Изследване на възможностите и приложенията на комуникационния чип NRF24L01
2024-04-25 2467

NRF24L01 е 2.4G комуникационен чип, разработен от Nordic Company.Той има характеристиките на ниската консумация на енергия, ниската цена и високата скорост и може да осигури по -добри решения за прилагането на настолни компютърни продукти и интелигентни устройства.Тази статия ще я въведе от производителя, структурата, приложенията, режимите на работа и принципа на работа.

NRF24L01 е нов монолитен RF приемо -предавател, специално проектиран за честотната лента на ISM от 2,4 GHz до 2,5 GHz.Той интегрира множество функционални модули като кристален осцилатор, синтезатор на честотата, усилвател на мощност и модулатор и приема усъвършенствана технология на Shockburst.Чрез SPI интерфейса NRF24L01 може да комуникира с 5V микроконтролера, така че изходната мощност, избор на канал и настройките на протокола да могат да бъдат конфигурирани чрез SPI интерфейса.Това означава, че NRF24L01 може да бъде свързан към почти всички видове микроконтролер чипове за постигане на безжични функции за предаване на данни.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 се произвежда от Nordic Semiconductor.Северният полупроводник, първоначално наречен Nordic VLSI, е компания за полупроводници.Компанията е специализирана в устройства за безжични системи на ултра ниска производителност на мощност и устройства за свързване за лентата на 2.4 GHz ISM, като консумацията на енергия и разходите са основните области на фокуса.Приложенията за крайни потребители на Nordic Semiconductor са безжични аксесоари за мобилни телефони, мишки и клавиатури, безжична медицинска, потребителска електроника, интелигентни спортни устройства, дистанционни контроли, контролери за безжични игри, безжични гласови аудио приложения (като глас над IP), сигурност и играчки.

Блок -схемата на NRF24L01 е показана по -горе.От гледна точка на контрола на микроконтролерите, трябва само да обърнем внимание на шест порта за контрол на сигнала, а именно CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ и CE.

- VoIP слушалки

- Активен RFID

- Контролери за игри

- Безжични PC периферни периферни устройства

- Спортни часовници и сензори

- Системи за проследяване на активи

- мишка, клавиатури и дистанционни

- Ултра ниски сензорни мрежи за мощност

- Домашна и търговска автоматизация

- Разширено дистанционно управление на медийния център

- RF дистанционно управление за потребителската електроника

Две комуникация NRF24L01 трябва да отговарят на следните три условия:

- каналите са същите (задайте регистъра на канала RF_CH).

- Адресите са същите (Set TX_ADDR и RX_ADDR_PO същото).

- Броят на изпратените и получени байтове всеки път е един и същ (ако ефективната ширина на данните на канала е зададена на n, тогава броят на байтовете, изпратени всеки път, също трябва да бъде n, разбира се, n<=32).

Безжичната комуникационна модул NRF24L01 може да бъде зададен на различни режими на работа, включително режим на захранване, режим на готовност и режим на обработка на пакети с данни.Функциите и операциите на всеки режим са както следва.

В режим на захранване всяка функция на NRF24L01 е изключена, за да се поддържат текущата консумация минимум.След като влезе в режима на захранване, NRF24L01 спира да работи, но съдържанието на регистъра остава непроменено.Режимът на захранване се контролира от бита PWR_UP в регистъра.

Режим на готовност Намалява средния ток на потреблението на системата, като същевременно гарантира бързо стартиране.В режим на готовност I кристалът работи нормално.В режим II в режим II, някои от буферите на часовника са в режим на работа.Когато TX FIFO регистърът от страна на предавателя е празен и CE е висок, той влиза в режим на готовност II.По време на режим на готовност съдържанието на думите за конфигуриране на регистъра остава непроменено.

Режимите на обработка на пакети NRF24L01 включват режим на шок и подобрен режим на шок.

В режим на Shockburst, NRF24L01 може да бъде свързан към MCU с ниска скорост с по-ниска цена.Високоскоростната обработка на сигнала се обработва от вътрешния RF протокол на ChIP, докато предаването на данни се извършва чрез SPI интерфейса със скорост на данни, която зависи от скоростта на интерфейса на самия MCU.Режимът на Shockburst намалява средното потребление на ток за комуникация, като позволява комуникация с ниска скорост с MCU, като същевременно поддържа високоскоростна комуникация в секцията за безжична връзка.

Подобреният режим на Shockburst прави изпълнението на двупосочния протокол за връзки по-просто и по-ефективно.В типична двупосочна връзка изпращачът изисква крайното устройство да изпрати сигнал за отговор след получаване на данни, така че подателят да може да открие дали данните са загубени.Ако се появи загуба на данни, загубените данни се възстановяват чрез функция за препредаване.Подобреният режим на ShockburstTM контролира както отговорите, така и препредаващите функции, без да увеличава натоварването на MCU.

При предаване на данни първо конфигурираме NRF24L01 в режим на предаване.След това пишем адреса на приемащия възел TX_ADDR и валидни данни TX_PLD в буферната област на NRF24L01 през SPI порта последователно.TX_PLD трябва да се пише непрекъснато, докато CSN е нисък, докато TX_ADDR трябва да бъде написан само веднъж при предаване.След това поставяме CE високо и го държим високо за поне 10 микросекунди и след това започваме да предаваме данни след забавяне от 130 микросекунди.Ако е активиран автоматичен отговор, NRF24L01 ще въведе режима на получаване веднага след предаване на данни за получаване на сигнала за потвърждение (адресът за получаване на автоматичен отговор трябва да бъде в съответствие с адреса на приемащ възел TX_ADDR).Ако се получи отговор, комуникацията се счита за успешна, флагът TX_DS ще бъде зададен високо и TX_PLD ще бъде изчистен от TX FIFO.Ако не бъде получен отговор, NRF24L01 автоматично ще пренасочи данните (ако е активирано автоматично повторно предаване).Ако броят на ретрансмисиите (ARC) достигне горната граница, флагът MAX_RT ще бъде зададен високо, а данните в TX FIFO ще бъдат запазени за повторно предаване.Когато флагът max_rt или tx_ds е зададен високо, IRQ ще бъде изчистен и ще бъде генерирано прекъсване за уведомяване на MCU.И накрая, ако предаването е успешно и CE е нисък, NRF24L01 влиза в режим на празен ход 1. Ако в стека на предаване има данни и CE е високо, въведете следващото предаване.Ако в стека на предаване няма данни и CE е висок, той влиза в режим на празен ход 2.

При получаване на данни първо конфигурираме NRF24L01 в режим на приемане.След това той забавя 130 микросекунди, за да влезе в състояние на получаване и да изчака пристигането на данни.Когато приемникът открие валиден адрес и CRC, той съхранява пакета с данни в RX FIFO и задава бита на флаг за прекъсване RX_DR, което прави IRQ ниско, генерира прекъсване и уведомява MCU да прочете данните.Ако понастоящем функцията за автоматичен отговор е активирана, приемникът ще въведе състоянието на предаване едновременно и ще изпрати обратно сигнал за отговор.И накрая, ако приемането е успешно и CE намалява, NRF24L01 влиза в режим на празен ход 1.

Първо трябва да се зададе модул А и модул Б и се уверете, че дължината на данните за предаване на модул А е равна на дължината на данните за получаване на модул B. След това конфигурираме прием на адрес addr_b за модул B.След това, конфигурирайте предавателния адрес на модул А да бъде и ADDR_B, така че модул Б да може да получава данните правилно, когато модул А го изпраща.

Всъщност адресът за получаване ADDR_B, конфигуриран за модул Б, е само един от многобройните му канали за данни за получаване.Модулът обикновено има шест канала за получаване, което означава, че модул Б може да получава данни от шест различни модула едновременно.Разбира се, модул Б може да изпраща данни само едновременно, тъй като изпращането на данни по един и същи канал в същото време може да причини смущения.

В заключение, NRF24L01 е надеждно решение, ако искате да изградите RF модул с нискотариф за вашия проект.Свържете се с нас, ако имате нужда от допълнително разяснение на устройството или как да го интегрирате във вашия проект.

Той използва диапазона 2.4 GHz и може да работи със скорост на предаване от 250 kbps до 2 Mbps.Ако се използва в открито пространство и с по -ниска скорост на предаване, обхватът му може да достигне до 100 метра.

NRF24L01 е еднократно CHIP 2.4GHz приемо-предавател с вграден двигател за протокол на базовата лента (Enhanced Shockburst ™), проектиран за безжични приложения с ултра ниска мощност.NRF24L01 е проектиран за работа в световната честотна лента на ISM на 2.400 - 2.4835GHz.

Те всъщност са подобни, NRF24L01+ е модернизирана версия на чип NRF24L01.NRF24L01 поддържа само 1Mbps и 2Mbps скорост на предаване, докато NRF24L01+ също поддържа скорост на предаване 250kbps.

Но понякога може просто да искате да можете да изпращате или получавате, без да се налага да използвате WiFi или Bluetooth, добре, тогава NRF24L01 би бил добър избор.За разлика от останалите, които използва радио вълната, за да комуникира между модулите, същия тип, използван в безжични телефони във вашата къща.