无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

沈丹 发表于 2017-12-15 11:02:25 收藏 已收藏
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无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

沈丹 发表于 2017-12-15 11:02:25

  一、 无线模块nrf24l01中文资料—nrf24l01简介

  nRF24.L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4GHz~2.5GHzISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时,工作电流也只有9mA;接收时,工作电流只有12.3mA,多种低功率工作模式,工作在100mw时电流为160mA,在数据传输方面实现相对WiFi距离更远,但传输数据量不如WiFi(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。

  主要特点:

  GFSK调制:

  硬件集成OSI链路层;

  具有自动应答和自动再发射功能;

  片内自动生成报头和CRC校验码;

  数据传输率为lMb/s或2Mb/s;

  SPI速率为0Mb/s~10Mb/s;

  125个频道:

  与其他nRF24系列射频器件相兼容;

  QFN20引脚4mm×4mm封装;

  供电电压为1.9V~3.6V。

  传输距离《5m

  二、无线模块nrf24l01中文资料—nrf24l01引脚图及引脚定义

  1、nrf24l01引脚图

 无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  2、nrf24l01引脚功能

无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  三、无线模块nrf24l01中文资料—nrf24l01电路原理

  1、工作模式

  通过配置寄存器可将nRF241L01配置为发射、接收、空闲及掉电四种工作模式,如表1所示。

  无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  待机模式1主要用于降低电流损耗,在该模式下晶体振荡器仍然是工作的;

  待机模式2则是在当FIFO寄存器为空且CE=1时进入此模式;

  待机模式下,所有配置字仍然保留。

  在掉电模式下电流损耗最小,同时nRF24L01也不工作,但其所有配置寄存器的值仍然保留。

  2、工作原理

  发射数据时,首先将nRF24L01配置为发射模式:接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区,TX_PLD必须在CSN为低时连续写入,而TX_ADDR在发射时写入一次即可,然后CE置为高电平并保持至少10μs,延迟130μs后发射数据;若自动应答开启,那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式,接收应答信号(自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致)。如果收到应答,则认为此次通信成功,TX_DS置高,同时TX_PLD从TXFIFO中清除;若未收到应答,则自动重新发射该数据(自动重发已开启),若重发次数(ARC)达到上限,MAX_RT置高,TXFIFO中数据保留以便再次重发;MAX_RT或TX_DS置高时,使IRQ变低,产生中断,通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高,则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高,则进入空闲模式2。

  无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  图     nRF24L01原理图

  接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式,接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时,就将数据包存储在RXFIFO中,同时中断标志位RX_DR置高,IRQ变低,产生中断,通知MCU去取数据。若此时自动应答开启,接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时,若CE变低,则nRF24L01进入空闲模式1。

  3、配置字

  SPI口为同步串行通信接口,最大传输速率为10Mb/s,传输时先传送低位字节,再传送高位字节。但针对单个字节而言,要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个,使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU。

  nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定义,这些配置寄存器可通过SPI口访问。nRF24L01

  的配置寄存器共有25个,常用的配置寄存器如表2所示。

 无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  四、无线模块nrf24l01中文资料—nrf24l01实例

  1、基于nRF24L01的射频收发电路原理图

  nRF24L01可工作于2.4GHz~2.5GHzISM频段,该收发器内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,是一款集成度较高的无线收发器。nRF24L01的外部电路比较简单,而且融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。同时,该芯片的功耗极低,在以-6dBm的功率发射时,其工作电流只有9mA;而在接收时,工作电流只有12.3mA。nRF24L01的控制电路可与STM32控制器的SPI口和GPIO口相连接。图所示是该芯片组成的射频收发电路原理图。

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  图    射频收发电路原理图

  2、基于NRF24L01的智能家居系统

 无线模块nrf24l01中文资料_引脚图及引脚定义_电路原理及实例

  12nRF24L01对电压要求较高,供电的电压要足够稳定,所以供电的电源经过两次稳压。nRF24L01无线模块的理想工作电压是3.3伏,其中的一次稳压还要对电压进行转换以满足无线模块的工作电压。给该模块供电的电压采用7.5v,经LM7805稳压模块,电压转为稳定的5伏电压,5伏电压经AMS1117稳压模块,电压转为无线模块需要的3.3伏。

  无线模块有8个引脚,一个电源脚一个地脚六个输入输出引脚,六个输入输出引脚接单片机的P1口,单片机通过P1口对无线模块进行读写操作。LCD1602的数据端口通过1K的上拉电阻接单片机的P0口,单片机通过P0口对LCD1602进行读写操作,1602的使能端口、写数据端口和写指令端口接单片机P2口的其中三个引脚,单片机通过这三个引脚来控制对1602的数据端口是写数据操作还是写指令操作。1602的电源接7805稳压之后的5伏电源。1602的三脚接一个10K的滑动变阻器用来调整1602的明亮程度。蜂鸣器通过8550三极管后再接一个1K的上拉电阻接单片机的P1口剩余引脚当中的一个,单片机通过这一引脚驱动蜂鸣器发出报警声。四个发光二极管接1K电阻后接单片机的P2口的其中四个引脚,单片机通过控制这四个发光二极管的亮和灭指示报警区域

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