微型智能无线数传模块Word格式.docx

微型智能无线数传模块Word格式.docx

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这是微型智能无线数传模块的内部电路图，点击这里可以下载NRF24L01的详细资料

二、接口电路：

（1）VCC脚接电压范围为1.9～3.6V之间，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。

三、模块结构和引脚说明

四、模块的工作模式有四种：

收发模式、配置模式、空闲模式、关机模式由PWR_UPregister、PRIM_RXregister和CE决定，详见下表：

4.1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。

4.1.1EnhancedShockBurstTM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。

4.1.1.1EnhancedShockBurstTM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。

4.1.2ShockBurstTM收发模式ShockBurstTM收发模式可以与Nrf2401a,02,E1及E2兼容，具体看N-RF2401文档。

4.2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。

4.4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。

五、配置NRF24L01模块NRF2401的所有配置工作都是通过SPI完成，共有30字节的配置字。

我们推荐NRF24L01工作于EnhancedShockBurstTM收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，因此，下文着重介绍把NRF24L01配置为EnhancedShockBurstTM收发模式的器件配置方法。

ShockBurstTM的配置字使NRF24L01能够处理射频协议，在配置完成后，在NRF24L01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容，以实现接收模式和发送模式之间切换。

ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分：

数据宽度：

声明射频数据包中数据占用的位数。

这使得NRF24L01能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码；

地址宽度：

声明射频数据包中地址占用的位数。

这使得NRF24L01能够区分地址和数据；

地址：

接收数据的地址，有通道0到通道5的地址；

CRC：

使NRF24L01能够生成CRC校验码和解码。

当使用NRF24L01片内的CRC技术时，要确保在配置字（CONFIG的EN_CRC）中CRC校验被使能，并且发送和接收使用相同的协议。

NRF24L01配置字的CONFIG寄存器的位描述如下表所示。

NRF24L01CONFIG配置字描述

这是和89C2051单片机的应用线路图，点击这里可以下载51系列的C语言程序和汇编语言程序资料

配件：

调试电路用杜邦免焊接连接线（一捆20根优惠价：

6元，每根：

0.3元一根）

这是双头20厘米长的杜邦线，采用优质彩虹12股排线通过机器自动加工，品质有保证，现在的电子模块一般都采用标准的插针作为电路接口，杜邦线可以非常牢靠地和插针连接，无需焊接，可以快速进行电路试验，40位直排针1元一根。

六、参考源代码

#include<

reg51.h>

//<

nRF2401_Pins对应引脚>

sbitMISO=P1^3;

sbitMOSI=P1^4;

sbitSCK=P1^5;

sbitCE=P1^6;

sbitCSN=P3^7;

sbitIRQ=P1^2;

sbitLED2=P3^5;

sbitLED1=P3^4;

sbitKEY1=P3^0;

sbitKEY2=P3^1;

//SPI（nRF24L01）commands

#defineREAD_REG0x00//Definereadcommandtoregister

#defineWRITE_REG0x20//Definewritecommandtoregister

#defineRD_RX_PLOAD0x61//DefineRXpayloadregisteraddress

#defineWR_TX_PLOAD0xA0//DefineTXpayloadregisteraddress

#defineFLUSH_TX0xE1//DefineflushTXregistercommand

#defineFLUSH_RX0xE2//DefineflushRXregistercommand

#defineREUSE_TX_PL0xE3//DefinereuseTXpayloadregistercommand

#defineNOP0xFF//DefineNoOperation,mightbeusedtoreadstatusregister

//***************************************************//

//SPI（nRF24L01）registers（addresses）

#defineCONFIG0x00//'

Config'

registeraddress

#defineEN_AA0x01//'

EnableAutoAcknowledgment'

#defineEN_RXADDR0x02//'

EnabledRXaddresses'

#defineSETUP_AW0x03//'

Setupaddresswidth'

#defineSETUP_RETR0x04//'

SetupAuto.Retrans'

#defineRF_CH0x05//'

RFchannel'

#defineRF_SETUP0x06//'

RFsetup'

#defineSTATUS0x07//'

Status'

#defineOBSERVE_TX0x08//'

ObserveTX'

#defineCD0x09//'

CarrierDetect'

#defineRX_ADDR_P00x0A//'

RXaddresspipe0'

#defineRX_ADDR_P10x0B//'

RXaddresspipe1'

#defineRX_ADDR_P20x0C//'

RXaddresspipe2'

#defineRX_ADDR_P30x0D//'

RXaddresspipe3'

#defineRX_ADDR_P40x0E//'

RXaddresspipe4'

#defineRX_ADDR_P50x0F//'

RXaddresspipe5'

#defineTX_ADDR0x10//'

TXaddress'

#defineRX_PW_P00x11//'

RXpayloadwidth,pipe0'

#defineRX_PW_P10x12//'

RXpayloadwidth,pipe1'

#defineRX_PW_P20x13//'

RXpayloadwidth,pipe2'

#defineRX_PW_P30x14//'

RXpayloadwidth,pipe3'

#defineRX_PW_P40x15//'

RXpayloadwidth,pipe4'

#defineRX_PW_P50x16//'

RXpayloadwidth,pipe5'

#defineFIFO_STATUS0x17//'

FIFOStatusRegister'

//------------------------------------------------------------

//写一个字节到24L01，同时读出一个字节

ucharSPI_RW（ucharbyte）

{

ucharbit_ctr;

for（bit_ctr=0;

bit_ctr<

8;

bit_ctr++）//output8-bit

MOSI=（byte&

0x80）;

//output'

byte'

MSBtoMOSI

byte=（byte<

<

1）;

//shiftnextbitintoMSB..

SCK=1;

//SetSCKhigh..

byte|=MISO;

//capturecurrentMISObit

SCK=0;

//..thensetSCKlowagain

}

return（byte）;

//returnreadbyte

//向寄存器reg写一个字节，同时返回状态字节

ucharSPI_RW_Reg（BYTEreg,BYTEvalue）

ucharstatus;

CSN=0;

//CSNlow,initSPItransaction

status=SPI_RW（reg）;

//selectregister

SPI_RW（value）;

//..andwritevaluetoit..

CSN=1;

//CSNhighagain

return（status）;

//returnnRF24L01statusbyte

//读出bytes字节的数据

ucharSPI_Read_Buf（BYTEreg,BYTE*pBuf,BYTEbytes）

ucharstatus,byte_ctr;

//SetCSNlow,initSPItranaction

//Selectregistertowritetoandreadstatusbyte

for（byte_ctr=0;

byte_ctr<

bytes;

byte_ctr++）

pBuf[byte_ctr]=SPI_RW（0）;

//

//写入bytes字节的数据

ucharSPI_Write_Buf（BYTEreg,BYTE*pBuf,BYTEbytes）

byte_ctr<

byte_ctr++）//

SPI_RW（*pBuf++）;

//SetCSNhighagain

//接收函数，返回1表示有数据收到，否则没有数据接受到

unsignedcharnRF24L01_RxPacket（unsignedchar*rx_buf）

unsignedcharrevale=0;

//setinRXmode

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+CONFIG,0x0f）;

//SetPWR_UPbit,enableCRC（2bytes）&

Prim:

RX.RX_DRenabled..

CE=1;

//SetCEpinhightoenableRXdevice

dalay130us（）;

sta=SPI_Read（STATUS）;

//readregisterSTATUS'

svalue

if（RX_DR）//ifreceivedataready（RX_DR）interrupt

CE=0;

//standbymode

SPI_Read_Buf（RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH）;

//readreceivepayloadfrom

RX_FIFObuffer

revale=1;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+STATUS,sta）;

//clearRX_DRorTX_DSorMAX_RTinterrupt

flag

returnrevale;

//发送函数

voidnRF24L01_TxPacket（unsignedchar*tx_buf）

CE=0;

//SPI_Write_Buf（WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）;

//Writes

TX_AddresstonRF24L01

//SPI_Write_Buf（WRITE_REG+RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）;

RX_Addr0sameasTX_AdrforAuto.Ack

SPI_Write_Buf（WR_TX_PLOAD,tx_buf,TX_PLOAD_WIDTH）;

//WritesdatatoTXpayload

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+CONFIG,0x0e）;

TX.MAX_RT&

TX_DSenabled..

CE=1;

dalay10us（）;

//配置函数

voidnRF24L01_Config（void）

//initialio

//chipenable

CSN=1;

//Spidisable

SCK=0;

//Spiclocklineinithigh

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+EN_AA,0x01）;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01）;

//EnablePipe0

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+SETUP_AW,0x02）;

//Setupaddresswidth=5bytes

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a）;

//500us+86us,10retrans...

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+RF_CH,0）;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+RF_SETUP,0x07）;

//TX_PWR:

0dBm,Datarate:

1Mbps,

LNA:

HCURR

SPI_RW_Reg（WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH）;

SPI_Write_Buf（WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）;

SPI_Write_Buf（WRITE_REG+RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）;

CE=1;