Az NRF24L01 kommunikációs chip képességeinek és alkalmazásainak feltárása
2024-04-25 2440

NRF24L01 egy 2,4 g kommunikációs chip, amelyet a Nordic Company fejlesztett ki.Az alacsony energiafogyasztás, az alacsony költség és a nagy sebesség jellemzői, és jobb megoldásokat kínálhatnak az asztali számítógépes termékek és intelligens eszközök alkalmazásához.Ez a cikk bemutatja a gyártóból, a szerkezetből, az alkalmazásokból, a munkamódokból és a munka elvéből.

Az NRF24L01 egy új monolit RF adó -vevő, amelyet kifejezetten az ISM frekvenciasávra terveztek 2,4 GHz -től 2,5 GHz -ig.Több funkcionális modult, például kristály oszcillátorot, frekvenciaszintetizátort, teljesítmény -erősítőt és modulátorot integrál, és a fejlett Shockburst technológiát alkalmazza.Az SPI felületen keresztül az NRF24L01 képes kommunikálni az 5V -os mikrovezérlővel, így a kimeneti teljesítmény, a csatorna kiválasztása és a protokoll beállításai az SPI felületen keresztül konfigurálhatók.Ez azt jelenti, hogy az NRF24L01 szinte mindenféle mikrovezérlő chipshez csatlakoztatható a vezeték nélküli adatátviteli funkciók elérése érdekében.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

Az NRF24L01 -et Nordic Semiconductor gyártja.A Nordic Semiconductor, amelyet eredetileg Nordic VLSI -nek neveznek, egy Fabless félvezető társaság.A cég az ultra alacsony teljesítményű vezeték nélküli rendszerekre szakosodott a 2,4 GHz-es ISM sávhoz, az energiafogyasztás és a költségek a fő fókuszterületek.A Nordic Semiconductor végfelhasználói alkalmazásai vezeték nélküli mobiltelefon-kiegészítők, egerek és billentyűzetek, vezeték nélküli orvosi, fogyasztói elektronika, intelligens sporteszközök, távirányító, vezeték nélküli játékvezérlők, vezeték nélküli hangos audio alkalmazások (például hangon az IP-n keresztül), a biztonság és a játékok.

A NRF24L01 blokkdiagramja fent látható.A mikrovezérlő vezérlésének szempontjából csak hat vezérlési jelportra kell figyelnünk, nevezetesen a CSN, az SCK, a MISO, a MOSI, az IRQ és a CE -re.

- VoIP fejhallgatók

- Aktív RFID

- Játékvezérlők

- Vezeték nélküli PC perifériák

- Sportórák és érzékelők

- eszközkövetési rendszerek

- Egér, billentyűzetek és távirányítók

- ultra alacsony teljesítményérzékelő hálózatok

- Otthoni és kereskedelmi automatizálás

- Fejlett médiaközpont távirányítói

- RF távvezérlők a fogyasztói elektronika számára

Két NRF24L01 kommunikációnak meg kell felelnie a következő három feltételnek:

- A csatornák azonosak (állítsa be az RF_CH csatorna regisztrációját).

- A címek azonosak (beállítva a tx_addr és az rx_addr_po ugyanazt).

- Az elküldött és fogadott bájtok száma minden alkalommal megegyezik (ha a csatorna tényleges adatszélessége n -re van állítva, akkor az egyes küldött bájtok számát természetesen n -nek is kell lennie.<=32).

Az NRF24L01 vezeték nélküli kommunikációs modul különféle különféle munkamódokra állítható, beleértve a kikapcsolási módot, a készenléti módot és az adatcsomag-feldolgozási módot.Az egyes módok funkciói és művelete a következők.

Power-down módban az NRF24L01 minden funkciója ki van kapcsolva, hogy az áramfogyasztást minimálisan tartsák.Miután belépett a kikapcsoló módba, az NRF24L01 nem működik, de a regiszter tartalma változatlan marad.A kikapcsoló módot a nyilvántartásban a PWR_UP bit vezérli.

Készenléti mód I csökkenti az átlagos rendszerfogyasztási áramot, miközben biztosítja a gyors indítást.Az I készenléti módban a kristály normálisan működik.A II. Készenléti módban az órapufferek egy része működési módban van.Ha a TX FIFO regisztráció az adó oldalán üres és CE magas, akkor készenléti üzemmódba lép.Készenléti módban a regisztrációs konfigurációs szavak tartalma változatlan marad.

Az NRF24L01 csomagfeldolgozási módok a Shockburst módot és a továbbfejlesztett Shockburst módot tartalmazzák.

Shockburst módban az NRF24L01 csatlakoztatható egy alacsonyabb költségű, alacsony sebességű MCU-hoz.A nagysebességű jelfeldolgozást a ChIP belső RF protokollja kezeli, míg az adatátvitelt az SPI felületen keresztül végezzük olyan adatsebességgel, amely magának az MCU interfész sebességétől függ.A Shockburst mód csökkenti a kommunikáció átlagos áramfogyasztását azáltal, hogy lehetővé teszi az alacsony sebességű kommunikációt az MCU-val, miközben megőrzi a nagysebességű kommunikációt a vezeték nélküli szakaszban.

A továbbfejlesztett sokkoló mód a kétirányú linkprotokoll végrehajtását egyszerűbbé és hatékonyabbá teszi.Egy tipikus kétirányú linkben a feladó arra kéri a vég eszközt, hogy válaszjelet küldjön az adatok fogadása után, hogy a feladó felismerje, hogy az adatok elvesznek-e.Ha adatveszteség következik be, az elveszített adatokat egy továbbítás funkcióval visszanyerik.A továbbfejlesztett ShockBursttm mód mind a választ, mind az újraküldési funkciókat vezérli anélkül, hogy növelné az MCU munkaterhelését.

Az adatok továbbítása során először konfiguráljuk az NRF24L01 -et átviteli módba.Ezután a tx_addr fogadó csomópont címet és a tx_pld érvényes adatokat az NRF24L01 puffer területére az SPI porton keresztül sorrendben írjuk be.A TX_PLD -t folyamatosan kell írni, míg a CSN alacsony, míg a TX_ADDR -t csak egyszer kell írni az átvitel során.Ezután beállítottuk a CE -t, és legalább 10 mikrosekundumig tartjuk, majd elkezdjük az adatok továbbítását 130 mikrosekundum késleltetése után.Ha az Auto-válasz engedélyezve van, akkor az NRF24L01 az adatok továbbítása után azonnal belép a vételi módba, hogy átvegye a nyugtázási jelet (az Auto-válasz fogadó címének összhangban kell lennie a TX_ADDR fogadó csomópont címével).Ha válasz érkezik, akkor a kommunikációt sikeresnek tekintik, a TX_DS zászló magasan van beállítva, és a TX_PLD kitisztul a TX FIFO -ból.Ha nem érkezik válasz, akkor az NRF24L01 automatikusan továbbítja az adatokat (ha az automatikus újratelepítés engedélyezve van).Ha az újraküldések száma (ARC) eléri a felső határot, akkor a MAX_RT zászlót magasra állítják, és a TX FIFO -ban szereplő adatok megtartják az újraküldéshez.Ha a Max_RT vagy a TX_DS zászló magasan van beállítva, akkor az IRQ törlődik, és megszakítják az MCU értesítését.Végül, ha a sebességváltó sikeres és a CE alacsony, akkor az NRF24L01 az alapjárati üzemmódba lép.Ha nincs adat az átviteli veremben, és a CE magas, akkor az alapjáraton beutazik.

Az adatok fogadásakor először konfiguráljuk az NRF24L01 -et fogadási módba.Ezután 130 mikrosekundumot késleltet, hogy belépjen a fogadó állapotba, és várja meg az adatok érkezését.Amikor a vevő egy érvényes címet és CRC -t észlel, az adatcsomagot az RX FIFO -ban tárolja, és beállítja a megszakító zászlót, amely az RX_DR magas szintet mutat, az IRQ alacsony szintűvé teszi, megszakítást generál, és értesíti az MCU -t az adatok elolvasására.Ha az Auto-válasz funkció ebben az időben engedélyezve van, akkor a vevő egyszerre lép be az átviteli állapotba, és visszaad egy válaszjelet.Végül, ha a fogadás sikeres és a CE alacsony, akkor az NRF24L01 az 1. alapjáratba lép.

Először az A modult és a B modulot ugyanazon a csatornán kell beállítani, és ellenőrizze, hogy az A modul átviteli adathossza megegyezik -e a B modul vételi adathosszával. Ezután konfiguráljuk a BEDR_B vételi címet a B modulhoz.Ezután konfigurálja az A modul AddR_B átviteli címét is, hogy a B modul helyesen fogadja az adatokat, amikor az A modul elküldi.

Valójában a B modulra konfigurált addr_b vételi címe csak a többszörös vételi adatcsatornák egyike.A modulnak általában hat vételi csatornája van, ami azt jelenti, hogy a B modul egyszerre hat különböző modulból adhat adatokat.Természetesen a B modul csak egyszerre küldhet adatokat, mert ugyanabban a csatornán egyidejűleg adatok küldése interferenciát okozhat.

Összefoglalva: az NRF24L01 megbízható megoldás, ha olcsó Transceiver RF modult szeretne építeni a projektjéhez.Vegye fel velünk a kapcsolatot, ha további tisztázásra van szüksége az eszközön, vagy hogyan integrálhatja azt a projektbe.

A 2,4 GHz -es sávot használja, és a 250 kbps -ig tartó 2 Mbps -ig tartó adatátviteli sebességgel képes működni.Ha nyitott térben és alacsonyabb sebességgel használják, akkor a tartomány elérheti a 100 métert.

Az NRF24L01 egyetlen chip 2,4 GHz-es adó-vevő, beágyazott alapsáv protokollmotorral (továbbfejlesztett Shockburst ™), amelyet rendkívül alacsony teljesítményű vezeték nélküli alkalmazásokhoz terveztek.Az NRF24L01 -et az ISM világszerte működő frekvenciasávon történő működtetésére tervezték 2,400 - 2,4835 GHz -en.

Valójában hasonlóak, az NRF24L01+ az NRF24L01 chip frissített verziója.Az NRF24L01 csak 1Mbps és 2Mbps átviteli sebességet támogat, míg az NRF24L01+ szintén támogatja a 250 kbps átviteli sebességet.

De néha érdemes lehet csak elküldeni vagy fogadni anélkül, hogy WiFi vagy Bluetooth használatát kellene használnia, nos, akkor az NRF24L01 jó választás lenne.A többiekkel ellentétben rádióhullámot használ a modulok közötti kommunikációhoz, a házában lévő vezeték nélküli telefonokban használják ugyanazt a típusot.