Preskúmanie schopností a aplikácií komunikačného čipu NRF24L01
2024-04-25 2445

NRF24L01 je komunikačný čip 2,4G vyvinutý spoločnosťou Nordic Company.Má charakteristiky nízkej spotreby energie, nízkej ceny a vysokej rýchlosti a môže poskytnúť lepšie riešenia pre aplikáciu produktov a inteligentných zariadení pre stolné počítače.Tento článok ho predstaví od výrobcu, štruktúry, aplikácií, pracovných režimov a pracovného princípu.

NRF24L01 je nový monolitický RF transceiver špeciálne navrhnutý pre frekvenčný pás ISM od 2,4 GHz do 2,5 GHz.Integruje viac funkčných modulov, ako je oscilátor kryštálov, syntetizátor frekvencie, výkonový zosilňovač a modulátor, a prijíma pokročilú technológiu ShockBurst.Prostredníctvom rozhrania SPI môže NRF24L01 komunikovať s mikrokontrolérom 5V, takže výstupný výkon, výber kanálov a nastavenia protokolu je možné nakonfigurovať prostredníctvom rozhrania SPI.To znamená, že NRF24L01 môže byť pripojený k takmer všetkým druhom čipov mikrokontrolérov na dosiahnutie funkcií bezdrôtového prenosu údajov.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 je vyrobený spoločnosťou Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, pôvodne pomenovaný Nordic VLSI, je spoločnosť Fabless Semiconductor Company.Spoločnosť sa špecializuje na bezdrôtové bezdrôtové systémy a pripojenie zariadení s nízkym výkonom pre kapelu 2,4 GHz ISM, pričom hlavnými oblasťami zamerania sú spotreba energie a náklady.Aplikácie koncového používateľa spoločnosti Nordic Semiconductor sú bezdrôtové príslušenstvo pre mobilné telefóny, myši a klávesnice, bezdrôtová zdravotnícka, spotrebná elektronika, inteligentné športové zariadenia, diaľkové ovládacie prvky, bezdrôtové ovládače hier, bezdrôtové zvukové aplikácie hlasového zvuku (ako je Voice Over IP), bezpečnosť a ToYS.

Bloková schéma NRF24L01 je uvedená vyššie.Z hľadiska kontroly mikrokontrolérov musíme venovať pozornosť iba šiestim kontrolným signálnym portom, konkrétne CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ a CE.

- náhlavné súpravy VoIP

- aktívny RFID

- Ovládače hier

- bezdrôtové periférie PC

- Športové hodinky a senzory

- systémy sledovania aktív

- myš, klávesnice a diaľkové ovládače

- Sieť senzorových senzorov s nízkym výkonom

- domáca a komerčná automatizácia

- Diaľkové ovládacie prvky pokročilého mediálneho centra

- RF diaľkové ovládacie prvky pre spotrebnú elektroniku

Dve komunikácia NRF24L01 musí splniť tieto tri podmienky:

- Kanály sú rovnaké (nastavte kanál registra rf_ch).

- Adresy sú rovnaké (nastavte rovnaké tx_addr a rx_addr_po).

- Počet bajtov odoslaných a prijatých zakaždým je rovnaký (ak je efektívna šírka dát v kanáli nastavená na n, potom počet bajtov odoslaných zakaždým musí byť n, samozrejme, n<=32).

Bezdrôtový komunikačný modul NRF24L01 je možné nastaviť na rôzne pracovné režimy vrátane režimu zapnutia, pohotovostného režimu a režimu spracovania dátových paketov.Funkcie a operácie každého režimu sú nasledujúce.

V režime napájania je každá funkcia NRF24L01 vypnutá, aby udržala spotrebu prúdu minimálne.Po zadaní režimu zapnutia prestane fungovať NRF24L01, ale obsah registra zostáva nezmenený.Režim zapnutia je riadený bit PWR_UP v registri.

Pohotovostný režim I znižuje priemernú spotrebu systému a zároveň zabezpečuje rýchly spustenie.V pohotovostnom režime I funguje kryštál normálne.V pohotovostnom režime II sú niektoré z vyrovnávacích pamätí hodín v prevádzkovom režime.Keď je register TX FIFO na strane vysielača prázdny a CE je vysoký, vstupuje do pohotovostného režimu II.Počas pohotovostného režimu zostáva obsah konfiguračných slov registra nezmenený.

Režimy spracovania paketov NRF24L01 zahŕňajú režim ShockBurst a vylepšený režim ShockBurst.

V režime ShockBurst môže byť NRF24L01 pripojený k nízkej nízkej rýchlosti MCU.Vysokorýchlostné spracovanie signálu sa rieši interným RF protokolom ChIP, zatiaľ čo prenos údajov sa vykonáva prostredníctvom rozhrania SPI pri rýchlosti dát, ktorá závisí od rýchlosti rozhrania samotného MCU.Režim ShockBurst znižuje priemernú súčasnú spotrebu komunikácie tým, že umožňuje komunikáciu s nízkou rýchlosťou s MCU pri zachovaní vysokorýchlostnej komunikácie v bezdrôtovej sekcii.

Vylepšený režim ShockBurst uľahčuje a efektívnejšie vykonávanie protokolu obojsmerného spojenia.V typickom obojsmernom prepojení odosielateľ požaduje koncové zariadenie na odoslanie signálu odpovede po prijatí údajov, aby odosielateľ mohol zistiť, či sa údaje stratia.Ak dôjde k strate údajov, stratené údaje sa obnovujú funkciou opakovaného retransmitu.Vylepšený režim ShockBursttm riadi funkcie odpovedí aj opakovaného opakovania bez zvýšenia pracovného zaťaženia MCU.

Pri prenose údajov najprv nakonfigurujeme NRF24L01 do režimu vysielania.Ďalej zapíšeme adresu prijímajúceho uzla TX_ADDR a platné dáta TX_PLD do oblasti vyrovnávacej pamäte NRF24L01 cez port SPI postupne.TX_PLD musí byť napísaný nepretržite, zatiaľ čo CSN je nízky, zatiaľ čo TX_ADDR je potrebné písať iba raz pri vysielaní.Potom sme nastavili CE vysoko a držiavame ho vysoko pre najmenej 10 mikrosekúnd a potom začneme vysielať údaje po oneskorení 130 mikrosekúnd.Ak je povolená automatická odpoveď, NRF24L01 vstúpi do režimu prijímania okamžite po prenose údajov na prijatie signálu potvrdenia (prijímacia adresa automatického odpovede by mala byť v súlade s adresou prijímajúceho uzla TX_ADDR).Ak je odpoveď prijatá, komunikácia sa považuje za úspešnú, príznak TX_DS bude nastavený vysoko a TX_PLD sa vymaže z TX FIFO.Ak nie je prijatá žiadna odpoveď, NRF24L01 automaticky prehodnotí údaje (ak je povolený automatický opakovaný opakovaný prenos).Ak počet opakovaní (Arc) dosiahne hornú hranicu, príznak Max_RT bude nastavený vysoko a údaje v TX FIFO sa uchovávajú na prejdenie.Keď je príznak Max_RT alebo TX_DS nastavený vysoko, IRQ sa vymaže a vygeneruje sa prerušenie na oznámenie MCU.Nakoniec, ak je prenos úspešný a CE je nízky, NRF24L01 zadá nečinný režim 1. Ak sú údaje v vysielacom zásobníku a CE sú vysoké, zadajte ďalší prenos.Ak nie sú žiadne údaje v vysielacom zásobníku a CE sú vysoké, vstupuje do nečinného režimu 2.

Pri prijímaní údajov najprv nakonfigurujeme NRF24L01 do režimu prijímania.Potom oneskoruje 130 mikrosekúnd na zadanie prijímacieho stavu a čakanie na príchod údajov.Keď prijímač zistí platnú adresu a CRC, uloží dátový paket do RX FIFO a nastaví príznak prerušenia bit rx_dr vysoký, čím sa IRQ vygeneruje, vygeneruje prerušenie a upozorňuje MCU na čítanie údajov.Ak je v súčasnosti povolená funkcia automatického odpovede, prijímač vstúpi súčasne do stavu vysielania a odošle späť signál odozvy.Nakoniec, ak je príjem úspešný a CE klesne, NRF24L01 zadá nečinný režim 1.

Po prvé, modul A a modul B je potrebné nastaviť na rovnakom kanáli a uistite sa, že dĺžka prenosových údajov modulu A sa rovná dĺžke prijímacích údajov modulu B.Ďalej nakonfigurujte vysielaciu adresu modulu A, aby bola addr_b, aby modul B mohol dáta prijať správne, keď ich odosiela.

V skutočnosti je príjemca adresa ADDR_B nakonfigurovaná pre modul B iba jedným z jeho viacnásobných prijímacích dátových kanálov.Modul má zvyčajne šesť prijímajúcich kanálov, čo znamená, že modul B môže prijímať údaje zo šiestich rôznych modulov súčasne.Modul B môže samozrejme posielať údaje iba v rovnakom čase, pretože zasielanie údajov na rovnakom kanáli súčasne môže spôsobiť rušenie.

Na záver, NRF24L01 je spoľahlivé riešenie, ak chcete pre svoj projekt zostaviť nízkonákladový RF modul.Kontaktujte nás, ak potrebujete ďalšie objasnenie zariadenia alebo ako ho integrovať do vášho projektu.

Používa pásmo 2,4 GHz a môže pracovať s prenosovými sadzbami od 250 kbps do 2 Mbps.Ak sa používa v otvorenom priestore a s nižšou prenosovou rýchlosťou môže jeho rozsah dosiahnuť až 100 metrov.

NRF24L01 je jediný čip 2,4 GHz transceiver s vloženým protokolom základného pásma (Enhanced ShockBurst ™), ktorý je navrhnutý pre bezdrôtové aplikácie s nízkym výkonom.NRF24L01 je určený na prevádzku vo World Wide Frekvenčný pásik ISM pri 2,400 - 2,4835 GHz.

Sú v skutočnosti podobné, NRF24L01+ je vylepšená verzia čipu NRF24L01.NRF24L01 podporuje iba rýchlosť prenosu 1 Mbps a 2 Mbps, zatiaľ čo NRF24L01+ tiež podporuje rýchlosť prenosu 250 kb / s.

Ale niekedy by ste mohli byť len schopní odosielať alebo prijímať bez toho, aby ste museli používať WiFi alebo Bluetooth, potom by bol NRF24L01 dobrou voľbou.Na rozdiel od ostatných používa rádiovú vlnu na komunikáciu medzi modulmi, rovnaký typ sa používa v bezdrôtových telefónoch vo vašom dome.