Udforskning af kapaciteter og anvendelser af NRF24L01 -kommunikationschippen
2024-04-25 2414

NRF24L01 er en 2,4 g kommunikationschip udviklet af Nordic Company.Det har egenskaberne ved lavt strømforbrug, lave omkostninger og høj hastighed og kan give bedre løsninger til anvendelse af desktop computerprodukter og smarte enheder.Denne artikel vil introducere den fra producenten, strukturen, applikationer, arbejdstilstande og arbejdsprincip.

NRF24L01 er en ny monolitisk RF -transceiver, der er specifikt designet til ISM -frekvensbåndet fra 2,4 GHz til 2,5 GHz.Det integrerer flere funktionelle moduler, såsom Crystal Oscillator, Frequency Synthesizer, Power Amplifier og Modulator, og vedtager avanceret chokburst -teknologi.Gennem SPI -grænsefladen kan NRF24L01 kommunikere med 5V mikrokontroller, så udgangseffekten, kanalvalg og protokolindstillinger kan konfigureres via SPI -interface.Dette betyder, at NRF24L01 kan tilsluttes næsten alle slags mikrokontrollerchips for at opnå trådløse datatransmissionsfunktioner.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- Si4455-b1a-fmr

- Si4455-b1a-fm

NRF24L01 er fremstillet af Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, oprindeligt navngivet Nordic VLSI, er et Fabless Semiconductor Company.Virksomheden har specialiseret sig i ultra-lav strømprestations trådløse systemer-på-chip- og forbindelsesenheder til 2,4 GHz ISM-båndet, med strømforbrug og omkostninger er hovedfokusområderne.Nordic Semiconductors slutbrugerapplikationer er trådløst mobiltelefontilbehør, mus og tastaturer, trådløs medicinsk, forbrugerelektronik, smarte sportsenheder, fjernbetjeninger, trådløse spilcontrollere, trådløse stemme-lydapplikationer (såsom stemme over IP), sikkerhed og legetøj.

Blokdiagrammet for NRF24L01 er vist ovenfor.Fra perspektivet af mikrokontrollerkontrol behøver vi kun at være opmærksomme på seks kontrolsignalporte, nemlig CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ og CE.

- VoIP -headset

- Aktiv RFID

- spilcontrollere

- Trådløse pc -perifere enheder

- Sportsure og sensorer

- Assetsporingssystemer

- Mus, tastaturer og fjernbetjeninger

- Ultra-Low Power Sensor Networks

- Hjem og kommerciel automatisering

- Advanced Media Center -fjernbetjeninger

- RF -fjernbetjeninger til forbrugerelektronik

To NRF24L01 -kommunikation skal opfylde følgende tre betingelser:

- Kanalerne er de samme (indstil kanalregisteret RF_CH).

- adresserne er de samme (indstil TX_ADDR og RX_ADDR_PO det samme).

- Antallet af byte, der sendes og modtages hver gang, er det samme (hvis den effektive databredde på kanalen er indstillet til N, så skal antallet af byte, der sendes hver gang, også være n, selvfølgelig, n<=32).

NRF24L01 trådløst kommunikationsmodul kan indstilles til en række forskellige arbejdstilstande, herunder strømtilstand, standbytilstand og datapakkebehandlingstilstand.Funktioner og operationer i hver tilstand er som følger.

I strøm-ned-tilstand er hver funktion af NRF24L01 slukket for at holde det aktuelle forbrug på et minimum.Efter at have indtastet strømtilstand, stopper NRF24L01 med at fungere, men registerindholdet forbliver uændret.Power-down-tilstand styres af PWR_UP-biten i registeret.

Standby -tilstand I reducerer den gennemsnitlige systemforbrugsstrøm, mens den sikrer hurtig opstart.I standbytilstand I fungerer krystallen normalt.I standbytilstand II er nogle af urbufferne i driftstilstand.Når TX FIFO -registeret på sendersiden er tom, og CE er høj, går den ind i standby -tilstand II.Under standbytilstand forbliver indholdet af registerkonfigurationsordene uændrede.

NRF24L01 -pakketilbehandlingstilstande inkluderer stødbursttilstand og forbedret stødbursttilstand.

I stødburst-tilstand kan NRF24L01 tilsluttes til en lavere omkostning med lav hastighed MCU.Højhastighedssignalbehandling håndteres af Chip's interne RF-protokol, mens datatransmission udføres gennem SPI-interface til en datahastighed, der afhænger af grænsefladehastigheden for MCU selv.Shockburst-tilstand reducerer det gennemsnitlige aktuelle forbrug for kommunikation ved at tillade lavhastighedskommunikation med MCU, mens den opretholder højhastighedskommunikation i det trådløse afsnit.

Den forbedrede stødburstilstand gør udførelsen af ​​tovejs linkprotokol enklere og mere effektiv.I et typisk tovejs-link anmoder afsenderen slutenheden om at sende et svar signal efter modtagelse af data, så afsenderen kan registrere, om data går tabt.Hvis der opstår datatab, gendannes de mistede data med en videresendingsfunktion.Den forbedrede stødbursttm -tilstand styrer både svaret og videresendet funktioner uden at øge MCU's arbejdsbelastning.

Når vi transmitterer data, konfigurerer vi først NRF24L01 til transmissionstilstand.Dernæst skriver vi den modtagende knudeadresse TX_ADDR og gyldige data TX_PLD ind i bufferområdet i NRF24L01 gennem SPI -porten i rækkefølge.TX_PLD skal skrives kontinuerligt, mens CSN er lav, mens TX_ADDR kun skal skrives én gang, når det transmitteres.Derefter satte vi CE høj og holder den højt i mindst 10 mikrosekunder og begynder derefter at transmittere data efter en forsinkelse på 130 mikrosekunder.Hvis auto-svar er aktiveret, vil NRF24L01 indtaste modtagelsestilstand umiddelbart efter transmission af data for at modtage anerkendelsessignalet (den auto-svar, der modtager adresse, skal være i overensstemmelse med den modtagende knudeadresse TX_ADDR).Hvis der modtages et svar, betragtes kommunikationen som vellykket, TX_DS -flaget indstilles højt, og TX_PLD ryddes fra TX FIFO.Hvis der ikke modtages noget svar, vil NRF24L01 automatisk videresende dataene (hvis automatisk videresendelse er aktiveret).Hvis antallet af videresendelser (ARC) når den øvre grænse, indstilles MAX_RT -flaget højt, og dataene i TX FIFO vil blive bevaret til videresendelse.Når flaget MAX_RT eller TX_DS er indstillet højt, vil IRQ blive ryddet, og en afbrydelse genereres for at underrette MCU.Endelig, hvis transmissionen er vellykket, og CE er lav, går NRF24L01 i tomgangstilstand 1. Hvis der er data i transmissionsstakken og CE er høj, skal du indtaste den næste transmission.Hvis der ikke er nogen data i transmissionsstakken, og CE er høj, indtaster den inaktiv tilstand 2.

Når vi modtager data, konfigurerer vi først NRF24L01 til modtagelsestilstand.Derefter forsinker det for 130 mikrosekunder for at komme ind i den modtagende tilstand og vente på ankomsten af ​​data.Når modtageren registrerer en gyldig adresse og CRC, gemmer den datapakken i RX FIFO og indstiller interrupt -flagbiten RX_DR High, hvilket gør IRQ lav, genererer en afbrydelse og meddeler MCU om at læse dataene.Hvis auto-svar-funktionen er aktiveret på dette tidspunkt, indtaster modtageren den transmitterende tilstand på samme tid og sender et responssignal tilbage.Endelig, hvis modtagelsen er vellykket, og CE går lavt, går NRF24L01 i tomgangstilstand 1.

Først skal modul A og modul B indstilles på den samme kanal, og sørg for, at transmissionsdatalængden af ​​modul A er lig med modtagens datalængde for modul B. Derefter konfigurerer vi en modtagelsesadresse ADR_B til modul B.Konfigurer derefter transmissionsadressen til modul A, der også skal være addr_b, så modul B kan modtage dataene korrekt, når modul A sender dem.

Faktisk er den modtagne adresse addr_b konfigureret til modul B kun en af ​​dens flere modtagelsesdatakanaler.Et modul har normalt seks modtagelseskanaler, hvilket betyder, at modul B kan modtage data fra seks forskellige moduler på samme tid.Naturligvis kan modul B kun sende data på samme tid, fordi at sende data på den samme kanal på samme tid kan forårsage interferens.

Afslutningsvis er NRF24L01 en pålidelig løsning, hvis du vil opbygge et billigt transceiver RF-modul til dit projekt.Kontakt os, hvis du har brug for yderligere afklaring på enheden, eller hvordan du integrerer den i dit projekt.

Det bruger 2,4 GHz -båndet, og det kan fungere med baudhastigheder fra 250 kbps op til 2 Mbps.Hvis det bruges i åbent rum og med lavere baudhastighed, kan dens rækkevidde nå op til 100 meter.

NRF24L01 er en enkelt chip 2,4 GHz transceiver med en indlejret baseband-protokolmotor (forbedret ShockBurst ™), designet til ultra-lav effekt trådløse applikationer.NRF24L01 er designet til drift i World Wide ISM -frekvensbåndet på 2.400 - 2.4835 GHz.

De er faktisk ens, NRF24L01+ er en opgraderet version af NRF24L01 -chip.NRF24L01 understøtter kun 1 Mbps og 2 Mbps transmissionshastighed, mens NRF24L01+ også understøtter 250 kbps transmissionshastighed.

Men nogle gange ønsker du måske bare at være i stand til at sende eller modtage uden at skulle bruge WiFi eller Bluetooth, ja, så ville NRF24L01 være et godt valg.I modsætning til de andre bruger den radiobølge til at kommunikere mellem moduler, den samme type, der bruges i trådløse telefoner i dit hus.