NRF24L01 kommunikatsiooni kiibi võimaluste ja rakenduste uurimine
2024-04-25 2442

NRF24L01 on 2,4G kommunikatsioonikiip, mille on välja töötanud Nordic Company.Sellel on madala energiatarbimise, madalate kulude ja suure kiiruse omadused ning see võib pakkuda paremaid lahendusi töölaua arvutitoodete ja nutikate seadmete kasutamiseks.See artikkel tutvustab seda tootjalt, struktuurilt, rakendusi, töörežiime ja tööpõhimõtteid.

NRF24L01 on uus monoliitse RF -transiiver, mis on spetsiaalselt loodud ISM -i sagedusriba jaoks vahemikus 2,4 GHz kuni 2,5 GHz.See integreerib mitmed funktsionaalsed moodulid, näiteks kristallostsillaator, sagedussüntesaator, toitevõimendi ja modulaator, ning võtab kasutusele Advanced Shockbursti tehnoloogia.SPI -liidese kaudu saab NRF24L01 suhelda 5V mikrokontrolleriga, nii et väljundvõimsuse, kanali valimise ja protokolli sätteid saab konfigureerida SPI -liidese kaudu.See tähendab, et NRF24L01 saab ühendada peaaegu igasuguste mikrokontrolleri kiipidega, et saavutada traadita andmeedastuse funktsioone.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 toodetakse Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, algselt nimega Nordic VLSI, on fabless pooljuhtide ettevõte.Ettevõte on spetsialiseerunud ultra-madala võimsusega traadita süsteemide kiibis ja ühenduvusseadmetele 2,4 GHz ISM-i riba jaoks, põhitootmise valdkonnad on energiatarve ja kulud.Nordic Semiconductori lõppkasutajarakendused on traadita mobiiltelefonide lisaseadmed, hiired ja klaviatuurid, traadita meditsiin, tarbeelektroonika, nutikate spordiseadmed, kaugjuhtimispuldid, traadita mängukontrollerid, traadita häälhelirakendused (näiteks hääl IP), turvalisus ja mänguasjad.

NRF24L01 plokkskeem on näidatud ülal.Mikrokontrolleri juhtimise vaatenurgast peame pöörama tähelepanu ainult kuuele juhtsignaali pordile, nimelt CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ ja CE.

- VoIP peakomplektid

- aktiivne RFID

- mängukontrollerid

- traadita PC välisseadmed

- Spordi käekellad ja andurid

- varade jälgimissüsteemid

- hiir, klaviatuurid ja kaugjuhtimine

- ülimadala energiaanduri võrgud

- kodu- ja kommertiautomaatika

- Täiustatud meediakeskuse kaugjuhtimispuldid

- RF -kaugjuhtimispuldid tarbeelektroonika jaoks

Kaks NRF24L01 suhtlust peab vastama järgmisele kolmele tingimusele:

- Kanalid on samad (määrake kanaliregistri RF_CH).

- aadressid on samad (määrake tx_addr ja rx_addr_po sama).

- Iga kord saadetud ja vastuvõetud baitide arv on sama (kui kanali efektiivne andmete laius on seatud n -le, siis peab iga kord saadetud baitide arv olema ka n, muidugi n, muidugi n<=32).

NRF24L01 juhtmevaba kommunikatsioonimooduli saab seada paljudele erinevatele töörežiimidele, sealhulgas toiterežiim, ooterežiim ja andmepaketi töötlemise režiim.Iga režiimi funktsioonid ja toimingud on järgmised.

Lülitusrežiimis lülitatakse NRF24L01 iga funktsioon välja, et hoida praegust tarbimist minimaalselt.Pärast sisselülitamisrežiimi sisenemist lakkab NRF24L01 töötamist, kuid registri sisu jääb muutumatuks.Lülitusrežiimi kontrollib registris olev bit PWR_UP.

Ooterežiim vähendab süsteemi keskmist tarbimisvoolu, tagades samal ajal kiire käivituse.Ooterežiimis I töötab kristall normaalselt.II ooterežiimis on mõned kellapuhvrid töörežiimis.Kui TX FIFO register saatja poolel on tühi ja CE on kõrge, siseneb see ooterežiimi II.Ooterežiimi ajal jäävad registri konfiguratsioonisõnade sisu muutumatuks.

NRF24L01 pakettide töötlemise režiimid hõlmavad Shockbursti režiimi ja täiustatud Shockbursti režiimi.

Shockbursti režiimis saab NRF24L01 ühendada madalama hinnaga madala kiirusega MCU-ga.Kiire signaali töötlemist käsitletakse kiibi sisemise RF-protokolliga, samal ajal kui andmeedastus toimub SPI-liidese kaudu andmeedastuskiirusel, mis sõltub MCU enda liidese kiirusest.Shockbursti režiim vähendab suhtlemise keskmist praegust tarbimist, võimaldades madala kiirusega suhtlemist MCU-ga, säilitades samal ajal kiire suhtluse traadita sektsioonis.

Täiustatud Shockbursti režiim muudab kahesuunalise lingiprotokolli täitmise lihtsamaks ja tõhusamaks.Tüüpilises kahesuunalises lingis taotleb saatja lõppseadet pärast andmete saamist vastusesignaali saatmiseks, et saatja saaks tuvastada, kas andmed on kadunud.Andmete kadumise korral taastatakse kaotatud andmed uuesti edastamise funktsiooni abil.Täiustatud ShockburstTM -režiim kontrollib nii vastuse kui ka uuesti edastamise funktsioone, suurendamata MCU töökoormust.

Andmete edastamisel konfigureerime esmalt NRF24L01 edastusrežiimi.Järgmisena kirjutame vastuvõtva sõlme aadressi tx_addr ja kehtivad andmed TX_PLD NRF24L01 puhverpiirkonda SPI -pordi kaudu järjestuses.TX_PLD tuleb pidevalt kirjutada, samal ajal kui CSN on madal, samas kui TX_ADDR tuleb kirjutada ainult üks kord edastamisel.Seejärel seadsime CE kõrgele ja hoiame seda kõrgel vähemalt 10 mikrosekundi jooksul ning hakkame andmeid edastama pärast 130 mikrosekundi viivitust.Kui automaatsed vastused on lubatud, siseneb NRF24L01 vastuvõturežiimi kohe pärast andmete edastamist kinnitussignaali vastuvõtmiseks (automaatse vastuse vastuvõtu aadress peaks olema kooskõlas vastuvõtva sõlme aadressiga tx_addr).Kui vastus on laekunud, peetakse suhtlust edukaks, TX_DS lipp seatakse kõrgele ja TX_PLD kustutatakse TX FIFO -st.Kui vastust ei laeku, taaskäivitab NRF24L01 andmeid automaatselt (kui automaatne uuesti edastamine on lubatud).Kui ümberkandevahendite arv (ARC) jõuab ülemise piirini, seatakse lipp max_rt kõrgele ja TX FIFO andmed säilitatakse uuesti edastamiseks.Kui lipp max_rt või tx_ds on kõrgeks seatud, kustutatakse IRQ ja MCU teavitamiseks genereeritakse katkestus.Lõpuks, kui ülekanne on edukas ja CE on madal, siseneb NRF24L01 tühikäigurežiimi 1. Kui edastuspakis on andmeid ja CE on kõrge, sisestage järgmine ülekanne.Kui edastuskorras ja CE -s pole andmeid, siseneb see tühikäigul 2.

Andmete vastuvõtmisel konfigureerime kõigepealt NRF24L01 vastuvõturežiimi.Seejärel lükkab vastuvõtva olekusse sisenemise ja andmete saabumise ootamine edasi 130 mikrosekundit.Kui vastuvõtja tuvastab kehtiva aadressi ja CRC, salvestab see andmepaketi RX FIFO -sse ja seab katkestuslipu bitti RX_DR kõrge, muutes IRQ madalaks, tekitades katkestuse ja teatades MCU -le andmete lugemist.Kui automaatsete vastuste funktsioon on sel ajal lubatud, siseneb vastuvõtja saatja olekusse samal ajal ja saadab vastusesignaali tagasi.Lõpuks, kui vastuvõtt õnnestub ja CE läheb madalale, siseneb NRF24L01 tühikäigul 1.

Esiteks tuleb moodul A ja moodul B seada samale kanalile ja veenduge, et mooduli A edastusandmete pikkus oleks võrdne mooduli B vastuvõtmisandmete pikkusega. Seejärel konfigureerime mooduli B.Järgmisena konfigureerige mooduli A edastus aadress ka addr_b, nii et moodul B saaksid andmed õigesti vastu võtta, kui moodul A selle saadab.

Tegelikult on mooduli B jaoks konfigureeritud vastuvõtu aadress addr_b ainult üks selle mitmest vastuvõtu andmekanalist.Moodulil on tavaliselt kuus vastuvõtukanalit, mis tähendab, et moodul B saab andmeid kuue erineva mooduli kohta korraga.Muidugi saab moodul B andmeid saata ainult samal ajal, kuna samal kanalil andmete saatmine samal ajal võib põhjustada häireid.

Kokkuvõtteks võib öelda, et NRF24L01 on usaldusväärne lahendus, kui soovite luua oma projekti jaoks odava transiiveri RF-mooduli.Võtke meiega ühendust, kui vajate seadme täiendavat selgitust või kuidas seda oma projekti integreerida.

See kasutab riba 2,4 GHz ja BAUD -i määraga saab töötada kuni 250 kbps kuni 2 Mbps.Kui seda kasutatakse avatud ruumis ja madalama baudikiirusega, võib selle vahemik ulatuda kuni 100 meetrini.

NRF24L01 on ühe kiip 2,4 GHz transiiver, millel on manustatud põhiriba protokollimootor (Enityd Shockburst ™), mis on loodud ülimadala võimsusega juhtmevabade rakenduste jaoks.NRF24L01 on mõeldud toimimiseks ülemaailmses ISM -i sagedusribas kiirusel 2,400 - 2,4835 GHz.

Need on tegelikult sarnased, NRF24L01+ on NRF24L01 kiibi uuendatud versioon.NRF24L01 toetab ainult 1Mbps ja 2Mbps ülekandekiirust, samas kui NRF24L01+ toetab ka 250 kbps ülekandekiirust.

Kuid mõnikord võiksite lihtsalt saata või vastu võtta, ilma et peaksite kasutama wifi või bluetoothi, siis oleks NRF24L01 hea valik.Erinevalt teistest kasutab see moodulite vahel suhtlemiseks raadiolainet, sama tüüpi kasutatud teie maja juhtmeta telefonides.