Het verkennen van de mogelijkheden en toepassingen van de NRF24L01 -communicatiechip
2024-04-25 2416

NRF24L01 is een 2,4G -communicatie -chip ontwikkeld door Nordic Company.Het heeft de kenmerken van laag stroomverbruik, lage kosten en hoge snelheid en kan betere oplossingen bieden voor de toepassing van desktopcomputerproducten en slimme apparaten.Dit artikel zal het introduceren van de fabrikant, structuur, toepassingen, werkmodi en werkingsprincipe.

De NRF24L01 is een nieuwe monolithische RF -transceiver die specifiek is ontworpen voor de ISM -frequentieband van 2,4 GHz tot 2,5 GHz.Het integreert meerdere functionele modules zoals Crystal Oscillator, Frequency Synthesizer, Power Stimplifier en Modulator en neemt geavanceerde Shockburst -technologie aan.Via de SPI -interface kan de NRF24L01 communiceren met de 5V -microcontroller, zodat de uitvoervermogen, kanaalselectie en protocolinstellingen kunnen worden geconfigureerd via de SPI -interface.Dit betekent dat NRF24L01 kan worden aangesloten op bijna alle soorten microcontroller -chips om draadloze gegevensoverdrachtsfuncties te bereiken.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

De NRF24L01 wordt vervaardigd door de Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, oorspronkelijk Nordic VLSI genoemd, is een fabless halfgeleiderbedrijf.Het bedrijf is gespecialiseerd in ultra-lage stroomprestaties draadloze systemen-op-chip- en connectiviteitsapparaten voor de 2,4 GHz ISM-band, waarbij stroomverbruik en kosten de belangrijkste focusgebieden zijn.De eindgebruiker-applicaties van de Nordic Semiconductor zijn draadloze accessoires voor mobiele telefoons, muizen en toetsenborden, draadloze medische, consumentenelektronica, slimme sportapparaten, afstandsbedieningen, draadloze gamecontrollers, draadloze spraakaudiotoepassingen (zoals Voice Over IP), beveiliging en speelgoed.

Het blokdiagram van de NRF24L01 wordt hierboven weergegeven.Vanuit het perspectief van de controle van de microcontroller hoeven we alleen maar aandacht te schenken aan zes besturingssignaalpoorten, namelijk CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ en CE.

- VoIP -headsets

- Actieve RFID

- Game Controllers

- Draadloze pc -randapparatuur

- Sporthorloges en sensoren

- Asset tracing -systemen

- Muis, toetsenborden en afstandsbedieningen

- Ultra-low Power Sensor Networks

- Home en commerciële automatisering

- Advanced Media Center afstandsbedieningen

- RF afstandsbedieningen voor consumentenelektronica

Twee NRF24L01 -communicatie moet aan de volgende drie voorwaarden voldoen:

- De kanalen zijn hetzelfde (stel het kanaalregister RF_CH in).

- De adressen zijn hetzelfde (stel TX_ADDR en RX_ADDR_PO hetzelfde in).

- Het aantal verzonden en ontvangen van elke keer is hetzelfde (als de effectieve gegevensbreedte van het kanaal is ingesteld op n, dan moet het aantal bytes dat elke keer wordt verzonden ook n, natuurlijk n zijn, n<=32).

De NRF24L01 draadloze communicatiemodule kan worden ingesteld op verschillende werkmodi, waaronder power-down modus, standby-modus en datapakketverwerkingsmodus.De functies en bewerkingen van elke modus zijn als volgt.

In power-down modus wordt elke functie van de NRF24L01 uitgeschakeld om het huidige verbruik minimaal te beperken.Na het invoeren van de power-down-modus, stopt de NRF24L01 niet meer te werken, maar de inhoud van de register blijft ongewijzigd.De power-down modus wordt bestuurd door de PWR_UP-bit in het register.

Standby -modus Ik vermindert de gemiddelde systeemverbruikstroom en zorgt voor een snelle opstart.In standby -modus I werkt het kristal normaal.In Standby Mode II staan ​​sommige klokbuffers in de bedrijfsmodus.Wanneer het TX FIFO -register aan de zenderzijde leeg is en CE hoog is, komt het stand -by -modus II in.Tijdens de standby -modus blijft de inhoud van de configuratiewoorden van de register ongewijzigd.

NRF24L01 -pakketverwerkingsmodi omvatten de shockburst -modus en verbeterde shockburst -modus.

In de shockburst-modus kan de NRF24L01 worden aangesloten op een lage snelheid MCU met lage snelheid.Snelle signaalverwerking wordt afgehandeld door het interne RF-protocol van de chip, terwijl gegevensoverdracht wordt uitgevoerd via de SPI-interface met een gegevenssnelheid die afhankelijk is van de interfacesnelheid van de MCU zelf.De Shockburst-modus vermindert het gemiddelde huidige verbruik voor communicatie door lage snelheidscommunicatie met de MCU toe te staan ​​met behoud van hoge snelheidscommunicatie in het draadloze gedeelte.

De Enhanced Shockburst-modus maakt de uitvoering van het tweerichtingsverbindingsprotocol eenvoudiger en efficiënter.In een typische tweerichtingsverbinding vraagt ​​de afzender het eindapparaat om een ​​antwoordsignaal te verzenden na het ontvangen van gegevens zodat de afzender kan detecteren of gegevens verloren gaan.Als gegevensverlies optreedt, worden de verloren gegevens teruggewonnen door een Retransmit -functie.De Enhanced ShockBurstTM -modus regelt zowel het antwoord- als de hertransmitfuncties zonder de werklast van de MCU te vergroten.

Bij het verzenden van gegevens configureren we eerst de NRF24L01 in verzendmodus.Vervolgens schrijven we het ontvangende knooppuntadres TX_ADDR en geldige gegevens TX_PLD in het buffergebied van NRF24L01 via de SPI -poort in volgorde.TX_PLD moet continu worden geschreven, terwijl CSN laag is, terwijl TX_ADDR alleen eenmaal bij verzending hoeft te worden geschreven.Vervolgens hebben we CE hoog ingesteld en houden het hoog voor ten minste 10 microseconden en beginnen we met het verzenden van gegevens na een vertraging van 130 microseconden.Als Auto-Answer is ingeschakeld, voert NRF24L01 onmiddellijk na het verzenden van gegevens in de ontvangstmodus om het bevestigingssignaal te ontvangen (het Auto-Answer ontvangadres moet consistent zijn met het ontvangende knooppuntadres TX_ADDR).Als een reactie wordt ontvangen, wordt de communicatie als succesvol beschouwd, wordt de TX_DS -vlag hoog ingesteld en wordt TX_PLD gewist uit de TX FIFO.Als er geen antwoord is ontvangen, wordt de NRF24L01 automatisch de gegevens opnieuw overgemaakt (als automatische hertransmissie is ingeschakeld).Als het aantal hertransmissies (boog) de bovengrens bereikt, wordt de MAX_RT -vlag hoog ingesteld en worden de gegevens in de TX FIFO bewaard voor hertransmissie.Wanneer de vlag van Max_RT of TX_DS hoog is ingesteld, wordt de IRQ gewist en wordt een interrupt gegenereerd om de MCU op de hoogte te stellen.Ten slotte, als de transmissie succesvol is en CE laag is, voert de NRF24L01 de inactieve modus in 1. Als er gegevens in de zendstapel zijn en CE hoog is, voert u de volgende transmissie in.Als er geen gegevens in de zendstapel zijn en CE hoog is, voert deze in de inactieve modus 2 in.

Bij het ontvangen van gegevens configureren we eerst de NRF24L01 in ontvangstmodus.Vervolgens vertraagt ​​het voor 130 microseconden om de ontvangende status in te voeren en te wachten op de aankomst van gegevens.Wanneer de ontvanger een geldig adres en CRC detecteert, slaat het het gegevenspakket op in de RX FIFO en stelt de interrupt -vlag bit RX_DR High in, waardoor de IRQ laag wordt, een interrupt genereert en de MCU op de hoogte brengt om de gegevens te lezen.Als de auto-antwoordfunctie op dit moment is ingeschakeld, komt de ontvanger tegelijkertijd in de verzendstatus en stuurt een reactiesignaal terug.Ten slotte, als de ontvangst succesvol is en CE laag wordt, gaat de NRF24L01 in INLE -modus 1.

Eerst moeten module A en module B op hetzelfde kanaal worden ingesteld en ervoor zorgen dat de verzendende gegevenslengte van module A gelijk is aan de ontvangstgegevenslengte van module B. Vervolgens configureren we een ontvangstadres AdDR_B voor module B.Configureer vervolgens het zendadres van module A om ook ADDR_B te zijn, zodat module B de gegevens correct kan ontvangen wanneer module A deze verzendt.

In feite is het ontvangen adres ADDR_B dat is geconfigureerd voor module B slechts een van de meervoudige ontvangstgegevenskanalen.Een module heeft meestal zes ontvangkanalen, wat betekent dat module B gegevens van zes verschillende modules tegelijkertijd kan ontvangen.Natuurlijk kan module B alleen gegevens tegelijkertijd verzenden, omdat het verzenden van gegevens op hetzelfde kanaal tegelijkertijd interferentie kan veroorzaken.

Concluderend is de NRF24L01 een betrouwbare oplossing als u een goedkope transceiver RF-module voor uw project wilt bouwen.Neem contact met ons op als u verdere opheldering op het apparaat nodig hebt of hoe u dit in uw project kunt integreren.

Het maakt gebruik van de 2,4 GHz -band en het kan werken met baudrente van 250 kbps tot 2 Mbps.Indien gebruikt in open ruimte en met een lagere baudnelheid kan het bereik tot 100 meter bereiken.

De NRF24L01 is een enkele chip 2,4 GHz-zendontvanger met een ingebedde basisbandprotocolmotor (Enhanced ShockBurst ™), ontworpen voor ultra-lage vermogens draadloze toepassingen.De NRF24L01 is ontworpen voor werking in de wereldwijde ISM -frequentieband op 2.400 - 2.4835 GHz.

Ze zijn eigenlijk vergelijkbaar, NRF24L01+ is een verbeterde versie van NRF24L01 -chip.NRF24L01 ondersteunt alleen 1 Mbps en 2Mbps transmissiesnelheid, terwijl NRF24L01+ ook 250 kbps transmissiesnelheid ondersteunt.

Maar soms wilt u misschien gewoon kunnen kunnen verzenden of ontvangen zonder wifi of Bluetooth te gebruiken, nou, dan zou de NRF24L01 een goede keuze zijn.In tegenstelling tot de anderen gebruikt het radiogolf om tussen modules te communiceren, hetzelfde type dat wordt gebruikt in draadloze telefoons in uw huis.