Explorant les capacitats i les aplicacions del xip de comunicació NRF24L01
2024-04-25 2454

NRF24L01 és un xip de comunicació de 2,4G desenvolupat per Nordic Company.Té les característiques de baix consum d’energia, baix cost i alta velocitat i pot proporcionar millors solucions per a l’aplicació de productes informàtics d’escriptori i dispositius intel·ligents.Aquest article l’introduirà del fabricant, estructura, aplicacions, modes de treball i principi de treball.

El NRF24L01 és un nou transceptor monolític de RF dissenyat específicament per a la banda de freqüència ISM de 2,4 GHz a 2,5 GHz.Integra diversos mòduls funcionals com ara oscil·lador de cristall, sintetitzador de freqüències, amplificador de potència i modulador i adopta una tecnologia avançada de xoc.A través de la interfície SPI, el NRF24L01 es pot comunicar amb el microcontrolador 5V, de manera que es pugui configurar la configuració de potència de sortida, selecció de canals i protocol a través de la interfície SPI.Això significa que NRF24L01 es pot connectar a gairebé tot tipus de xips de microcontroladors per aconseguir funcions de transmissió de dades sense fils.

- NRF24L01P-R7

- Nrf24l01p-t

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- Si4455-b1a-fm

El NRF24L01 està fabricat per un semiconductor nòrdic.Nordic Semiconductor, originalment anomenat Nordic VLSI, és una empresa de semiconductors Fabless.L’empresa està especialitzada en sistemes sense fils i dispositius de connectivitat de rendiment ultra-baix i de connectivitat per a la banda ISM de 2,4 GHz, amb el consum d’energia i el cost de les àrees d’atenció principal.Les aplicacions de l’usuari final de Nordic Semiconductor són accessoris de telefonia mòbil sense fils, ratolins i teclats, metges sense fils, electrònica de consum, dispositius esportius intel·ligents, controls remots, controladors de jocs sense fils, aplicacions d’àudio de veu sense fils (com ara IP de veu), seguretat i joguines.

El diagrama de blocs del NRF24L01 es mostra més amunt.Des de la perspectiva del control del microcontrolador, només hem de parar atenció als sis ports de senyal de control, a saber, CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ i CE.

- auriculars VoIP

- RFID actiu

- Controladors de jocs

- Perifèrics de PC sense fils

- Rellotges i sensors esportius

- Sistemes de traça d’actius

- Mouse, teclats i comandaments a distància

- Xarxes de sensors de potència ultra-baixos

- Automatització comercial i comercial

- Controls remots de centre de suports avançats

- Controls remots de RF per a l'electrònica de consum

Dues comunicacions NRF24L01 han de complir les tres condicions següents:

- Els canals són els mateixos (estableix el registre del canal RF_CH).

- Les adreces són les mateixes (SET TX_ADDR i RX_ADDR_PO els mateixos).

- El nombre de bytes enviats i rebuts cada vegada és el mateix (si l'amplada de dades efectiva del canal s'estableix a N, el nombre de bytes enviats cada vegada també ha de ser n, per descomptat, N<=32).

El mòdul de comunicació sense fils NRF24L01 es pot configurar en diferents modes de treball, inclosos el mode de baixada, el mode d'espera i el mode de processament de paquets de dades.Les funcions i les operacions de cada mode són les següents.

En el mode de baixada, cada funció del NRF24L01 està desactivada per mantenir el consum actual com a mínim.Després d’entrar al mode d’energia, el NRF24L01 deixa de funcionar, però el contingut del registre es manté inalterat.El mode Power-Down està controlat pel bit PWR_UP del registre.

El mode d'espera I Redueix el corrent mitjà del consum del sistema alhora que s'assegura una startup ràpida.En mode Standby I, el cristall funciona normalment.En el mode Standby II, alguns dels buffers de rellotge es troben en el mode de funcionament.Quan el registre TX FIFO del costat del transmissor està buit i el CE és alt, entra en mode Standby II.Durant el mode d'espera, el contingut de les paraules de configuració del registre es manté inalterat.

Els modes de processament de paquets NRF24L01 inclouen el mode Shockburst i el mode de xoc millorat.

En mode de xoc de xoc, el NRF24L01 es pot connectar a un MCU de baix cost de baix cost.El processament de senyal d’alta velocitat és gestionat pel protocol RF intern del xip, mentre que la transmissió de dades es realitza a través de la interfície SPI a una velocitat de dades que depèn de la velocitat de la interfície del propi MCU.El mode de xoc de xoc redueix el consum mitjà actual de comunicació, permetent una comunicació de baixa velocitat amb la MCU mantenint una comunicació d'alta velocitat a la secció sense fils.

El mode millorat de xoc fa que l'execució del protocol d'enllaç bidireccional sigui més senzilla i eficient.En un enllaç típic bidireccional, l’emissor sol·licita el dispositiu final per enviar un senyal de resposta després de rebre dades de manera que l’emissor pugui detectar si es perden les dades.Si es produeix la pèrdua de dades, les dades perdudes es recuperen mitjançant una funció retransmet.El mode millorat de xoc controla tant les funcions de resposta com retransmet sense augmentar la càrrega de treball de la MCU.

Quan es transmeten dades, primer configurem el NRF24L01 al mode de transmissió.A continuació, escrivim l’adreça del node receptor TX_ADDR i les dades vàlides TX_PLD a l’àrea buffer de NRF24L01 a través del port SPI en seqüència.TX_PLD s’ha d’escriure contínuament mentre CSN és baix, mentre que TX_ADDR només s’ha d’escriure una vegada quan es transmeti.A continuació, establim CE High i el mantenim alt durant almenys 10 microsegons i, a continuació, comencem a transmetre dades després d’un retard de 130 microsegons.Si està habilitat la resposta automàtica, NRF24L01 introduirà el mode de recepció immediatament després de la transmissió de dades per rebre el senyal de reconeixement (l’adreça de recepció de la resposta automàtica hauria de ser coherent amb l’adreça del node receptor TX_ADDR).Si es rep una resposta, la comunicació es considera amb èxit, la bandera TX_DS s’establirà alta i TX_PLD s’esborrarà del TX FIFO.Si no es rep cap resposta, el NRF24L01 retransendrà automàticament les dades (si la retransmissió automàtica està activada).Si el nombre de retransmissions (ARC) arriba al límit superior, el indicador MAX_RT es definirà i es conservaran les dades del TX FIFO per a la retransmissió.Quan la bandera MAX_RT o TX_DS s’estableixi, s’esborrarà l’IRQ i es generarà una interrupció per notificar la MCU.Finalment, si la transmissió té èxit i CE és baixa, el NRF24L01 entra al mode inactiu 1. Si hi ha dades a la pila de transmissió i CE és alta, introduïu la següent transmissió.Si no hi ha dades a la pila de transmissió i CE és alta, entra en mode 2.

En rebre dades, primer configurem el NRF24L01 en el mode de recepció.A continuació, retarden que 130 microsegons entrin a l'estat receptor i espereu l'arribada de les dades.Quan el receptor detecta una adreça vàlida i CRC, emmagatzema el paquet de dades al RX FIFO i estableix el bit de bandera d’interrupció RX_DR alt, fent que l’IRQ baixi, generant una interrupció i notificant la MCU per llegir les dades.Si la funció de resposta automàtica està habilitada en aquest moment, el receptor entrarà a l'estat transmissor alhora i enviarà un senyal de resposta.Finalment, si la recepció té èxit i CE baixa, el NRF24L01 entra en mode 1.

Primer, el mòdul A i el mòdul B han de configurar -se al mateix canal i assegureu -vos que la longitud de les dades de transmissió del mòdul A és igual a la longitud de dades de recepció del mòdul B. Aleshores, configurem una adreça de recepció addr_b per al mòdul B.A continuació, configureu també l’adreça de transmissió del mòdul A per ser addr_b, de manera que el mòdul B pugui rebre les dades correctament quan el mòdul A l’envia.

De fet, l’adreça de recepció ADDR_B configurada per al mòdul B és només un dels seus canals de dades de recepció múltiples.Un mòdul sol tenir sis canals de recepció, cosa que significa que el mòdul B pot rebre dades de sis mòduls diferents alhora.Per descomptat, el mòdul B només pot enviar dades alhora perquè l’enviament de dades al mateix canal alhora pot provocar interferències.

Per concloure, el NRF24L01 és una solució fiable si voleu crear un mòdul RF transceptor de baix cost per al vostre projecte.Poseu -vos en contacte amb nosaltres si necessiteu més aclariments sobre el dispositiu o com integrar -lo al vostre projecte.

Utilitza la banda de 2,4 GHz i pot funcionar amb taxes de baud des de 250 kbps fins a 2 Mbps.Si s'utilitza en un espai obert i amb una taxa de baud inferior, la seva gamma pot arribar fins a 100 metres.

El NRF24L01 és un sol transceptor de xip de 2,4 GHz amb un motor de protocol de banda base incrustat (millorat Shockburst ™), dissenyat per a aplicacions sense fils de potència ultra-baixa.El NRF24L01 està dissenyat per a la seva operació a la banda de freqüència ISM de World Wide a 2.400 - 2.4835GHz.

En realitat són similars, NRF24L01+ és una versió actualitzada del xip NRF24L01.NRF24L01 només admet 1Mbps i 2Mbps de transmissió, mentre que NRF24L01+ també admet la taxa de transmissió de 250kbps.

Però de vegades és possible que només vulgueu enviar o rebre sense haver d’utilitzar WiFi o Bluetooth, doncs el NRF24L01 seria una bona opció.A diferència dels altres que utilitza Wave de ràdio per comunicar -se entre mòduls, el mateix tipus utilitzat en telèfons sense fil de casa vostra.