Meneroka keupayaan dan aplikasi cip komunikasi NRF24L01
2024-04-25 2415

NRF24L01 adalah cip komunikasi 2.4G yang dibangunkan oleh Nordic Company.Ia mempunyai ciri -ciri penggunaan kuasa yang rendah, kos rendah dan kelajuan tinggi, dan dapat memberikan penyelesaian yang lebih baik untuk penggunaan produk komputer desktop dan peranti pintar.Artikel ini akan memperkenalkannya dari pengilang, struktur, aplikasi, mod kerja dan prinsip kerja.

NRF24L01 adalah transceiver RF monolitik baru yang direka khusus untuk band frekuensi ISM dari 2.4 GHz hingga 2.5 GHz.Ia mengintegrasikan pelbagai modul fungsional seperti pengayun kristal, synthesizer frekuensi, penguat kuasa, dan modulator, dan mengamalkan teknologi Shockburst maju.Melalui antara muka SPI, NRF24L01 boleh berkomunikasi dengan mikrokontroler 5V, supaya kuasa output, pemilihan saluran, dan tetapan protokol dapat dikonfigurasi melalui antara muka SPI.Ini bermakna bahawa NRF24L01 boleh disambungkan ke hampir semua jenis cip mikrokontroler untuk mencapai fungsi penghantaran data tanpa wayar.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 dihasilkan oleh Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, yang pada asalnya bernama Nordic VLSI, adalah syarikat semikonduktor fabless.Syarikat ini mengkhususkan diri dalam peranti Ultra-Low Power Performance Wireless-on-Chip dan peranti sambungan untuk band ISM 2.4 GHz, dengan penggunaan kuasa dan kos menjadi bidang tumpuan utama.Aplikasi pengguna akhir Nordic Semiconductor adalah aksesori telefon bimbit tanpa wayar, tikus dan papan kekunci, perubatan tanpa wayar, elektronik pengguna, peranti sukan pintar, kawalan jauh, pengawal permainan tanpa wayar, aplikasi audio suara tanpa wayar (seperti suara IP), keselamatan, dan tokoh.

Rajah blok NRF24L01 ditunjukkan di atas.Dari perspektif kawalan mikrokontroler, kita hanya perlu memberi perhatian kepada enam pelabuhan isyarat kawalan, iaitu CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ, dan CE.

- Headset VoIP

- RFID aktif

- Pengawal Permainan

- Perisak PC wayarles

- jam tangan dan sensor sukan

- Sistem pengesanan aset

- Tetikus, papan kekunci, dan jauh

- Rangkaian sensor kuasa ultra-rendah

- Automasi rumah dan komersial

- Kawalan jauh Pusat Media Lanjutan

- Kawalan jauh RF untuk elektronik pengguna

Dua komunikasi NRF24L01 perlu memenuhi tiga syarat berikut:

- Saluran adalah sama (tetapkan saluran daftar RF_CH).

- Alamat adalah sama (set tx_addr dan rx_addr_po sama).

- Bilangan bait yang dihantar dan diterima setiap kali adalah sama (jika lebar data yang berkesan saluran ditetapkan kepada n, maka bilangan bait yang dihantar setiap kali juga mesti n, tentu saja, n<=32).

Modul komunikasi wayarles NRF24L01 boleh ditetapkan kepada pelbagai mod kerja yang berbeza, termasuk mod kuasa, mod siap sedia, dan mod pemprosesan paket data.Fungsi dan operasi setiap mod adalah seperti berikut.

Dalam mod kuasa, setiap fungsi NRF24L01 dimatikan untuk memastikan penggunaan semasa sekurang-kurangnya.Selepas memasuki mod kuasa, NRF24L01 berhenti berfungsi, tetapi kandungan daftar tetap tidak berubah.Mod kuasa dikawal oleh bit PWR_UP dalam daftar.

Mod siap sedia saya mengurangkan arus penggunaan sistem purata sambil memastikan permulaan yang cepat.Dalam mod siap sedia I, kristal beroperasi secara normal.Dalam mod siap sedia II, beberapa penampan jam berada dalam mod operasi.Apabila daftar TX FIFO di sebelah pemancar kosong dan CE adalah tinggi, ia memasuki Mod Siap sedia II.Semasa mod siap sedia, kandungan perkataan konfigurasi daftar tetap tidak berubah.

Mod pemprosesan paket NRF24L01 termasuk mod Shockburst dan mod Shockburst yang dipertingkatkan.

Dalam mod Shockburst, NRF24L01 boleh disambungkan ke MCU kelajuan rendah kos yang lebih rendah.Pemprosesan isyarat berkelajuan tinggi dikendalikan oleh protokol RF dalaman cip, manakala penghantaran data dilakukan melalui antara muka SPI pada kadar data yang bergantung kepada kelajuan antara muka MCU itu sendiri.Mod Shockburst mengurangkan penggunaan semasa purata untuk komunikasi dengan membenarkan komunikasi berkelajuan rendah dengan MCU sambil mengekalkan komunikasi berkelajuan tinggi di bahagian wayarles.

Mod Shockburst yang dipertingkatkan menjadikan pelaksanaan protokol pautan dua hala lebih mudah dan lebih efisien.Dalam pautan dua hala yang biasa, penghantar meminta peranti akhir untuk menghantar isyarat jawapan selepas menerima data supaya penghantar dapat mengesan sama ada data hilang.Jika kehilangan data berlaku, data yang hilang dipulihkan oleh fungsi pengiraan semula.Mod ShockburstTM yang dipertingkatkan mengawal fungsi jawapan dan penghantaran semula tanpa meningkatkan beban kerja MCU.

Apabila menghantar data, kami mula mengkonfigurasi NRF24L01 ke dalam mod penghantaran.Seterusnya, kami menulis alamat nod penerimaan TX_ADDR dan data yang sah TX_PLD ke kawasan penampan NRF24L01 melalui port SPI dalam urutan.TX_PLD mesti ditulis secara berterusan manakala CSN adalah rendah, manakala TX_ADDR hanya perlu ditulis sekali apabila menghantar.Kemudian, kami menetapkan CE tinggi dan memegangnya tinggi sekurang -kurangnya 10 mikroseconds, dan kemudian mula menghantar data selepas kelewatan 130 mikroseconds.Jika Auto-Oswer diaktifkan, NRF24L01 akan memasuki mod penerimaan sebaik sahaja selepas menghantar data untuk menerima isyarat pengakuan (alamat penerima Auto-Antual harus konsisten dengan alamat nod penerimaan TX_ADDR).Sekiranya respons diterima, komunikasi dianggap berjaya, bendera TX_DS akan ditetapkan tinggi, dan TX_PLD akan dibersihkan dari TX FIFO.Jika tiada balasan diterima, NRF24L01 akan secara automatik menghantar semula data (jika penghantaran semula automatik diaktifkan).Jika bilangan penghantaran semula (ARC) mencapai had atas, bendera max_rt akan ditetapkan tinggi, dan data dalam TX FIFO akan dikekalkan untuk penghantaran semula.Apabila bendera max_rt atau tx_ds ditetapkan tinggi, IRQ akan dibersihkan dan gangguan akan dijana untuk memberitahu MCU.Akhirnya, jika penghantaran berjaya dan CE adalah rendah, NRF24L01 memasuki mod terbiar 1. Jika terdapat data dalam timbunan penghantaran dan CE adalah tinggi, masukkan penghantaran seterusnya.Sekiranya tiada data dalam timbunan penghantaran dan CE adalah tinggi, ia memasuki mod idle 2.

Apabila menerima data, kami mula -mula mengkonfigurasi NRF24L01 ke dalam mod penerimaan.Kemudian ia menangguhkan 130 mikrosecond untuk memasuki keadaan penerima dan menunggu kedatangan data.Apabila penerima mengesan alamat yang sah dan CRC, ia menyimpan paket data dalam RX FIFO dan menetapkan bendera bendera Bit RX_DR yang tinggi, menjadikan IRQ rendah, menghasilkan gangguan, dan memberitahu MCU untuk membaca data.Jika fungsi Auto-aver diaktifkan pada masa ini, penerima akan memasuki keadaan penghantaran pada masa yang sama dan menghantar kembali isyarat tindak balas.Akhirnya, jika penerimaan berjaya dan CE menjadi rendah, NRF24L01 memasuki mod idle 1.

Pertama, Modul A dan Modul B perlu ditetapkan pada saluran yang sama, dan pastikan bahawa Panjang Data Modul A adalah sama dengan Panjang Data Modul B. Kemudian, kami mengkonfigurasi alamat yang diterima addr_b untuk modul B.Seterusnya, konfigurasikan alamat penghantaran modul A untuk menjadi addr_b juga, supaya modul B dapat menerima data dengan betul apabila modul A menghantarnya.

Malah, alamat yang diterima addr_b yang dikonfigurasi untuk modul B hanya satu daripada pelbagai saluran data yang diterima.Modul biasanya mempunyai enam saluran menerima, yang bermaksud bahawa modul B dapat menerima data dari enam modul yang berbeza pada masa yang sama.Sudah tentu, Modul B hanya boleh menghantar data pada masa yang sama kerana menghantar data pada saluran yang sama pada masa yang sama boleh menyebabkan gangguan.

Untuk membuat kesimpulan, NRF24L01 adalah penyelesaian yang boleh dipercayai jika anda ingin membina modul RF transceiver kos rendah untuk projek anda.Hubungi kami jika anda memerlukan penjelasan lanjut mengenai peranti atau bagaimana untuk mengintegrasikannya ke dalam projek anda.

Ia menggunakan band 2.4 GHz dan ia boleh beroperasi dengan kadar baud dari 250 kbps sehingga 2 Mbps.Jika digunakan di ruang terbuka dan dengan kadar baud yang lebih rendah, julatnya dapat mencapai sehingga 100 meter.

NRF24L01 adalah transceiver 2.4GHz cip tunggal dengan enjin protokol baseband terbenam (Enhanced Shockburst ™), yang direka untuk aplikasi tanpa wayar kuasa ultra-rendah.NRF24L01 direka untuk operasi di band frekuensi ISM di seluruh dunia pada 2.400 - 2.4835GHz.

Mereka sebenarnya sama, NRF24L01+ adalah versi dinaik taraf cip NRF24L01.NRF24L01 hanya menyokong kadar penghantaran 1Mbps dan 2Mbps, manakala NRF24L01+ juga menyokong kadar penghantaran 250kbps.

Tetapi kadang -kadang anda mungkin hanya mahu menghantar atau menerima tanpa perlu menggunakan WiFi atau Bluetooth, maka NRF24L01 akan menjadi pilihan yang baik.Tidak seperti yang lain ia menggunakan gelombang radio untuk berkomunikasi antara modul, jenis yang sama digunakan dalam telefon tanpa wayar di rumah anda.