NRF24L01 Communication -sirun ominaisuuksien ja sovellusten tutkiminen
2024-04-25 2472

NRF24L01 on 2,4 g: n viestintä siru, jonka on kehittänyt Nordic Company.Sillä on alhaisen virrankulutuksen ominaisuudet, alhaiset kustannukset ja suuret nopeudet, ja se voi tarjota parempia ratkaisuja työpöytätuotteiden ja älylaitteiden levittämiseen.Tämä artikkeli esittelee sen valmistajalta, rakenteesta, sovelluksista, työtilasta ja työperiaatteesta.

NRF24L01 on uusi monoliittinen RF -lähetin -vastaanotin, joka on erityisesti suunniteltu ISM -taajuuskaistalle 2,4 GHz: stä 2,5 GHz: iin.Se integroi useita funktionaalisia moduuleja, kuten kristallioskillaattori, taajuussyntetisaattori, tehovahvistin ja modulaattori, ja omaksuu edistyneen shokburstitekniikan.SPI -rajapinnan kautta NRF24L01 voi kommunikoida 5 V: n mikrokontrollerin kanssa siten, että lähtöteho, kanavan valinta ja protokolla -asetukset voidaan määrittää SPI -rajapinnan kautta.Tämä tarkoittaa, että NRF24L01 voidaan kytkeä melkein kaikenlaisiin mikro -ohjaimen siruihin langattomien tiedonsiirtotoimintojen saavuttamiseksi.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 valmistaa Nordic Semiconductor.Pohjoismainen puolijohde, alun perin nimeltään Nordic VLSI, on fabless -puolijohdeyritys.Yhtiö on erikoistunut erittäin alhaiseen virran suorituskyvyn langattomiin järjestelmiin-siru- ja liitettävyyslaitteisiin 2,4 GHz: n ISM-kaistalle, ja virrankulutus ja kustannukset ovat pääpaino-alueet.Nordic Semiconductorin loppukäyttäjäsovellukset ovat langattomia matkapuhelinlisävarusteita, hiiriä ja näppäimistöjä, langatonta lääketieteellistä, kulutuselektroniikkaa, älykkäät urheilulaitteet, kaukosäätimet, langattomat peliohjaimet, langattomat äänen äänisovellukset (kuten ääni Over IP), tietoturva ja lelut.

NRF24L01: n lohkokaavio on esitetty yllä.Mikrokontrollerin ohjauksen näkökulmasta meidän on kiinnitettävä huomiota vain kuuteen ohjaussignaalikorttiin, nimittäin CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ ja CE.

- VoIP -kuulokkeet

- Aktiivinen RFID

- peliohjaimet

- Langattomat PC -oheislaitteet

- Urheilukellot ja anturit

- omaisuuden jäljitysjärjestelmät

- Hiiri, näppäimistöt ja kaukosäätimet

- Erittäin matala tehoanturiverkot

- Koti- ja kaupallinen automaatio

- Advanced Media Center -kaukosäätimet

- RF -kaukosäätimet kuluttajaelektroniikalle

Kahden NRF24L01 -viestinnän on täytettävä seuraavat kolme ehtoa:

- Kanavat ovat samat (aseta kanavarekisteri RF_CH).

- Osoitteet ovat samat (aseta tx_addr ja rx_addr_po sama).

- Lähetettyjen ja vastaanotettujen tavujen lukumäärä joka kerta on sama (jos kanavan efektiivinen tietoleveys on asetettu n, niin joka kerta lähetettyjen tavujen lukumäärän on oltava myös n, tietysti n<=32).

Langaton NRF24L01-viestintämoduuli voidaan asettaa moniin erilaisiin työtiloihin, mukaan lukien virtaustila, valmiustila ja datapakettien käsittelytila.Kunkin tilan toiminnot ja toiminnot ovat seuraavat.

Virta-alas-tilassa NRF24L01: n jokainen toiminto sammutetaan, jotta nykyinen kulutus on vähintään.Saavuttuaan virtaustilaan NRF24L01 lakkaa toimimasta, mutta rekisterin sisältö pysyy ennallaan.Rekisterin PWR_UP-bittiä ohjataan sähkökäyttötilaa.

Valmiustila I vähentää järjestelmän keskimääräistä kulutusvirtaa varmistaen samalla nopean käynnistyksen.Valmiustilassa I kristalli toimii normaalisti.Valmiustilassa II jotkut kellopuskurit ovat käyttötilassa.Kun TX FIFO -rekisteri lähettimen puolella on tyhjä ja CE on korkea, se siirtyy valmiustilaan II.Valmiustilan aikana rekisterin määrityssanojen sisältö pysyy muuttumattomana.

NRF24L01 -pakettien prosessointitilat sisältävät shokburst -tilan ja parannetun shokburst -tilan.

Shockburst-tilassa NRF24L01 voidaan kytkeä halvempaan hinnan nopeuteen MCU: iin.Nopea signaalinkäsittely hoitaa sirun sisäinen RF-protokolla, kun taas tiedonsiirto suoritetaan SPI-rajapinnan kautta tiedonopeudella, joka riippuu itse MCU: n rajapinnan nopeudesta.Shockburst-tila vähentää viestinnän keskimääräistä virrankulutusta sallimalla Hitaan viestinnän MCU: n kanssa säilyttäen samalla nopean viestintää langattomassa osassa.

Parannettu shokburst-tila tekee kaksisuuntaisen linkkiprotokollan yksinkertaisemman ja tehokkaamman suorittamisen.Tyypillisessä kaksisuuntaisessa linkissä lähettäjä pyytää loppulaitetta lähettämään vastaussignaalin tietojen vastaanottamisen jälkeen, jotta lähettäjä voi havaita, menetetäänkö tiedot.Jos tietojen menetys tapahtuu, menetetyt tiedot palautetaan uudelleenlähetystoiminnolla.Parannettu Shockbursttm -tila hallitsee sekä vastaus- että uudelleenlähetystoimintoja lisäämättä MCU: n työmäärää.

Tietoja lähettäessäsi määritämme ensin NRF24L01: n lähetystilaan.Seuraavaksi kirjoitamme vastaanottavan solmun osoitteen TX_ADDR ja kelvollinen data TX_PLD NRF24L01: n puskurialueelle SPI -portin kautta järjestyksessä.TX_PLD on kirjoitettava jatkuvasti, kun CSN on alhainen, kun taas TX_ADDR on kirjoitettava vain kerran lähettäessä.Sitten asetamme CE: n korkealle ja pidämme sitä korkealla vähintään 10 mikrosekuntia ja aloitat sitten tiedonsiirron 130 mikrosekunnin viiveen jälkeen.Jos automaattinen vastaus on käytössä, NRF24L01 syöttää vastaanottotilan heti tietojen lähettämisen jälkeen kuittaussignaalin vastaanottamiseksi (automaattisen vastaisen vastaanottavan osoitteen tulisi olla yhdenmukainen vastaanottavan solmun osoitteen TX_ADDR) kanssa).Jos vastaus vastaanotetaan, viestintä pidetään onnistuneena, TX_DS -lippu asetetaan korkealle ja TX_PLD poistetaan TX FIFO: sta.Jos vastausta ei vastaanoteta, NRF24L01 lähettää tiedot automaattisesti (jos automaattinen uudelleenlähetys on käytössä).Jos uudelleenlähetysten lukumäärä (ARC) saavuttaa ylärajan, Max_RT -lippu asetetaan korkealle ja TX FIFO: n tiedot säilytetään uudelleenlähetykseksi.Kun Max_RT- tai TX_DS -lippu asetetaan korkealle, IRQ puhdistetaan ja luodaan keskeytys MCU: lle ilmoittamiseksi.Lopuksi, jos lähetys on onnistunut ja CE on alhainen, NRF24L01 siirtyy tyhjäkäynnin tilaan 1. Jos lähetyspinoon ja CE: ssä on tietoja, kirjoita seuraava lähetys.Jos lähetyspinoon ja CE: ssä ei ole tietoja, se siirtyy tyhjäkäynnille 2.

Tietoja vastaanottaessa määritämme ensin NRF24L01: n vastaanottotilaan.Sitten se viivästyy 130 mikrosekuntia syöttämällä vastaanottavaan tilaan ja odottamaan tietojen saapumista.Kun vastaanotin havaitsee kelvollisen osoitteen ja CRC: n, se tallentaa Data -paketin RX FIFO: hon ja asettaa keskeytyslipun bitin RX_DR korkean, mikä tekee IRQ: sta alhaisen, luodaan keskeytyksen ja ilmoittaa MCU: lle lukemaan tietoja.Jos automaattinen vastaustoiminto on käytössä tällä hetkellä, vastaanotin syöttää lähetystilan samanaikaisesti ja lähettää vastaussignaalin takaisin.Lopuksi, jos vastaanotto on onnistunut ja CE menee alhaiseksi, NRF24L01 siirtyy tyhjäkäynnille 1.

Ensinnäkin, moduuli A ja moduuli B on asetettava samaan kanavalle ja varmista, että moduulin A lähetystietojen pituus on yhtä suuri kuin moduulin Batan pituus. Sitten määritämme vastaanottoosoite addr_b moduulille B.Määritä seuraavaksi myös moduulin A lähetysosoite, joka on ADDR_B, jotta moduuli B voi vastaanottaa tiedot oikein, kun moduuli A lähettää sen.

Itse asiassa moduulille B määritetty vastaanottoosoite ADDR_B on vain yksi sen monista vastaanottotietokanavista.Moduulissa on yleensä kuusi vastaanottokanavaa, mikä tarkoittaa, että moduuli B voi vastaanottaa tietoja kuudesta eri moduulista samanaikaisesti.Tietysti moduuli B voi lähettää tietoja vain samanaikaisesti, koska tietojen lähettäminen samalla kanavalla samanaikaisesti voi aiheuttaa häiriöitä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että NRF24L01 on luotettava ratkaisu, jos haluat rakentaa edullisen lähetinvastaanottimen RF-moduulin projektillesi.Ota yhteyttä, jos tarvitset lisätietoja laitteesta tai kuinka integroida se projektiin.

Se käyttää 2,4 GHz: n kaistaa ja se voi toimia Baud -määrän kanssa 250 kbps: stä 2 Mbit / s.Jos sitä käytetään avoimessa tilassa ja alhaisemmalla baud -arvolla, sen alue voi saavuttaa jopa 100 metriä.

NRF24L01 on yksi siru 2,4 GHz: n lähetin-vastaanotin, jolla on sulautettu kantataajuusprotokollamoottori (Enhanced Shockburst ™), joka on suunniteltu ultra-alhaiselle virran langattomille sovelluksille.NRF24L01 on suunniteltu toimintaan maailmanlaajuisella ISM -taajuuskaistalla 2,400 - 2,4835 GHz.

Ne ovat todella samanlaisia, NRF24L01+ on NRF24L01 -sirun päivitetty versio.NRF24L01 tukee vain 1Mbps ja 2Mbps: n siirtonopeutta, kun taas NRF24L01+ tukee myös 250 kbps: n lähetysnopeutta.

Mutta joskus saatat vain pystyä lähettämään tai vastaanottamaan ilman, että sinun tarvitsee käyttää WiFi- tai Bluetoothia, hyvin kuin NRF24L01 olisi hyvä valinta.Toisin kuin muut, se käyttää radioaalloa kommunikoidakseen moduulien välillä, saman tyyppinen, jota käytetään talosi langattomissa puhelimissa.