智能車無線模塊xl24l01售后nrf24l中文

數(shù)據(jù)傳輸率1SPI接口數(shù)據(jù)速率很短的頻道切換時(shí) 可用于跳nRF24XX20腳QFN 4mm封極低的晶振要 工作電 無線鼠標(biāo)鍵盤游戲機(jī)概述nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM頻段的單片無線收發(fā)器無線收發(fā)器包括:頻率發(fā)生器增強(qiáng)型SchockBurstTM模式控制器 功率放大器晶體振蕩器調(diào)制器解調(diào)器輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI接口進(jìn)行設(shè)置V0發(fā)射模式 電流消 接收模式下電流消 kbps下的靈敏表 nRF24L01快速參考數(shù)nRF24L01片D20腳QFN D表 nRF24L01分類信結(jié)構(gòu)方框圖1nRF24L011RXTX23456可中斷7電源8接地9RF的功率放大器提供的+1.8V接地電源接地電源接地

表 nRF24L01引腳功圖 引腳封條 到參數(shù)條V高電平輸出電壓IOH=-V高電平輸出電 V頻移頻移頻道間距1頻道間距204第一鄰近通道第二鄰近通道輸出功率-18dBm輸出功率-18dBm在在表 nRF24L01電氣特圖 nRF24L01外形封裝尺 注意:若超出上述極限值可能對元器件有損害確認(rèn)信號工 科 醫(yī)兆位/

表 術(shù)語111-10110 停留在發(fā)送模 101TXFIFO1-00---表 nRF24L01I/O高電平-SPI片選使能SPI中 表 nRF24L01引腳功II下晶振正常工作在待機(jī)IITXFIFOCE 在掉電模式下,nRF24L01各功能關(guān)閉保持電流消耗最小 進(jìn)入掉電模式后nRF24L01停止工作但寄存器內(nèi)容保持不變啟動(dòng)時(shí)間見表格13 掉電模式由寄存器中PWR_UP位來控制 與 nRF24E2數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbps時(shí)相ShockBurst模式下nRF24L01可以與成本較低的低速M(fèi)CU相連高速信號處理是由內(nèi)部的射頻協(xié)議處理的nRF24L01SPI接口數(shù)據(jù)率取決于單片機(jī)本身接口速度ShockBurst模式通過允許與單片機(jī)低速通信而無線部分高速通信減小了通信的平均消耗電流ShockBurstTM接收模式下當(dāng)接收到有效的地址和數(shù)據(jù)時(shí)IRQMCUMCU可將接收到的數(shù)據(jù)從RXFIFO寄存器中讀出ShockBurstTM發(fā)送模式下nRF24L01自動(dòng)生成前導(dǎo)碼及CRC校驗(yàn)參見表格12數(shù)據(jù)發(fā)送完畢IRQMCUMCU的查詢時(shí)間也就意味著減少了MCU的工作量同時(shí)減少了軟件的開發(fā)時(shí)間nRF24L01內(nèi)部有三個(gè)不同的RXFIFO寄存器6個(gè)通道共享此寄存器和三個(gè)不同的TXFIFO寄存器在掉電模式下待機(jī)模式下和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中MCU可以隨時(shí)FIFO寄存器這就允許SPI接口可以以低速進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送并且可以應(yīng)用于MCU硬件上沒有SPI接口的情況下增強(qiáng)型ShockBurstTM模式可以使得雙向協(xié)議執(zhí)行起來更為容易有效典型的雙向?yàn)榘l(fā)送方要求終端設(shè)備在接收到數(shù)據(jù)后有應(yīng)答信號以便于發(fā)送方檢測有無數(shù)據(jù)丟失一旦數(shù)據(jù)丟失則通過重新發(fā)送功能將丟失的數(shù)據(jù)恢復(fù)增強(qiáng)型的ShockBurstTM模式可以同時(shí)控制應(yīng)答及重發(fā)功能而無需增加MCU工作4nRF24L01nRF24L0164共用相同的頻道也就是說6個(gè)不同的nRF24L01設(shè)置為發(fā)送模式后可以與同一個(gè)設(shè)置為接收模式的nRF24L01nRF24L0160是唯一的一個(gè)可以配置為40位自身地址的數(shù)據(jù)通道1~5數(shù)據(jù)通道都為8位自身地址和32位公用地址所有的數(shù)據(jù)通道都可以設(shè)置為增強(qiáng)型ShockBurst模式nRF24L010被用做接收應(yīng)答信號因此0的接收地址要與發(fā)送端地址相等以確保接收到正確的應(yīng)答信號見圖5選擇地址舉例5nRF24L01配置為增強(qiáng)型的ShockBurstTM發(fā)送模式下時(shí)只要MCU有數(shù)據(jù)要發(fā)送nRF24L01就會(huì)啟ShockBurstTM模式來發(fā)送數(shù)據(jù)在發(fā)送完數(shù)據(jù)后nRF24L01轉(zhuǎn)到接收模式并等待終端的應(yīng)答信號如果沒有收到應(yīng)答信號nRF24L01將重發(fā)相同的數(shù)據(jù)包直到收到應(yīng)答信號或重發(fā)次數(shù)超過SETUP_RETR_ARC寄存器中設(shè)置的值為止如果重發(fā)次數(shù)超過了設(shè)定值則產(chǎn)生MAX_RT中斷只要收到確認(rèn)信號nRF24L01就認(rèn)為最后一包數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送成功接收方已經(jīng)收到數(shù)據(jù)TX ShockBurstTM模式下nRF24L01當(dāng)工作在應(yīng)答模式時(shí)快速的空中傳輸及啟動(dòng)時(shí) 極大的降低了電流消低成本nRF24L01機(jī)硬件上一定有SPI口與其相連SPI接口可以利用單片機(jī)通用I/O口進(jìn)行模擬由于鏈路層完全集成在 非常便于軟硬件的開當(dāng)MCU有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR 和有效數(shù)據(jù)(TX_PLD)通過SPI接口寫入nRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)的長度以字節(jié)計(jì)數(shù)從MCU寫入TXFIFO當(dāng)CSN為低時(shí)數(shù)據(jù)被不斷的寫入發(fā)送端發(fā)送完數(shù)據(jù)后將通道0設(shè)置為接收模式來接收應(yīng)答信號其接收地址(RX_ADDR_P0)與接收端地址(TX_ADDR)相同例 在圖5中數(shù)據(jù)通道5的發(fā)送端(TX5)及接收端(RX)地址設(shè)置如下 CE為高啟動(dòng)發(fā)射CE10 無線發(fā)送數(shù)據(jù)打包高速發(fā)送數(shù)據(jù)由MCU1Mbps如果啟動(dòng)了自動(dòng)應(yīng)答模式自動(dòng)重發(fā)計(jì)數(shù)器不等于0ENAA_P0=1 無線立即進(jìn)入接收模式如果在有效應(yīng)答時(shí)間范圍內(nèi)收到應(yīng)答信號則認(rèn)為數(shù)據(jù)成功發(fā)送到了接收端此時(shí)狀態(tài)寄存器的TX_DS位置高并把數(shù)據(jù)從TXFIFO中清除掉如果在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)沒有接收到應(yīng)答信號則重新發(fā)送數(shù)據(jù)如果自動(dòng)重發(fā)計(jì)數(shù)器 溢出超過了編程設(shè)定的值 MAX_RT位置高不清除TXFIFO中的數(shù)據(jù)當(dāng)MAX_RT或TX_DS為高電平時(shí)IRQ引腳產(chǎn)生中斷IRQ中斷通過寫狀態(tài)寄存器來復(fù)位見中斷章節(jié) 時(shí)還沒有收到應(yīng)答信號的話在MAX_RX中斷清除之前不會(huì)重發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包丟失計(jì)數(shù)器 T)在每次產(chǎn)生MAX_RT中斷后加一也就是說重發(fā)計(jì)數(shù)器 T計(jì)算重發(fā)數(shù)據(jù) T計(jì)算在達(dá)到最大允許重發(fā)次數(shù)時(shí)仍沒有發(fā)送成功的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)CE置低則系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)模式ICE為低則系統(tǒng)會(huì)發(fā)送TXFIFO寄存器中下一包數(shù)據(jù)如果TXFIFOCEII.如果系統(tǒng)在待機(jī)模式 當(dāng)CE置低后系統(tǒng)立即進(jìn)入待機(jī)模式ShockBurstTMPRIM_RX位為高來選擇的準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的通道必須被使能EN_RXADDR寄存器所有工作在增強(qiáng)型ShockBurstTM模式下的數(shù)據(jù)通道的自動(dòng)應(yīng)答功能是由(EN_AA寄存器)RX_PW_Px見增強(qiáng)型ShockBurstTM發(fā)送章節(jié)130usnRF24L01接收到有效的數(shù)據(jù)包后地址匹配 CRC檢驗(yàn)正確 數(shù)據(jù)在RX_FIFO中同時(shí)RX_DR位置高并產(chǎn)生中斷 狀態(tài)寄存器中RX_P_NO位顯示數(shù)據(jù)是由哪個(gè)通道接收到的如果使能自動(dòng)確認(rèn)信號MCU設(shè)置CE腳為低進(jìn)入待機(jī)模式 低功耗模 準(zhǔn)備好進(jìn)入發(fā)送模式接收模式或掉電模如果想要數(shù)據(jù)在雙方向上通訊,PRIM_RX寄存器必須緊隨工作模式的變化而變化處理器必須PTXPRX端的同步性在RX_FIFOTX_FIFO自動(dòng)應(yīng)答自動(dòng)應(yīng)答功能減少了外部MCU的工作量并且在鼠標(biāo)/鍵盤等應(yīng)用中也可以不要求硬件一定有SPI接口因此降低成本減少電流消耗 自動(dòng)重應(yīng)答功能可以通過SPI口對不同的數(shù)據(jù)通道分別進(jìn)行配置在自動(dòng)應(yīng)答模式使能的情況下收到有效的數(shù)據(jù)包后系統(tǒng)將進(jìn)入發(fā)送模式并發(fā)送確認(rèn)信號發(fā)送完確認(rèn)信號后系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式 工作模式由PRIM_RX位和CE引腳決定自動(dòng)重發(fā)功能ART(自動(dòng)重發(fā)功能是針對自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)的發(fā)送方SETUP_RETR寄存器設(shè)置 在每次發(fā)送結(jié)束后系統(tǒng)都會(huì)進(jìn)入接收模式并在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)等待應(yīng)答信號接收到應(yīng)答信號后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常發(fā)送模式如果TXFIFO中沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)且CE腳電平為低則系統(tǒng)將進(jìn)入待機(jī)模式I 果沒有收到確認(rèn)信號則系統(tǒng)返回到發(fā)送模式并重發(fā)數(shù)據(jù)直到收到確認(rèn)信號或重發(fā)次數(shù)超過設(shè)定值達(dá)到 有新的數(shù)據(jù)發(fā)送或PRIM_RX寄存器配置改變時(shí)丟包計(jì)數(shù)器復(fù)位每一包數(shù)據(jù)都包括兩位的PID數(shù)據(jù)包識別來識別接收的數(shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)包還是重發(fā)的數(shù)據(jù)包PID識MCUMCUPID值加一PID和CRC校驗(yàn)應(yīng)用在接收方識別接收的數(shù)據(jù)是重發(fā)的數(shù)據(jù)包還是新數(shù)據(jù)包如果在中有一些數(shù)據(jù)丟失了則PID值與上一包數(shù)據(jù)的PID值相同如果一包數(shù)據(jù)擁有與上一包數(shù)據(jù)相同的PID值nRF24L01將對兩包數(shù)據(jù)的CRC值進(jìn)行比較如果CRC值也相同的話就認(rèn)為后面一包是前一包的重發(fā)數(shù)據(jù)包而被舍棄接收方對新接收數(shù)據(jù)包的PID值與上一包進(jìn)行比較如果PID值不同則認(rèn)為接收的數(shù)據(jù)包是新數(shù)據(jù)包如果PID值與上一包相同則新接收的數(shù)據(jù)包有可能與前一包相同接收方必須確認(rèn)CRC值是否相等如果CRC值與前一包數(shù)據(jù)的CRC值相等則認(rèn)為是同一包數(shù)據(jù)并將其舍棄圖 PID值生成和檢CRCSPICRC計(jì)算范圍包括整個(gè)數(shù)據(jù)包地址和有效數(shù)據(jù)等CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤則不會(huì)接收數(shù)據(jù)包這一點(diǎn)是接收數(shù)據(jù)包的附加要求載波檢測當(dāng)接收端檢測到射頻范圍內(nèi)的信號時(shí)將CD置高否則CD為低內(nèi)部的CD信號在寫入寄存器之前是經(jīng)過濾波的內(nèi)部CD高電平狀態(tài)至少保持128us以上在增強(qiáng)型ShockBurstTMCDT顯示數(shù)據(jù)包丟失率太高時(shí)可將其設(shè)置位接收模式檢測CD值如果CD為高說明通道出現(xiàn)了擁擠現(xiàn)象需要更改通信頻道如果CD為低電平狀態(tài)距離超出通信范圍可保持原有通信頻道但需作其nRF24L016EN_RXADDR01RX_ADDR_Px數(shù)據(jù)通道0有40位可配址數(shù)據(jù)通道1~5的地址為32位共用地址+各自的地址最低字節(jié)71~5401~5數(shù)據(jù)通圖 通道0~5的地址設(shè)當(dāng)從一個(gè)數(shù)據(jù)通道中接收到數(shù)據(jù)并且此數(shù)據(jù)通道設(shè)置為應(yīng)答方式的話 則nRF24L01在收到數(shù)據(jù)后產(chǎn)生應(yīng)答信號此應(yīng)答信號的目標(biāo)地址為接收通道地址CRC使能/CRC計(jì)算LNA增益nRF24L01所有配置都在配置寄存器中SPISPI接口是標(biāo)準(zhǔn)的SPI接口其最大的數(shù)據(jù)傳輸率為 大多數(shù)寄存器是可讀SPICSNSPI須通過一次CSN由高到低的變化<命令字由到低位每字 <數(shù)據(jù)字節(jié)低字節(jié)到高字 每一字節(jié)>參看圖8及圖讀配置寄存 寫配置寄存器AAAAA寫操作的寄存器地址RX有效數(shù)據(jù)1-320開始有效數(shù)據(jù)完成后FIFO寄存器中有效數(shù)據(jù)被清除TX有效數(shù)據(jù)1-32字節(jié)寫操作從字節(jié)0開始TXFIFO寄存器應(yīng)用于發(fā)射模式下RXFIFO寄存器應(yīng)用于接收模式下在傳輸應(yīng)答信號過程中不應(yīng)執(zhí)行此指令也就是 CE在發(fā)射數(shù)據(jù)程中必須數(shù)據(jù)包重利用功空操 圖 nRF24L01SPI串行口指令設(shè)R_REGISTER和W_REGISTER寄存器可能操作單字節(jié)或多字節(jié)寄存器當(dāng)多字節(jié)寄存器時(shí)首先要讀/寫的是最低字節(jié)的在所有多字節(jié)寄存器被寫完之前可以結(jié)束寫SPI操作在這種情況下沒有寫完的高字節(jié)保持原有內(nèi)容不變例如RX_ADDR_P0寄存器的最低字節(jié)可以通過寫一個(gè)字節(jié)給寄存器RX_ADDR_P0來改變在CSN狀態(tài)由高變低后可以通過MISO來狀態(tài)寄存器的內(nèi)容nRF24L01的中斷引腳IRQ 為低電平觸發(fā)當(dāng)狀態(tài)寄存器中TX_DS RX_DR或MAX_RT為高時(shí)觸發(fā)中斷當(dāng)MCU給中斷源寫1時(shí)中斷引腳被可中斷可以被IRQ中斷通過設(shè)置中斷位為高則中斷響應(yīng)被默認(rèn)狀態(tài)下所有的中斷源是被圖8 10和表9 10給出了SPI操作及時(shí)序在寫寄存器之前一定要進(jìn)入待機(jī)模式或掉電模式在圖8至圖10中用到了下面的符號Dn-數(shù)據(jù)位備注由低字節(jié)到高字 圖 SPI讀操圖 SPI寫操圖 NOP操作時(shí)序表 SPI參考時(shí)間表 SPI參考時(shí)間所有未定義位可以被讀出其值 位70默認(rèn)為60 50 40 31CRC使能如果EN_AA20CRC‘0’-8CRC‘1’-16CRC101:上 0:掉001:接收模 0:發(fā)射模使 自動(dòng)應(yīng) 功514131211101504030201101設(shè)址寬 7040PLL_LOCK允許31‘0’ 2 017060 50數(shù)據(jù)發(fā)送完成中斷當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后產(chǎn)生中斷如果工作在自動(dòng)應(yīng)答模式下只有當(dāng)接收到40MAX_RTR111:RXFIFO00R 1:TXFIFO0:TXFIFO寄存器未滿,T0R15T0R重發(fā)計(jì)數(shù) R00R數(shù)據(jù)通道0接收地址 最大長度:5個(gè)字節(jié)先寫低字節(jié)所寫字節(jié)數(shù)量由SETUP_AW設(shè)定數(shù)據(jù)通道1接收地址 最大長度:5個(gè)字節(jié)先寫低字節(jié)所寫字節(jié)數(shù)量由SETUP_AW設(shè)定2接收地址最低字節(jié)可設(shè)置高字節(jié)部分必須與RX_ADDR_P1[39:8]相等3接收地址最低字節(jié)可設(shè)置高字節(jié)部分必須與RX_ADDR_P1[39:8]相等4接收地址最低字節(jié)可設(shè)置高字節(jié)部分必須與RX_ADDR_P1[39:8]相等5接收地址最低字節(jié)可設(shè)置高字節(jié)部分必須與RX_ADDR_P1[39:8]相等發(fā)送地 先寫低字ShockBurstTM00有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0: 01有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0: 02有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0: 03有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0 04有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0: 05有效數(shù)據(jù)寬度(132字節(jié)0: FIFO7060R若TX_REUSE=1CE位高電平狀態(tài)時(shí)不斷發(fā)送上一數(shù)據(jù)包TX_REUSE通過SPI指令REUSE_TX_PL設(shè)置通過W_TX_PALOAD50RTXFIFO0:TXFIFO寄存器未滿41RTXFIFO0:TXFIFO10RRXFIFO0:RXFIFO寄存器未滿01RRXFIFO0:RXFIFOWR表 nRF24L01寄存器地nRF24L01nRF2401/nRF2402/nRF24E1/nRF24E21Mbit/snRF24L01發(fā)射nRF2401/nRF2402/nRF24E1/nRF24E2nRF2401/nRF2402/nRF24E1/nRF24E2nRF2401/nRF2402/nRF24E1/nRF24E2nRF24L01nRF2401/nRF2402/nRF24E1/nRF24E21Mbit/s/359位標(biāo)志位132CRC0/1/235132CRC0/1/20地址寬度可以是 4或5字節(jié)寬 數(shù)據(jù)包識別其中兩位nRF24L01nRF2401/nRF24E1 32 8CRC16CRC表 數(shù)據(jù)包描掉電模 待機(jī)模待機(jī)模 發(fā)送/接收模CSN為低電平CE表 nRF24L01工作時(shí)nRF24L011.5ms的待機(jī)模式注意VDD后寄存器配置內(nèi)容丟失圖 增強(qiáng)型圖 增強(qiáng)型ShockBurstTM模式發(fā)送一包數(shù)據(jù)時(shí)序11塊轉(zhuǎn)入接收模式CE=1發(fā)射模塊配置為發(fā)射模式CE=110us130us后啟動(dòng)發(fā)射再過37us后發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后發(fā)送模塊自動(dòng)轉(zhuǎn)入接收模式等待應(yīng)答信號發(fā)送模塊在收到應(yīng)答信號后產(chǎn)生中斷通知MCUIRQ(TX_DS)=>TX-datasent(數(shù)據(jù)發(fā)送完)接收模塊接收到數(shù)據(jù)包后產(chǎn)生中斷通知MCUIRQ(RX_DR)=>RX-dataready(數(shù)據(jù)接收完畢)RF信息ANT1ANT2RF輸出這兩個(gè)腳必須連接到VDD的直流通路或者通過RF0dBm15+j88通過簡單的網(wǎng)絡(luò)匹配可以獲得較低的阻抗例如50Ω0-69.0-127.5-187.0工作條件VDD=3.0V,VSS=0V,TA=27,負(fù)載 7.0表 nRF24L01的晶振規(guī)為了實(shí)現(xiàn)晶體振蕩器低功耗和快速啟動(dòng)的目的建議使用表中容值較小的電容最好晶振的并聯(lián)等效電容CO=1.5pF 但考慮成本因素通常以Co_max=7.0pF代替Co=1.5pFC1C2為貼片電容CPCB1CPCB2PCB布線的寄生電容CI1CI2XC1XC2引腳看進(jìn)去的電容典型值為1pF當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)晶振給nRF24L01提供晶振輸入 nRF24L01必須遵循以下規(guī)當(dāng)控制器提供給nRF24L01時(shí)鐘輸入則負(fù)載電容CL只能通過控制器設(shè)置晶振精度 所有輸入信號的幅值都過規(guī)定電壓但任何內(nèi)部的直流電壓都可以超過如果超過規(guī)定電壓將激發(fā)ESD結(jié)構(gòu)影響無線收發(fā)效果圖 晶體振蕩器原nRF24L01晶振用來調(diào)節(jié)振幅達(dá)到低電流消耗和較好的無線信噪比當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí) 部時(shí)鐘時(shí)XC2