1、什么是nRF24L01

nRF24L01是由NORDIC生產的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。有著極低的電流消耗。

nRF24L01與5V單片機的連接通過SPI接口進行通訊，輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設置可以通過SPI 接口進行設置，幾乎可以連接到各種單片機芯片，并完成無線數據傳送工作。

2、接口電路

引腳說明

通過以下六個引腳，便可實現(xiàn)模塊的所有功能：
（1）MOSI：主器件數據輸出，從器件數據輸入
（2）MISO：主器件數據輸入，從器件數據輸出
（3）SCLK：時鐘信號，由主器件產生
（4） CSN ：從器件使能信號（片選線）
（5）CE：芯片使能，使能器件的發(fā)送模式或者接收模式。高電平有效，在發(fā)送和接收過程中都要將這個引腳拉高，
（6）IRQ：中斷信號線，中斷輸出。低電平有效，中斷時變?yōu)榈碗娖?，在以下三種情況變低：Tx FIFO 發(fā)完并且收到ACK（使能ACK情況下）、Rx FIFO收到數據、達到最大重發(fā)次數。
（7）VCC：電壓范圍1.9V~3.6V，超過3.6V將會燒毀模塊。一般電壓3.3V左右。除電源VCC和接地端，其余腳都可以直接和普通的5V單片機IO口直接相連，無需電平轉換。

通過 SPI 接口，可激活在數據寄存器 FIFO 中的數據，或者通過 SPI 命令訪問寄存器。
在待機或掉電模式下，單片機通過 SPI 接口配置模塊；
在發(fā)射或接收模式下，單片機通過 SPI 接口接收或發(fā)射數據。

3、工作模式：

工作模式由 CE 和 PWR_UP （CONFIG寄存器第1位）、 PRIM_RX（CONFIG寄存器第0位） 兩寄存器共同操縱：

也可以理解為NRF2401有工作模式有四種：
收發(fā)模式，配置模式，空閑模式，關機模式

收發(fā)模式（三種）
Enhanced ShockBurstTM收發(fā)模式
ShockBurstTM收發(fā)模式
直接收發(fā)模式
（只有Enhanced ShockBurstTM收發(fā)模式支持自動ACK和自動重發(fā)）

Enhanced ShockBurstTM收發(fā)模式（常用）
NRF24L01自動處理字頭和CRC校驗碼。在接收數據時，自動把字頭和CRC校驗碼移去。在發(fā)送數據時，自動加上字頭和CRC校驗碼。
ShockBurstTM收發(fā)模式
發(fā)送方要求終端設備在接收到數據后有應答信號，以便發(fā)送方檢測有無數據丟失，一旦丟失則重發(fā)數據。
直接收發(fā)模式
和傳統(tǒng)的射頻器件一樣。數據必須是在傳輸頻率為1Mbps、250kbps 或者低頻狀態(tài)進行設定，以保證接收機能探測到信號。

在接收模式下，最多可以接收6路不同的數據。每一個數據通道使用不同的地址，但是共用相同的頻道。也就是說6 個不同的NRF24L01設置為發(fā)送模式后可以與同一個設置為接收模式的NRF24L01 進行通訊，而設置為接收模式的NRF24L01可以對這6個發(fā)射端進行識別。

數據通道0是唯一的一個可以配置為40位自身地址的數據通道；而數據通道1~5 都為8位自身地址和32位公用地址(由通道1設置)。所有的數據通道都可以設置為Enhanced ShockBurst 模式。

在接收端，確認收到數據后記錄地址，并以此地址為目標地址發(fā)送應答信號。在發(fā)送端，通道0被用作接收應答信號，因此通道0的接收地址要與發(fā)送地址端地址相等，以確保接收到正確的應答信號。

配置模式 15 字節(jié)的配置字會在配置模式時下載到nRF2401 中，CE為0才能配置。
空閑模式（睡眠/待機模式）：用來減小平均電流的損耗，在該模式下，晶體振蕩器處于部分工作狀態(tài)，電流損耗由晶體振蕩器頻率決定。在待機模式期間，寄存器配置字內容保持不變。
掉電模式：nRF20L01 各功能關閉，保持電流消耗最小。該模式下，nRF24L01 停止工作，當設備達不到最小的電流損耗或最大電量枯竭時，設備就會進入掉電模式。

4、發(fā)送

Enhanced ShockBurstTM發(fā)送流程
1．把地址和要發(fā)送的數據按時序送入NRF24L01；
2．配置CONFIG寄存器,使之進入發(fā)送模式；
3．微控制器把CE置高（至少10us)，激發(fā)Enhanced ShockBurstTM發(fā)射;
4. 發(fā)射完成，NRF24L01進入空閑狀態(tài)。

初始化NRF24L01到TX模式
1） CE置低
2） 寫Tx節(jié)點的地址
3） 寫Rx節(jié)點的地址，使能自動應答
4） 使能通道x的自動應答
5） 使能通道x的接收地址
6） 設置自動重發(fā)間隔時間和最大自動重發(fā)次數
7） 設置RF通道
8） 配置TX發(fā)射參數（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率)
9） 配置基本工作模式的參數
10）CE拉高，進入發(fā)送模式，注意CE要拉高一段時間才進入發(fā)送模式

/**
  * @brief  配置發(fā)送模式
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void NRF_TX_Mode(void)
{  
	NRF_CE_LOW();		

   SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);    //寫TX節(jié)點地址 

   SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); //設置RX節(jié)點地址,主要為了使能ACK   

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);     //使能通道0的自動應答    

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); //使能通道0的接收地址  

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a);//設置自動重發(fā)間隔時間:500us + 86us;最大自動重發(fā)次數:10次

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANAL);       //設置RF通道為CHANAL

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x07);  //設置TX發(fā)射參數,0db增益,2Mbps,低噪聲增益開啟   
	
   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e);    //配置基本工作模式的參數;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,發(fā)射模式,開啟所有中斷

/*CE拉高，進入發(fā)送模式*/	
  NRF_CE_HIGH();
    Delay(0xffff); //CE要拉高一段時間才進入發(fā)送模式
}

5、接收

Enhanced ShockBurstTM接收流程
1．配置接收地址和要接收的數據包大小;
2．配置CONFIG寄存器，使之進入接收模式，把CE置高；
3. 130us后,NRF24LO1進入監(jiān)視狀態(tài)，等待數據包的到來；
4．當接收到正確的數據包(正確的地址和CRC校驗碼)，NRF2401自動把字頭、地址和CRC校驗位移去；
5.NRF24LO1通過把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中斷)通知微控制器；
6．微控制器把數據從FIFO讀出(0X61指令)；
7．所有數據讀取完畢后，可以清除STATUS寄存器。進入四種主要的模式之—。

初始化NRF24L01到RX模式
1） CE置低
2）寫RX節(jié)點地址
3）使能通道x的自動應答
4）使能通道0的接收地址
5）設置RF通信頻率
6）選擇通道x的有效數據寬度
7）設置TX發(fā)射參數
8）配置基本工作模式的參數
9）CE拉高，進入接收模式

/**
  * @brief  配置并進入接收模式
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void NRF_RX_Mode(void)

{
	NRF_CE_LOW();	

   SPI_NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH);//寫RX節(jié)點地址

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01);    //使能通道0的自動應答    

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01);//使能通道0的接收地址    

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANAL);      //設置RF通信頻率    

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH);//選擇通道0的有效數據寬度      

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x07); //設置TX發(fā)射參數,0db增益,2Mbps,低噪聲增益開啟   

   SPI_NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+CONFIG, 0x0f);  //配置基本工作模式的參數;PWR_UP,EN_CRC,16BIT_CRC,接收模式 

/*CE拉高，進入接收模式*/	
  NRF_CE_HIGH();

}

此外，還應有系統(tǒng)的初始化，主要有GPIO初始化，SPI初始化，NRF24L01中斷初始化。
在GPIO初始化中，需要注意各引腳的工作模式：
SPI時鐘，設置為復用推挽輸出
SPI輸出引腳（SOMI），設置為復用推挽輸出
SPI輸入引腳（SOMO），設置為懸浮輸入
CS、CE引腳，使用軟件控制，所以直接設置成推挽輸出

SPI指令
所有的 SPI 指令均在當 CSN 由低到高開始跳變時執(zhí)行；從 MOSI 寫命令的同時， MISO實時返回 24L01 的狀態(tài)值； SPI 指令由命令字節(jié)和數據字節(jié)兩部分組成。

寄存器內容及說明
在寫寄存器之前，一定要進入待機模式或掉電模式。



文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-789812.html

到了這里，關于無線收發(fā)模塊——NRF24L01的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！