Explorando as capacidades e aplicacións do chip de comunicación NRF24L01
2024-04-25 2435

NRF24L01 é un chip de comunicación de 2,4 g desenvolvido por Nordic Company.Ten as características de baixo consumo de enerxía, baixo custo e alta velocidade e pode ofrecer mellores solucións para a aplicación de produtos informáticos de escritorio e dispositivos intelixentes.Este artigo introducirao desde o fabricante, estrutura, aplicacións, modos de traballo e principio de traballo.

O NRF24L01 é un novo transceptor RF monolítico deseñado especificamente para a banda de frecuencias ISM de 2,4 GHz a 2,5 GHz.Integra múltiples módulos funcionais como oscilador de cristal, sintetizador de frecuencias, amplificador de potencia e modulador e adopta tecnoloxía avanzada de choque.A través da interface SPI, o NRF24L01 pode comunicarse co microcontrolador 5V, de xeito que a potencia de saída, a selección de canles e a configuración de protocolo poden configurarse a través da interface SPI.Isto significa que NRF24L01 pódese conectar a case todo tipo de chips de microcontroladores para conseguir funcións de transmisión de datos sen fíos.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

O NRF24L01 é fabricado por semiconductor nórdico.O semiconductor nórdico, chamado orixinalmente Nordic VLSI, é unha empresa de semiconductores Fabless.A compañía está especializada en dispositivos de conectividade de sistemas sen fíos e conectividade ultra-baixa de potencia para a banda ISM de 2,4 GHz, sendo o consumo de enerxía e o custo as principais áreas de foco.As aplicacións de usuarios finais do semiconductor nórdico son accesorios para teléfonos móbiles sen fíos, ratos e teclados, médicos sen fíos, electrónica de consumo, dispositivos deportivos intelixentes, controis remotos, controladores de xogos sen fíos, aplicacións de audio de voz sen fíos (como voz sobre IP), seguridade e xoguetes.

O diagrama de bloques do NRF24L01 móstrase anteriormente.Desde a perspectiva do control do microcontrolador, só debemos prestar atención a seis portos de sinal de control, concretamente CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ e CE.

- Auriculares VoIP

- RFID activo

- Controladores de xogos

- Periféricos de PC sen fíos

- reloxos e sensores deportivos

- Sistemas de rastrexo de activos

- rato, teclados e remotos

- redes de sensores de potencia ultra-baixa

- Automatización para casa e comercial

- Controlos remotos do centro de medios avanzados

- Controis remotos RF para a electrónica de consumo

Dúas comunicacións NRF24L01 deben cumprir as seguintes tres condicións:

- As canles son as mesmas (configure o rexistro de canles RF_CH).

- Os enderezos son os mesmos (establecer TX_ADDR e RX_ADDR_PO o mesmo).

- O número de bytes enviados e recibidos cada vez é o mesmo (se o ancho de datos efectivo da canle está configurado en n, entón o número de bytes enviados cada vez tamén debe ser n, por suposto, n<=32).

O módulo de comunicación sen fíos NRF24L01 pódese definir nunha variedade de diferentes modos de traballo, incluído o modo de potencia, o modo de espera e o modo de procesamento de paquetes de datos.As funcións e as operacións de cada modo son as seguintes.

No modo de redución, cada función do NRF24L01 está desactivada para manter o consumo actual como mínimo.Despois de introducir o modo de redución, o NRF24L01 deixa de funcionar, pero o contido do rexistro permanece sen cambios.O modo de apagado está controlado polo bit PWR_UP no rexistro.

Modo de espera I Reduce a corrente media do consumo do sistema ao tempo que asegura un inicio rápido.No modo de espera I, o cristal funciona normalmente.No modo de espera II, algúns dos buffers de reloxo están no modo de funcionamento.Cando o rexistro FIFO TX no lado do transmisor está baleiro e CE é alto, entra no modo de espera II.Durante o modo de espera, o contido das palabras de configuración do rexistro permanecen sen cambios.

Os modos de procesamento de paquetes NRF24L01 inclúen o modo Shockburst e o modo de choque reforzado.

No modo Shockburst, o NRF24L01 pódese conectar a un MCU de baixa velocidade de menor custo.O procesamento de sinal de alta velocidade é manexado polo protocolo RF interno do chip, mentres que a transmisión de datos realízase a través da interface SPI a un ritmo de datos que depende da velocidade da interface do propio MCU.O modo Shockburst reduce o consumo medio actual de comunicación permitindo a comunicación de baixa velocidade co MCU mantendo a comunicación de alta velocidade na sección sen fíos.

O modo SHACKBurst mellorado fai que a execución do protocolo de enlace bidireccional sexa máis sinxela e eficiente.Nunha ligazón típica bidireccional, o remitente solicita o dispositivo final para enviar un sinal de resposta despois de recibir datos para que o remitente poida detectar se se perden datos.Se se produce a perda de datos, os datos perdidos son recuperados por unha función de retransmisión.O modo SHACKBURSTM mellorado controla tanto as funcións de resposta como retransmitir sen aumentar a carga de traballo do MCU.

Ao transmitir datos, primeiro configuramos o NRF24L01 en modo de transmisión.A continuación, escribimos o enderezo de nodo receptor TX_ADDR e os datos válidos TX_PLD na área de tampón de NRF24L01 a través do porto SPI en secuencia.TX_PLD debe escribirse continuamente mentres que CSN é baixo, mentres que TX_ADDR só debe ser escrito unha vez cando se transmite.A continuación, fixamos CE High e mantémolo alto durante polo menos 10 microsegundos e logo comezamos a transmitir datos despois dun atraso de 130 microsegundos.Se o Auto-Respurador está activado, NRF24L01 introducirá o modo de recepción inmediatamente despois da transmisión de datos para recibir o sinal de recoñecemento (o enderezo de recepción do resumo automático debería ser coherente co enderezo de nodo receptor TX_ADDR).Se se recibe unha resposta, a comunicación considérase exitosa, a marca TX_DS establecerase alta e TX_PLD será eliminada do TX FIFO.Se non se recibe resposta, o NRF24L01 retransmitirá automaticamente os datos (se a retransmisión automática está activada).Se o número de retransmisións (ARC) chega ao límite superior, a marca MAX_RT establecerase alta e os datos do TX FIFO conservaranse para a retransmisión.Cando a bandeira MAX_RT ou TX_DS estea alta, o IRQ limparase e xerarase unha interrupción para notificar ao MCU.Finalmente, se a transmisión é exitosa e CE é baixa, o NRF24L01 entra no modo de ralentí 1. Se hai datos na pila de transmisión e CE é alto, introduza a seguinte transmisión.Se non hai datos na pila de transmisión e CE é alto, entra no modo inactivo 2.

Ao recibir datos, primeiro configuramos o NRF24L01 en modo de recepción.A continuación, atrasa por 130 microsegundos para entrar no estado receptor e agardar a chegada de datos.Cando o receptor detecta un enderezo válido e CRC, almacena o paquete de datos no RX FIFO e establece o bit de bandeira RX_DR de interrupción, facendo que o IRQ baixo, xerando unha interrupción e notificando o MCU para ler os datos.Se a función de resposta automática está habilitada neste momento, o receptor entrará ao estado de transmisión ao mesmo tempo e enviará de novo un sinal de resposta.Finalmente, se a recepción é exitosa e CE baixa, o NRF24L01 entra no modo de ralentí 1.

En primeiro lugar, o módulo A e o módulo B deben establecerse na mesma canle e asegúrese de que a lonxitude de datos de transmisión do módulo A é igual á lonxitude de datos do módulo B. Entón, configuramos un enderezo de recepción addr_b para o módulo B.A continuación, configure tamén o enderezo de transmisión do módulo A para ser addr_b, de xeito que o módulo B poida recibir os datos correctamente cando o módulo A o envía.

De feito, o enderezo de recepción addr_b configurado para o módulo B é só unha das súas canles de datos de recepción múltiple.Un módulo normalmente ten seis canles de recepción, o que significa que o módulo B pode recibir datos de seis módulos diferentes ao mesmo tempo.Por suposto, o módulo B só pode enviar datos ao mesmo tempo porque o envío de datos na mesma canle ao mesmo tempo pode causar interferencias.

Para concluír, o NRF24L01 é unha solución fiable se desexa construír un módulo RF de transceptor de baixo custo para o seu proxecto.Póñase en contacto connosco se precisa máis aclaracións no dispositivo ou como integralo no seu proxecto.

Emprega a banda de 2,4 GHz e pode funcionar con taxas de baude de 250 kbps ata 2 Mbps.Se se usa no espazo aberto e con menor taxa de baude, o seu rango pode alcanzar ata 100 metros.

O NRF24L01 é un transceptor de 2,4 GHz de chip único cun motor de protocolo de banda base incrustado (Mellory ShockBurst ™), deseñado para aplicacións sen fíos de potencia ultra-baixa.O NRF24L01 está deseñado para o funcionamento na banda de frecuencias ISM mundial en 2.400 - 2.4835GHz.

Son realmente similares, NRF24L01+ é unha versión actualizada do chip NRF24L01.NRF24L01 só admite a taxa de transmisión de 1Mbps e 2Mbps, mentres que NRF24L01+ tamén admite a taxa de transmisión de 250kbps.

Pero ás veces pode que queiras poder enviar ou recibir sen ter que usar WiFi ou Bluetooth, ben, entón o NRF24L01 sería unha boa opción.A diferenza dos demais que usa Radio Wave para comunicarse entre módulos, o mesmo tipo usado nos teléfonos sen fíos da túa casa.