NRF24L01模块说明书

NRF24L01高速嵌入式无线数传模块高速嵌入式无线数传模块高速嵌入式无线数传模块高速嵌入式无线数传模块说明书2008200820082008年12121212月20202020日一、产品特性2.4GHz2.4GHz2.4GHz2.4GHz全球开放ISM频段，最大0dBm发射功率，免许可证使用支持六路通道的数据接收低工作电压：1.91.91.91.9～3.6V3.6V3.6V3.6V低电压工作高速率：2Mbps，由于空中传输时间很短，极大的降低了无线传输中的碰撞现象（软件设置1Mbps或者2Mbps的空中传输速率）多频点：125频点，满足多点通信和跳频通信需要超小型：内置2.4GHz天线，体积小巧，15x29mm（包括天线）低功耗：当工作在应答模式通信时，快速的空中传输及启动时间，极大的降低了电流消耗。低应用成本：NRF24L01集成了所有与RF协议相关的高速信号处理部分，比如：自动重发丢失数据包和自动产生应答信号等，NRF24L01的SPI接口可以利用单片机的硬件SPI口连接或用单片机I/O口进行模拟，内部有FIFO可以与各种高低速微处理器接口，便于使用低成本单片机。便于开发：由于链路层完全集成在模块上，非常便于开发。自动重发功能，自动检测和重发丢失的数据包，重发时间及重发次数可软件控制自动存储未收到应答信号的数据包自动应答功能，在收到有效数据后，模块自动发送应答信号，无须另行编程载波检测—固定频率检测内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制数据包传输错误计数器及载波检测功能可用于跳频设置可同时设置六路接收通道地址，可有选择性的打开接收通道标准插针Dip2.54MM间距接口，便于嵌入式应用二、基本电气特性三、引脚说明说明：1)VCC脚接电压范围为1.9V~3.6V之间，不能在这个区间之外，超过3.6V将会烧毁模块。推荐电压3.3V左右。(2)除电源VCC和接地端，其余脚都可以直接和普通的5V单片机IO口直接相连，无需电平转换。当然对3V左右的单片机更加适用了。(3)硬件上面没有SPI的单片机也可以控制本模块，用普通单片机IO口模拟SPI不需要单片机真正的串口介入，只需要普通的单片机IO口就可以了，当然用串口也可以了（a:a:a:a:与与与与51515151系列单片机系列单片机系列单片机系列单片机P0P0P0P0口连接时候口连接时候口连接时候口连接时候，，，，需要加需要加需要加需要加10K10K10K10K的上的上的上的上拉电阻拉电阻拉电阻拉电阻,,,,与其余口连接不需要。与其余口连接不需要。与其余口连接不需要。与其余口连接不需要。b:b:b:b:其他系列的单片机，如果是其他系列的单片机，如果是其他系列的单片机，如果是其他系列的单片机，如果是5V5V5V5V的，请参考该系列的，请参考该系列的，请参考该系列的，请参考该系列单片机单片机单片机单片机IOIOIOIO口输出电流大小，如果超过口输出电流大小，如果超过口输出电流大小，如果超过口输出电流大小，如果超过10mA10mA10mA10mA，需要串联，需要串联，需要串联，需要串联电阻分压，否则容易烧毁模块电阻分压，否则容易烧毁模块电阻分压，否则容易烧毁模块电阻分压，否则容易烧毁模块!!!!如果是如果是如果是如果是3.3V3.3V3.3V3.3V的，可以的，可以的，可以的，可以直接和直接和直接和直接和RF24RF24RF24RF24llll01010101模块的模块的模块的模块的IOIOIOIO口线连接。比如口线连接。比如口线连接。比如口线连接。比如AVRAVRAVRAVR系列单片机系列单片机系列单片机系列单片机如果是如果是如果是如果是5V5V5V5V的，一般串接的，一般串接的，一般串接的，一般串接2K2K2K2K的电阻的电阻的电阻的电阻）(4)如果需要其他封装接口，比如密脚插针，或者其他形式的接口，可以联系我们定做。四、模块结构和引脚说明NRF24L01模块使用Nordic公司的nRF24L01芯片开发而成。五、工作方式五、工作方式五、工作方式五、工作方式NRF2401有工作模式有四种：收发模式收发模式收发模式收发模式配置模式配置模式配置模式配置模式空闲模式空闲模式空闲模式空闲模式关机模式关机模式关机模式关机模式工作模式由CE和寄存器内部PWR_UP、PRIM_RX共同控制，见下表：5.1收发模式收发模式有EnhancedShockBurstTM收发模式、ShockBurstTM收发模式和直接收发模式三种，收发模式由器件配置字决定，具体配置将在器件配置部分详细介绍。5.1.1EnhancedShockBurstTM收发模式EnhancedShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。EnhancedShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。在EnhancedShockBurstTM收发模式下，NRF24L01自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将时发送过程完成后。5.1.1.1EnhancedShockBurstTM发射流程A.把接收机的地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01；B.配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式。C.微控制器把CE置高（至少10us），激发NRF24L01进行EnhancedShockBurstTM发射；D.N24L01的EnhancedShockBurstTM发射(1)给射频前端供电；(2)射频数据打包(加字头、CRC校验码)；(3)高速发射数据包；(4)发射完成，NRF24L01进入空闲状态。4.1.1.2EnhancedShockBurstTM接收流程A.配置本机地址和要接收的数据包大小；B.配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高。C.130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；D.当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，NRF2401自动把字头、地址和CRC校验位移去；E.NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中断)通知微控制器；F.微控制器把数据从NewMsg_RF2401读出；G.所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以进入四种主要的模式之一。5.1.2ShockBurstTM收发模式ShockBurstTM收发模式可以与Nrf2401a,02,E1及E2兼容，具体表述前看本公司的N-RF2401文档。5.2空闲模式NRF24L01的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计，其最大的优点是，实现节能的同时，缩短芯片的起动时间。在空闲模式下，部分片内晶振仍在工作，此时的工作电流跟外部晶振的频率有关。5.4关机模式在关机模式下，为了得到最小的工作电流，一般此时的工作电流为900nA左右。关机模式下，配置字的内容也会被保持在NRF2401片内，这是该模式与断电状态最大的区别。六、NRF24L01NRF24L01NRF24L01NRF24L01的SPISPISPISPI配置SPI指令设置用于SPI接口的常用命令见下表。当CSN为低时，SPI接口开始等待一条指令，任何一条新指令均由CSN的由高到低的转换开始表6-1串行接口指令设置寄存器内容及说明表6-2寄存器内容及说明SPI指令格式：（命令字：由高位到低位（每字节））（数据字节：低字节到高字节，每一字节高位在前）SPI时序：图6-1,6-2和表6-3给出了SPI操作及时序。在写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式。在图6-16-2中用到了如下符号：Cn-SPI指令位Sn-状态寄存器位Dn-数据位（注：由低字节到高字节，每字节高位在前）图6-1SPI读操作图6-2SPI写操作图6-3SPI参考时序七、NRF24L01NRF24L01NRF24L01NRF24L01模块电路八、NRF24L01NRF24L01NRF24L01NRF24L01与单片机接口电路示例绝对极限参数工作电压VDD.....................-0.3Vto+3.6VVSS.....................0V输入电压Vi…………………………………………………………………………………………………………..-0.3Vto+5.25V输出电压Vo……………………………VSStoVDD总功耗PD(TA=+85℃)………………60Mw温度工作温度……………………-40℃to+85℃存储温度……………………-40℃to+125℃