Дослідження можливостей та застосувань NRF24L01 Communication Chip
2024-04-25 2461

NRF24L01 - це 2,4G Communication Chip, розроблений Nordic Company.Він має характеристики низького споживання електроенергії, низької вартості та високої швидкості та може забезпечити кращі рішення для застосування настільних комп'ютерних продуктів та розумних пристроїв.Ця стаття представить його з виробника, структури, додатків, режимів роботи та принципу роботи.

NRF24L01 - це новий монолітний RF -приймач, спеціально розроблений для діапазону частот ISM від 2,4 ГГц до 2,5 ГГц.Він інтегрує декілька функціональних модулів, таких як кристалічний генератор, синтезатор частоти, підсилювач потужності та модулятор, і приймає вдосконалену технологію Shockburst.Через інтерфейс SPI, NRF24L01 може спілкуватися з 5В мікроконтролером, щоб вихідна потужність, вибір каналу та параметри протоколу могли бути налаштовані через інтерфейс SPI.Це означає, що NRF24L01 може бути підключений майже до всіх видів мікросхем мікроконтролерів для досягнення функцій передачі бездротового зв'язку.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 виготовляється Nordic Semiconductor.Північний напівпровідник, спочатку названий Nordic VLSI, є напівпровідниковою компанією Fabless.Компанія спеціалізується на надвигнитому системах бездротових систем на мікросхемі та пристрої підключення для діапазону ISM 2,4 ГГц, при цьому споживання електроенергії та вартість є основними напрямками фокусування.Програми кінцевих споживачів Nordic Semiconductor-це бездротові аксесуари для мобільних телефонів, миші та клавіатури, бездротовий медичний, побутовий електроніка, розумні спортивні пристрої, віддалені елементи керування, бездротові контролери ігор, бездротові програми голосового аудіо (наприклад, Voice Over IP), безпека та іграшки.

Блок -схема NRF24L01 показана вище.З точки зору контролю мікроконтролерів, нам потрібно лише звернути увагу на шість портів контрольних сигналів, а саме CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ та CE.

- GoIP -гарнітури

- Активний RFID

- Ігрові контролери

- бездротові периферійні пристрої ПК

- Спортивні годинники та датчики

- Системи відстеження активів

- миша, клавіатури та пульти

- Ультра-низькі сенсорні мережі

- Домашня та комерційна автоматизація

- Дистанційні управління вдосконаленим центром медіа -центру

- РФ дистанційного керування для побутової електроніки

Дві комунікації NRF24L01 повинні відповідати наступним трьома умовам:

- канали однакові (встановіть регістр каналу RF_CH).

- Адреси однакові (встановити tx_addr та rx_addr_po однакові).

.<=32).

Модуль бездротового зв'язку NRF24L01 може бути встановлений у різноманітних режимах роботи, включаючи режим вниз, режим очікування та режим обробки пакетів даних.Функції та операції кожного режиму такі.

У режимі пухлинного режиму кожна функція NRF24L01 вимикається, щоб мінімум споживання струму.Після введення режиму живлення, NRF24L01 перестає працювати, але вміст реєстру залишається незмінним.Режим живлення вниз керує бітом PWR_UP в реєстрі.

Режим очікування I зменшує середній струм споживання системи, забезпечуючи швидкий запуск.У режимі очікування I кристал працює нормально.У режимі очікування II деякі буфери годинника знаходяться в режимі роботи.Коли реєстр TX FIFO на стороні передавача порожній, а CE високий, він входить у режим очікування II.Під час режиму очікування вміст слів конфігурації реєстру залишається незмінним.

Режими обробки пакетів NRF24L01 включають режим Shockburst та вдосконалений режим Shockburst.

У режимі Shockburst NRF24L01 можна підключити до низької вартості MCU з низькою швидкістю.Обробка високошвидкісних сигналів обробляється внутрішнім протоколом RF CHIP, тоді як передача даних виконується через інтерфейс SPI зі швидкістю передачі даних, що залежить від швидкості інтерфейсу самого MCU.Режим Shockburst зменшує середнє споживання струму для зв'язку, дозволяючи низькошвидкісну комунікацію з MCU, зберігаючи високошвидкісну комунікацію в бездротовій секції.

Вдосконалений режим Shockburst робить виконання протоколу двостороннього зв’язку протоколом простішим та ефективнішим.У типовому двосторонньому посиланні відправник просить кінцевий пристрій надіслати сигнал відповіді після отримання даних, щоб відправник міг виявити, чи втрачаються дані.Якщо відбудеться втрата даних, втрачені дані відновлюються функцією повторного повідомлення.Удосконалений режим ShockBursttm контролює функції відповіді, і повторного повідомлення, не збільшуючи навантаження MCU.

Під час передачі даних ми спочатку налаштовуємо NRF24L01 в режим передачі.Далі ми записуємо адресу прийому вузла TX_ADDR та дійсні дані TX_PLD в область буфера NRF24L01 через порт SPI послідовно.TX_PLD повинен бути записаний постійно, тоді як CSN низький, тоді як TX_ADDR потрібно записувати лише один раз при передачі.Потім ми встановлюємо CE високий і тримаємо його високо для щонайменше 10 мікросекунд, а потім починаємо передавати дані після затримки 130 мікросекунд.Якщо ввімкнено Auto-Ancwer, NRF24L01 введе режим прийому одразу після передачі даних для отримання сигналу підтвердження (адреса отримання автоматичного відповіді повинна відповідати адресовій адресі вузла TX_ADDR).Якщо відповідь отримана, спілкування вважається успішним, прапор TX_DS буде встановлений високим, а TX_PLD буде очищений від TX FIFO.Якщо відповіді не отримано, NRF24L01 автоматично повторно повторно повторно повторно перекладає дані (якщо ввімкнено автоматичну повторну передачу).Якщо кількість повторних повідомлень (ARC) досягне верхньої межі, прапор MAX_RT буде встановлено високим, а дані в TX FIFO будуть збережені для повторної передачі.Коли прапор MAX_RT або TX_DS встановлений високим, IRQ буде очищено і буде створено переривання для сповіщення MCU.Нарешті, якщо передача є успішною, а CE низька, NRF24L01 входить у режим очікування 1. Якщо в стеку передачі є дані, а CE висока, введіть наступну передачу.Якщо в стеку передачі немає даних, а CE високий, він входить у режим простою 2.

Отримавши дані, ми спочатку налаштовуємо NRF24L01 в режим прийому.Потім він затримується на 130 мікросекунд, щоб увійти в стан прийому і чекати приходу даних.Коли приймач виявляє дійсну адресу та CRC, він зберігає пакет даних у RX FIFO і встановлює біт прапор переривання rx_dr High, що робить IRQ низьким, генеруючи переривання та повідомляючи MCU прочитати дані.Якщо функція автоматичного відповіді в цей час увімкнена, приймач одночасно введе стан передачі та надішле назад сигнал відповіді.Нарешті, якщо прийом буде успішним, а CE знизиться, NRF24L01 входить у режим 1.

По -перше, модуль A та модуль B потрібно встановити на одному каналі, і переконайтесь, що довжина даних передачі модуля A дорівнює довжині даних про отримання модуля B. Тоді ми налаштовуємо адресу ADDR_B для модуля B.Далі налаштуйте адресу передачі модуля A ADDR_B, щоб модуль B міг правильно отримувати дані, коли модуль A надсилає їх.

Насправді, адреса ADDR_B, налаштована для модуля B, є лише одним із його декількох каналів отримання даних.Модуль зазвичай має шість каналів прийому, а це означає, що модуль B може отримувати дані з шести різних модулів одночасно.Звичайно, модуль B може одночасно надсилати дані, оскільки надсилання даних на одному каналі одночасно може спричинити перешкоди.

На закінчення, NRF24L01 є надійним рішенням, якщо ви хочете створити для свого проекту модуль з низьким вмістом приймача.Зверніться до нас, якщо вам потрібні подальші уточнення пристрою або як його інтегрувати у свій проект.

Він використовує діапазон 2,4 ГГц, і він може працювати зі швидкістю передачі передачі від 250 кбіт / с до 2 Мбіт / с.Якщо використовуватись у відкритому просторі та з нижчою швидкістю передачі, його діапазон може досягати до 100 метрів.

NRF24L01-це один мікросхема, який має трансцикатор 2,4 ГГц з вбудованим двигуном протоколу базової смуги (Enhanced Shockburst ™), призначеним для надвисоких бездротових додатків.NRF24L01 призначений для роботи у всесвітній діапазоні частот ISM при 2,400 - 2,4835 ГГц.

Вони насправді схожі, NRF24L01+ - це модернізована версія мікросхеми NRF24L01.NRF24L01 підтримує лише швидкість передачі 1 Мбіт / с та 2 Мбіт / с, тоді як NRF24L01+ також підтримує швидкість передачі 250 кбіт / с.

Але іноді ви просто хочете мати можливість відправляти чи отримувати, не використовуючи Wi -Fi або Bluetooth, ну, тоді NRF24L01 буде хорошим вибором.На відміну від інших, вона використовує радіохвилю для спілкування між модулями, той самий тип, що використовується в бездротових телефонах у вашому будинку.