無線單片機參考簡介

1、電子發(fā)燒友電子技術(shù)nRF24.L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于 2.4 GHz2.5 GHz ISM 頻段。內(nèi)置頻率器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強型 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01 功耗低,在以-6 dBm 的功率發(fā)射時，工作電流也只有 9 mA；接收時，工作電流只有 12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計更方便。nRF24L01 主要特性如下：GFSK 調(diào)制：硬件集成OSI 鏈路層；具有自動應(yīng)答和自動再發(fā)射功能;片內(nèi)自動生成報頭和 CRC；數(shù)據(jù)傳輸率為l Mb/s 或 2

2、Mb/s；SPI 速率為 0 Mb/s10 Mb/s；125 個頻道：與其他 nRF24 系列射頻器件相兼容；QFN20 引腳 4 mm×4 mm 封裝；供電電壓為 1.9 V3.6 V。2 引腳功能及描述nRF24L01 的封裝及引腳排列如圖 1 所示。各引腳功能如下：電子發(fā)燒友電子技術(shù)CE：使能發(fā)射或接收；CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI 引腳端，微處理器可通過此引腳配置 nRF24L01：IRQ：中斷標志位；VDD：電源輸入端；VSS：電源地：XC2，XC1：晶體振蕩器引腳；VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為 1.8 V；ANT1,ANT2：天線接口;IREF：參

3、考電流輸入。電子發(fā)燒友電子技術(shù)3 工作模式通過配置寄存器可將 nRF241L01 配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表 1 所示。空閑模式 1 主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；空閑模式 2 則是在當發(fā)射堆棧為空且CE=1 時發(fā)生(用在 PTX 設(shè)備)；在空閑模式下，配置字仍然保留。在掉電模式下電流損耗最小，同時 nRF24L01 也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。4 工作原理發(fā)射數(shù)據(jù)時，首先將 nRF24L01 配置為發(fā)射模式：接著把地址 TX_ADDR 和數(shù)據(jù)TX_PLD 按照時序由 SPI口寫入 nRF24L01 緩存區(qū)，TX_PLD 必須在 CS

4、N 為低時連續(xù)寫入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時寫入一次即可，然后 CE 置為高電平并保持至少 10s，延遲 130s 后發(fā)射數(shù)據(jù)；若自動應(yīng)答開啟，那么 nRF24L01 在發(fā)射數(shù)據(jù)后立即進入接收模式，接收應(yīng)答信號。如果收到應(yīng)答，則認為此次通信，TX_DS 置高，同時TX_PLD 從堆棧中清除；若未收到應(yīng)答，則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù)(自動重發(fā)已開啟)，若重發(fā)次數(shù)(ARC_CNT)達到上限，MAX_RT 置高，TX_PLD被清除；MAX_RT 或TX_DS 置，使 IRQ 變低，以便通知 MCU。最后發(fā)射時,若 CE 為低則 nRF24L01 進入空閑模式 1；若堆棧中有數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進入下

5、一次發(fā)射；若堆棧中無數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進入空閑模式 2。接收數(shù)據(jù)時,首先將 nRF24L01 配置為接收模式，接著延遲 130s 進入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。當接收方檢測到有效的地址和 CRC 時，就將數(shù)據(jù)包在接收堆棧中，同時中斷標志位 RX_DR 置高，IRQ 變低，以便通知 MCU 去取數(shù)據(jù)。若此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。最后接收成功時，若 CE 變低，則 nRF24L01 進入空閑模式 1。電子發(fā)燒友電子技術(shù)5 配置字SPI 口為同步串行通口，最大傳輸速率為 10 Mb/s，傳輸時先傳送低位字節(jié)，再傳送字節(jié)。但針對單個字節(jié)而言，要先送再送低位。與 SPI

6、相關(guān)的指令共有 8 個，使用時這些指令由 nRF24L01的MOSI 輸入。相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息是從MISO 輸出給 MCU。nRF24L0l 所有的配置字都由配置寄存器定義，這些配置寄存器可通過 SPI 口。nRF24L01的配置寄存器共有 25 個，常用的配置寄存器如表 2 所示。6 應(yīng)用電路設(shè)計筆者用單片機和 nRF24L01 設(shè)計了一個無線數(shù)據(jù)傳輸電路，并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸至計算機。硬件電路設(shè)計如圖 2 所示。圖 2 中發(fā)射和接收電路相同。使用在接收端加一個 RS232 接口，使其與計算機串口連接，將接收到的數(shù)據(jù)傳送至計算機。該電路的工作原理：首先使接收電路上電，接著便處于接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來；然后運行 VB 程序，點擊接收按鈕；最后發(fā)射電路上電，并將單片機 RAM 內(nèi)預先存放的數(shù)據(jù)"20H"發(fā)射出去，在 1 ms 內(nèi)接收電路收到數(shù)據(jù)，同時 VB 界面顯示出接收到的數(shù)據(jù)。該電路實現(xiàn)了 PC機與單片機系統(tǒng)之間的無線通信。電子發(fā)燒友電子技術(shù)系統(tǒng)軟件流程如圖 3 所示。7 結(jié)束語詳細介紹了 nRF24L01 的引腳結(jié)構(gòu)、工作模