Изучение возможностей и применений чипа связи NRF24L01
2024-04-25 2455

NRF24L01 это чип связи 2.4G, разработанный Nordic Company.Он имеет характеристики низкого энергопотребления, низкой стоимости и высокой скорости и может предоставить лучшие решения для применения настольных компьютерных продуктов и интеллектуальных устройств.Эта статья представит его из производителя, структуры, приложений, рабочих режимов и принципа работы.

NRF24L01 представляет собой новый монолитный РЧ -приемопередат, специально предназначенный для полосы частот ISM от 2,4 ГГц до 2,5 ГГц.Он интегрирует несколько функциональных модулей, таких как кристаллический генератор, синтезатор частоты, усилитель мощности и модулятор, и принимает передовую технологию Shockburst.Через интерфейс SPI NRF24L01 может общаться с микроконтроллером 5V, так что выходная мощность, выбор канала и настройки протокола можно настроить через интерфейс SPI.Это означает, что NRF24L01 может быть подключен практически ко всем видам микроконтроллера для выполнения функций передачи беспроводной передачи данных.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 изготовлен Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, первоначально названный Nordic VLSI, является Fabless Semiconductor Company.Компания специализируется на ультра-низкопроизводительной производительности энергопроизводства беспроводных систем на чипе и подключении для полосы ISM 2,4 ГГц, причем основные сферы цены являются энергопотреблением и стоимостью.Приложения для конечных пользователей Nordic Semiconductor-это беспроводные аксессуары для мобильных телефонов, мыши и клавиатуры, беспроводная медицинская, потребительская электроника, интеллектуальные спортивные устройства, дистанционные управления, беспроводные игровые контроллеры, приложения беспроводной голосовой аудио (такие как голос над IP), безопасность и игрушки.

Блок -схема NRF24L01 показана выше.С точки зрения управления микроконтроллером, нам нужно только обратить внимание на шесть портов управляющего сигнала, а именно CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ и CE.

- Гульники VoIP

- Активный RFID

- Игровые контроллеры

- Беспроводные периферийные устройства ПК

- Спортивные часы и датчики

- Системы трассировки активов

- мышь, клавиатуры и пульты

- Ультра-низкие сети датчиков мощности

- Домашняя и коммерческая автоматизация

- Advanced Media Center Пульт дистанционных управлений

- РЧ -дистанционные управления для потребительской электроники

Два связи NRF24L01 должны соответствовать следующим трем условиям:

- каналы одинаковы (установите реестр каналов RF_CH).

- Адреса одинаковы (установить tx_addr и rx_addr_po то же самое).

- Количество байтов, отправляемых и полученных каждый раз, одинаково (если эффективная ширина данных канала установлена ​​на n, то количество отправленных байтов каждый раз также должно быть n, конечно, n<=32).

Модуль беспроводной связи NRF24L01 может быть установлен на различные рабочие режимы, включая режим питания, режим резервного режима и режим обработки пакетов данных.Функции и операции каждого режима следующие.

В режиме питания каждая функция NRF24L01 выключается, чтобы свести потребление тока как минимум.После входа в режим питания NRF24L01 прекращает работу, но содержимое регистра остается неизменным.Режим питания контролируется битом PWR_UP в регистре.

Режим ожидания I уменьшает средний ток потребления системы, обеспечивая быстрый запуск.В режиме ожидания I кристалл работает нормально.В режиме ожидания II некоторые буферы с часами находятся в режиме работы.Когда реестр TX FIFO на стороне передатчика пуст, а CE высок, он входит в режим ожидания II.В режиме ожидания содержимое слов конфигурации регистра остается неизменным.

Режимы обработки пакетов NRF24L01 включают в себя режим Shockburst и улучшенный режим Shockburst.

В режиме Shockburst NRF24L01 может быть подключен к более низкой стоимости MCU.Высокоскоростная обработка сигнала обрабатывается внутренним радиочастотным протоколом чипа, в то время как передача данных выполняется через интерфейс SPI со скоростью передачи данных, которая зависит от скорости интерфейса самого MCU.Режим шока снижает среднее потребление тока для связи, позволяя низкоскоростной связи с MCU, сохраняя при этом высокоскоростную связь в беспроводной секции.

Усовершенствованный режим Shockburst делает выполнение двухстороннего протокола канала проще и эффективнее.В типичной двусторонней ссылке отправитель запрашивает конечное устройство отправить сигнал ответа после получения данных, чтобы отправитель мог обнаружить, потеряны ли данные.Если происходит потеря данных, потерянные данные восстанавливаются с помощью функции ретрансляции.Режим Enhanced Shockbursttm управляет как функциями ответа, так и ретрансляции без увеличения рабочей нагрузки MCU.

При передаче данных мы сначала настраиваем NRF24L01 в режим передачи.Затем мы записываем адрес приемного узла TX_ADDR и допустимые данные TX_PLD в область буфера NRF24L01 через порт SPI последовательно.TX_PLD должен быть записан непрерывно, в то время как CSN низкий, в то время как TX_ADDR должен быть записан только один раз при передаче.Затем мы устанавливаем CE высокий и удерживаем его высокой не менее 10 микросекунд, а затем начинаем передавать данные после задержки 130 микросекунд.Если Auto-Aswer включен, NRF24L01 введет режим приема сразу после передачи данных для получения сигнала подтверждения (адрес приема авто-ответов должен соответствовать адресу приемного узла TX_ADDR).Если получен ответ, связь считается успешной, флаг TX_DS будет установлен высоко, а TX_PLD будет очищен из TX FIFO.Если ответ не получен, NRF24L01 автоматически повторно передает данные (если включена автоматическая повторная передача).Если количество ретрансмиссий (ARC) достигнет верхнего предела, флаг MAX_RT будет установлен высоко, а данные в TX FIFO будут сохранены для повторной передачи.Когда флаг MAX_RT или TX_DS будет установлен высоко, IRQ будет очищен, и будет сгенерировано прерывание для уведомления MCU.Наконец, если передача успешна, а CE низкая, NRF24L01 входит в режим холостого хода 1. Если в стеке передачи есть данные, а CE высок, введите следующую передачу.Если в стеке передачи нет данных, а CE высок, он входит в режим FODLE 2.

При получении данных мы сначала настраиваем NRF24L01 в режим приема.Затем он задерживается на 130 микросекунд, чтобы войти в состояние приемного приема и ждать прибытия данных.Когда приемник обнаруживает действительный адрес и CRC, он хранит пакет данных в RX FIFO и устанавливает высокий уровень флага прерывания RX_DR, делая IRQ минимум, генерируя прерывание и уведомляя MCU для чтения данных.Если в настоящее время функция автоматического ответа будет включена, приемник одновременно войдет в состояние передачи и отправляет сигнал ответа.Наконец, если прием успешна, а CE снижается, NRF24L01 входит в режим 1 -й промежутки.

Во -первых, модуль A и модуль B должны быть установлены на одном и том же канале, и убедитесь, что длина передачи данных модуля A равна длине приема данных модуля B. Затем мы настроим приемный адрес addr_b для модуля B.Затем настройте адрес передачи модуля A, чтобы быть Addr_B, чтобы модуль B мог правильно получать данные, когда модуль А отправляет его.

На самом деле, адрес Addr_b, настроенный для модуля B, является лишь одним из его каналов данных с несколькими приемами.Модуль обычно имеет шесть каналов приема, что означает, что модуль B может получать данные из шести различных модулей одновременно.Конечно, модуль B может отправлять данные только одновременно, потому что отправка данных на одном и том же канале одновременно может вызвать помехи.

В заключение, NRF24L01 является надежным решением, если вы хотите построить недорогую трансивер RF-модуль для вашего проекта.Свяжитесь с нами, если вам нужны дополнительные разъяснения на устройстве или как интегрировать его в свой проект.

Он использует полосу 2,4 ГГц, и он может работать с тарифом в бод, от 250 кбит / с до 2 Мбит / с.При использовании в открытом пространстве и с более низкой скоростью передачи его диапазон может достигать 100 метров.

NRF24L01 представляет собой приемопередатчик с одним чипом 2,4 ГГц с встроенным протоколом базовой полосы (Enhanced Shockburst ™), предназначенный для сверхнизких мощных беспроводных приложений.NRF24L01 предназначен для работы во всемирной полосе частот ISM в 2,400 - 2,4835 ГГц.

Они на самом деле похожи, NRF24L01+ является обновленной версией чипа NRF24L01.NRF24L01 поддерживает только 1 Мбит / с и скорость передачи 2 Мбит / с, в то время как NRF24L01+ также поддерживает скорость передачи 250 Кбит / с.

Но иногда вы можете просто захотеть быть в состоянии отправлять или получать без необходимости использовать Wi -Fi или Bluetooth, в общем, тогда NRF24L01 будет хорошим выбором.В отличие от других, он использует радиоволн для общения между модулями, тем же типом, который используется в беспроводных телефонах в вашем доме.