据的长度以字节计数从MCU写入 TX FIFO。当CSN为低时数据被不断的写入 发送端发送完数据后,将通道0设置为接收模式来接收应答信号,其接收地址( RX ADDR PO)与接 收端地址(TX_ADDR)相同。例:在图5中数据通道5的发送端(TX5)及接收端(RX)地址设置如卜 TX5: TX ADDR=OxB3B4B5B605 TX5: RX ADDR PO=OXB3B4B5B605 RX: RX ADDR P5-OxB3B4B5B605 3、设置CE为高,启动发射。CE高电平持续时间最小为10us 4、nRF24L01 Shock Burst模式 ●无线系统上电 ●启动内部16MHz时钟 ●无线发送数据打包(见数据包描述) ●高速发送数据(由MCU设定为1Mbps或2Mbps) 5、如果启动了自动应答模式(自动重发计数器不等于0, ENAA P0=1),无线芯片立即进入接收模式 如果在有效应答时间范围内收到应答信号,则认为数据成功发送到了接收端,此时状态寄存器的 TXDS位置高并把数据从 TX FIFO中清除掉。如果在设定时间范围内没有接收到应答信号,则重 新发送数据。如果自动重发计数器( ARC CNT)溢出(超过了编程设定的值),则状态寄存器的 MAX RT位置高。不清除 TX FIFO中的数据。当 MAX RT或TXDS为高电平时IRQ引脚产生中 断。IRQ中断通过写状态寄存器来复位(见中断章节)。如果重发次数在达到设定的最大重发次数 时还没有收到应答信号的话,在 MAX RX中断清除之前不会重发数据包。数据包丢失计数器 ( PLOS CNT在每次产生 MAX RT中断后加一。也就是说:重发计数器 ARC CNT计算重发数据 包次数, PLOS CNT计算在达到最大允许重发次数时仍没有发送成功的数据包个数 6、如果CE置低,则系统进入待机模式I。如果不设置CE为低,则系统会发送 TX FIFO寄存器中下 包数据。如果 TX FIFO寄存器为空并且CE为高则系统进入待机模式I 7、如果系统在待机模式Ⅱ,当CE置低后系统立即进入待机模式L. 增强型 ShockBurst1M接收模式: 1、 Shock Burst接收模式是通过设置寄存器中 PRIM RX位为高来选择的。准备接收数据的通道必须 被使能( EN RXADDR寄存器),所有工作在增强型 Shock Burst模式下的数据通道的自动应答功 能是由(NAA寄存器)米使能的,有效数据宽度是由 RX PW PX寄存器来设置的。地址的建立过 程见增强型 Shock Burst发送章节 2、接收模式由设置CE为高来启动。 3、130us后nRF24L01开始检测空中信息。 4、接收到冇效的数据包后(地址匹配、CRC检验正确),数据存储在RⅹFIFO中,同时RXDR位 置高,并产生中断。状态寄存器中 RX P NO位显示数据是山哪个通道接收到的。 5、如果使能自动确认信号,则发送确认信号。 6、MCU设置CE脚为低,进入待机模式Ⅰ(低功耗模式) 7、MCU将数据以合适的速率通过SPI口将数据读出。 8、芯片准备好进入发送模式、接收模式或掉电模式。 两种数据双方向的通讯方式 如果想要数据在双方向上通讯,PRⅠMRⅹ寄存器必须紧随芯片工作模式的变化而变化。处理器必须保 COPYRIGHTC2007迅通科技TEL北京:+8610649046深圳:+86755267941tp/www.fregchina.com10

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