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單片 2.4G 無線射頻收發芯片 nRF24L01
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特性
● 真正的 GFSK 單收發芯片
● 內置鏈路層
● 增強型 ShockBurst TM
● 自動應答及自動重發功能
● 地址及 CRC 檢驗功能
● 數據傳輸率 1 或 2Mbps
● SPI 接口數據速率 0~8Mbps
● 125 個可選工作頻道
● 很短的頻道切換時間 可用于跳頻
● 與 nRF 24XX 系列完全兼容
● 可接受 5V 電平的輸入
● 20 腳 QFN 4 4mm 封裝
● 極低的晶振要求 60ppm
● 低成本電感和雙面 PCB 板
● 工作電壓 1.9~3.6V
應用
● 無線鼠標 鍵盤 游戲機操縱桿
● 無線門禁
● 無線數據通訊
● 安防系統
● 遙控裝置
● 遙感勘測
● 智能運動設備
● 工業傳感器
● 玩具
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器芯片 無線收發器包括:頻
率發生器 增強型 SchockBurst TM 模式控制器 功率放大器 晶體振蕩器 調制器 解調器 輸出功率
頻道選擇和協議的設置可以通過 SPI 接口進行設置
極低的電流消耗 當工作在發射模式下發射功率為-6dBm時電流消耗為9.0mA 接收模式時為12.3mA
掉電模式和待機模式下電流消耗更低
快速參考數據
參數 數值 單位
最低供電電壓 1.9 V
最大發射功率 0 dBm
最大數據傳輸率 2000 kbps
發射模式下 電流消耗 0dBm 11.3 mA
接收模式下電流消耗 2000kbps 12.3 mA
溫度范圍 -40~ +85
數據傳輸率為 1000kbps 下的靈敏度 -85 dBm
掉電模式下電流消耗 900 nA
表 1 nRF24L01 快速參考數據
COPYRIGHT ©2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: sales@freqchina.com
引腳及其功能
引腳 名稱 引腳功能 描述
1 CE 數字輸入 RX 或 TX 模式選擇
2 CSN 數字輸入 SPI 片選信號
3 SCK 數字輸入 SPI 時鐘
4 MOSI 數字輸入 從 SPI 數據輸入腳
5 MISO 數字輸出 從 SPI 數據輸出腳
6 IRQ 數字輸出 可屏蔽中斷腳
7 VDD 電源 電源 +3V
8 VSS 電源 接地 0V
9 XC2 模擬輸出 晶體震蕩器 2 腳
10 XC1 模擬輸入 晶體震蕩器 1 腳/外部時鐘輸入腳
11 VDD_PA 電源輸出 給 RF 的功率放大器提供的+1.8V 電源
12 ANT1 天線 天線接口 1
13 ANT2 天線 天線接口 2
14 VSS 電源 接地 0V
15 VDD 電源 電源 +3V
16 IREF 模擬輸入 參考電流
17 VSS 電源 接地 0V
18 VDD 電源 電源 +3V
19 DVDD 電源輸出 去耦電路電源正極端
20 VSS 電源 接地 0V
表 3 nRF24L01 引腳功能
圖 2 引腳封裝
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術語表
術語 描述
ACK 確認信號 應答信號
ART 自動重發
CE 芯片使能
CLK 時鐘信號
CRC 循環冗余校驗
CSN 片選非
ESB 增強型 ShockBrust TM
GFSK 高斯鍵控頻移
IRQ 中斷請求
ISM 工業 科學 醫學
LNA 低噪聲放大
LSB 最低有效位
LSByte 最低有效字節
Mbps 兆位/秒
MCU 微控制器
MISO 主機輸入從機輸出
MOSI 主機輸出從機輸入
MSB 最高有效位
MSByte 最高有效字節
PCB 印刷電路板
PER 數據包誤碼率
PID 數據包識別位
PLD 載波
PRX 接收源
PTX 發射源
PWR_DWN 掉電
PWR_UP 上電
RX 接收
RX_DR 接收數據準備就緒
SPI 串行可編程接口
TX 發送
TX_DS 已發送數據
表 5 術語表
功能描述
工作模式
nRF24L01 可以設置為以下幾種主要的模式
模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態
接收模式 1 1 1 -
發送模式 1 0 1 數據在 TX FIFO 寄存器中
發送模式 1 0 1 0 停留在發送模式 直至數據發送完
待機模式 II 1 0 1 TX FIFO 為空
待機模式 I 1 - 0 無數據傳輸
掉電模式 0 - - -
表 6 nRF24L01 主要工作模式
關于 nRF24L01 I/O 腳更詳細的描述請參見下面的表 7
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nRF24L01 在不同模式下的引腳功能
引腳名稱 方向 發送模式 接收模式 待機模式 掉電模式
CE 輸入 高電平>10us 高電平 低電平 -
CSN 輸入 SPI 片選使能 低電平使能
SCK 輸入 SPI 時鐘
MOSI 輸入 SPI 串行輸入
MISO 三態輸出 SPI 串行輸出
IRQ 輸出 中斷 低電平使能
表 7 nRF24L01 引腳功能
待機模式
待機模式 I 在保證快速啟動的同時減少系統平均消耗電流 在待機模式 I 下 晶振正常工作 在待機
模式 II 下部分時鐘緩沖器處在工作模式 當發送端 TX FIFO 寄存器為空并且 CE 為高電平時進入待機模式
II 在待機模式期間 寄存器配置字內容保持不變
掉電模式
在掉電模式下,nRF24L01 各功能關閉 保持電流消耗最小 進入掉電模式后 nRF24L01 停止工作
但寄存器內容保持不變 啟動時間見表格 13 掉電模式由寄存器中 PWR_UP 位來控制
數據包處理方式
nRF24L01 有如下幾種數據包處理方式
? ShockBurst TM 與 nRF2401 nRF24E1 nRF2402 nRF24E2 數據傳輸率為 1Mbps 時相同
? 增強型 ShockBurst TM 模式
ShockBurst TM 模式
ShockBurst 模式下 nRF24L01 可以與成本較低的低速 MCU 相連 高速信號處理是由芯片內部的射頻
協議處理的 nRF24L01 提供 SPI 接口 數據率取決于單片機本身接口速度 ShockBurst 模式通過允許與
單片機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
在 ShockBurst TM 接收模式下 當接收到有效的地址和數據時 IRQ 通知 MCU 隨后 MCU 可將接收到
的數據從 RX FIFO 寄存器中讀出
在 ShockBurst TM 發送模式下 nRF24L01 自動生成前導碼及 CRC 校驗 參見表格 12 數據發送完畢
后 IRQ 通知 MCU 減少了 MCU 的查詢時間 也就意味著減少了 MCU 的工作量同時減少了軟件的開發
時間 nRF24L01 內部有三個不同的 RX FIFO 寄存器 6 個通道共享此寄存器 和三個不同的 TX FIFO 寄
存器 在掉電模式下 待機模式下和數據傳輸的過程中 MCU 可以隨時訪問 FIFO 寄存器 這就允許 SPI
接口可以以低速進行數據傳送 并且可以應用于 MCU 硬件上沒有 SPI 接口的情況下
增強型的 ShockBurst TM 模式
增強型 ShockBurst TM 模式可以使得雙向鏈接協議執行起來更為容易 有效 典型的雙向鏈接為 發送
方要求終端設備在接收到數據后有應答信號 以便于發送方檢測有無數據丟失 一旦數據丟失 則通過重
新發送功能將丟失的數據恢復 增強型的ShockBurst TM 模式可以同時控制應答及重發功能而無需增加MCU
工作量 |
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無線射頻收發芯片中文資料.pdf
2018-8-30 11:45 上傳
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