GHz射频收发芯片nRF及其应用.pptVIP

1.芯片结构 nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便。QFN24引脚封装， 外形尺寸只有5×5mm。nRF2401的功能模块如图1所示。 1.1 芯片结构 2 .引脚说明 3.?工作模式 nRF2401有工作模式有四种： 收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。 nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定，详见表2。 3.1?收发模式 nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，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。 3.1.1 ShockBurstTM收发模式 ShockBurstTM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。 这种做法的好处：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。 ShockBurstTM收发模式 3.1.1.1 ShockBurstTM发射流程 接口引脚为CE，CLK1，DATAA.?当微控制器有数据要发送时，其把CE置高，使nRF2401工作；B.?把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401；C.?微控制器把CE置低，激发nRF2401进行ShockBurstTM发射；D.?nRF2401的ShockBurstTM发射E.?给射频前端供电；F. 射频数据打包(加字头、CRC校验码)；G.?高速发射数据包；H.?发射完成，nRF2401进入空闲状态。 3.1.1.2 ShockBurstTM接收流程 接口引脚CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)A.?配置本机地址和要接收的数据包大小；B.?进入接收状态，把CE置高；C.?200us后，nRF2401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.?nRF2401通过把DR1(这个引脚一般引起微控制器中断)置高通知微控制器；F.?微控制器把数据从nRF2401移出；G.?所有数据移完，nRF2401把DR1置低，此时，如果CE为高，则等待下一个数据包，如果CE为低，开始其它工作流程。 3.1.2直接收发模式 直接发送模式　　接口引脚为CE、DATAA.?当微控制器有数据要发送时，把CE置高；B.?nRF2401射频前端被激活；C.?所有的射频协议必须在微控制器程序中进行处理 (包括字头、地址和CRC校验码) 。 直接接收模式　　接口引脚为CE、CLK1和DATAA.?一旦nRF2401被配置为直接接收模式，DATA引脚将根据天线接收到的信号开始高低变化(由于噪声的存在)；B.?CLK1引脚也开始工作；C.?一旦接收到有效的字头，CLK1引脚和DATA引脚将协调工作，把射频数据包以其被发射时的数据从DATA引脚送给微控制器；D.?这头必须是8位；E.?DR引脚没用上，所有的地址和CRC校验必须在微控制器内部进行。 在直接收发模式下，nRF2401如传统的射频收发器一样工作。 ?配置模式 在配置模式，15字节的配置字被送到nRF2401，这通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成，具体的配置方法在后面的器件配置部分。 3.3?空闲模式 nRF2401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，如外部晶振为4MHz时工作电流为12uA，外部晶振为16MHz时工作电流为32uA。在空闲模式下，配置字的内容保持在nRF2401片内。 3.4?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小于1uA。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。 4.?器件配置 nRF2401的所有配置工作都是通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成，把其配置为ShockBurstTM收发模式需要15字节的配置字，而如把其配置为直接收发模式只需要2字节的配置字。nRF2401一般工作于ShockBurstTM收发模式，这样，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，因此，下面着重介绍把nRF2401配置为ShockBurstTM收发模式的器件配置方法。 ShockBurstTM的配置字使nRF2