nRF24L01点对点跳频技术应用..doc

nRF24L01点对点跳频技术应用（转载） 分类：技术应用 关键字：nRF24L01；射频；无线通信；1 nRF24L01概述 　　nRF24.L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。 　　nRF24L01主要特性如下： 　　GFSK调制： 　　硬件集成OSI链路层; 　　具有自动应答和自动再发射功能; 　　片内自动生成报头和CRC校验码; 　　数据传输率为l Mb/s或2Mb/s; 　　SPI速率为0 Mb/s～10 Mb/s; 　　125个频道： 　　与其他nRF24系列射频器件相兼容; 　　QFN20引脚4 mm×4 mm封装; 　　供电电压为1.9 V～3.6 V。 　　2 引脚功能及描述 　　nRF24L01的封装及引脚排列如图1所示。各引脚功能如下： 图 （1） CE：使能发射或接收; 　　CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01： 　　IRQ：中断标志位; 　　VDD：电源输入端; 　　VSS：电源地： 　　XC2，XC1：晶体振荡器引脚; 　　VDD_PA：为功率放大器供电，输出为1.8 V; 　　ANT1,ANT2：天线接口; 　　IREF：参考电流输入。 　　3 工作模式 　　通过配置寄存器可将nRF241L01配置为发射、接收、空闲及掉电四种工作模式，如表1所示。_UP PRIM_RX CE FIFO寄存器状态 接收模式 1 1 1 - 发射模式 1 0 1 数据在TX FIFO 寄存器中 发射模式 1 0 1→0 停留在发送模式，直至数据发送完 待机模式2 1 0 1 TX FIFO 为空 待机模式1 1 - 0 无数据传输 掉电 0 - - - 表 （1） 　主要用于降低电流损耗，在该模式下晶体振荡器仍然是工作的;则是在当FIFO为空且CE=1时; 待机模式下，配置字仍然保留。 　在掉电模式下电流损耗最小，同时nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。4 工作原理发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据;若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号地址TX_ADDR。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO;MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。 　　接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在X FIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。 　　5 配置字 　　SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10 Mb/s，传输时先传送低位字节，再传送高位字节。但针对单个字节而言，要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个，使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU。 　　nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定义，这些配置寄存器可通过SPI口访问。nRF24L01 　　的配置寄存器共有25个，常用的配置寄存器如表2所示。 _AA 设置接收通道及自动应答 02 EN_RXADDR 使能接收通道地址 03 SETUP_AW 设置地址宽度 04 SETUP_RETR 设置自动重发数据时间和次数 07 STATUS 状态寄存器，用来