nRF2401是單片射頻收�(fā)芯片,工作于2.4�2.5GHz ISM頻段,芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模�,輸出功率和通信頻道可通過程序�(jìn)行配置。芯片能耗非常低,以-5dBm的功率發(fā)射時,工作電流只�10.5mA,接收時工作電流只有18mA,多種低功率工作模式,節(jié)能設(shè)計更方便。其DuoCeiverTM技�(shù)使nRF2401可以使用同一天線,同時接收兩個不同頻道的�(shù)�(jù)。nRF2401適用于多種無線通信的場�,如無線�(shù)�(jù)傳輸系統(tǒng)、無線鼠�(biāo)、遙控開�、遙控玩具等�
◆小體積,QFN24 5x5mm封裝
◆寬電壓工作范圍�1.9V~3.6V
◆工作溫度范��-40℃~+80�
◆工作頻率范��2.400GHz�2.524GHz
◆數(shù)�(jù)傳輸速率�250Kbps�1Mbps
◆低功耗設(shè)�,接收時工作電流18mA�0dBm功率�(fā)射時13mA,掉電模式時僅為400uA
◆多通道工作模式�125個數(shù)�(jù)通道,通道切換時間�200us,滿足多點通訊和調(diào)頻需�
◆硬件的CRC校驗和點對多點的地址控制
◆SPI通訊端口,適合與各種MCU連接,編程簡�
◆可通過軟件�(shè)置工作頻�、通訊地址、傳輸速率和數(shù)�(jù)包長�
◆MCU可通過接收完成引腳快判斷是否完成數(shù)�(jù)接收
nRF2401是nRF2401A的早期型�,nRF2401AG是無鉛工藝型號。它們完全兼�,硬件可直接替換,代碼也可相互使��
nRF2401�(nèi)置地址解碼器、先入后出堆棧區(qū)、解�(diào)處理�、時鐘處理器、GFSK濾波器、低噪聲放大器、頻率合成器,功率放大器等功能模塊,需要很少的外圍元件,因此使用起來非常方�。QFN24引腳封裝,外形尺寸只�5×5mm�
nRF2401有工作模式有四種:收�(fā)模式、配置模�、空閑模式和�(guān)�(jī)模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、CS三個引腳決定�
nRF2401的收�(fā)模式有ShockBurstTM收發(fā)模式和直接收�(fā)模式兩種,收�(fā)模式由器件配置字決定,具體配置將在器件配置部分詳�(xì)介紹�
ShockBurstTM收發(fā)模式
ShockBurstTM收發(fā)模式�,使用片�(nèi)的先入先出堆棧區(qū),數(shù)�(jù)低速從微控制器送入,但高�(1Mbps)�(fā)�,這樣可以盡量節(jié)�,因�,使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)�(jù)�(fā)射速率。與射頻�(xié)議相�(guān)的所有高速信號處理都在片�(nèi)�(jìn)�,這種做法有三大好處:盡量節(jié)能;低的系統(tǒng)�(fèi)�(低速微處理器也能�(jìn)行高速射頻發(fā)�);數(shù)�(jù)在空中停留時間短,抗干擾性高。nRF2401的ShockBurstTM技�(shù)同時也減小了整個系�(tǒng)的平均工作電��
在ShockBurstTM收發(fā)模式�,nRF2401自動處理字頭和CRC校驗碼。在接收�(shù)�(jù)�,自動把字頭和CRC校驗碼移�。在�(fā)送數(shù)�(jù)時,自動加上字頭和CRC校驗�,當(dāng)�(fā)送過程完成后,數(shù)�(jù)�(zhǔn)備好引腳通知微處理器�(shù)�(jù)�(fā)射完��
ShockBurstTM�(fā)射流�
接口引腳為CE,CLK1,DATA
A. �(dāng)微控制器有數(shù)�(jù)要發(fā)送時,其把CE置高,使nRF2401工作�
B. 把接收機(jī)的地址和要�(fā)送的�(shù)�(jù)按時序送入nRF2401�
C. 微控制器把CE置低,激�(fā)nRF2401�(jìn)行ShockBurstTM�(fā)��
D. nRF2401的ShockBurstTM�(fā)�
給射頻前端供電;
射頻�(shù)�(jù)打包(加字�、CRC校驗�)�
高速發(fā)射數(shù)�(jù)��
�(fā)射完�,nRF2401�(jìn)入空閑狀�(tài)�
ShockBurstTM接收流程
接口引腳CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)
A. 配置本機(jī)地址和要接收的數(shù)�(jù)包大?�?BR> B. �(jìn)入接收狀�(tài),把CE置高�
C. 200us�,nRF2401�(jìn)入監(jiān)視狀�(tài),等待數(shù)�(jù)包的到來�
D. �(dāng)接收到正確的�(shù)�(jù)�(正確的地址和CRC校驗�),nRF2401自動把字�、地址和CRC校驗位移��
E. nRF2401通過把DR1(這個引腳一般引起微控制器中�)置高通知微控制器�
F. 微控制器把數(shù)�(jù)從nRF2401移出�
G. 所有數(shù)�(jù)移完,nRF2401把DR1置低,此時,如果CE為高,則等待下一個數(shù)�(jù)�,如果CE為低,開始其它工作流��
直接收發(fā)模式
在直接收�(fā)模式�,nRF2401如傳�(tǒng)的射頻收�(fā)器一樣工��
直接�(fā)送模�
接口引腳為CE、DATA
A. �(dāng)微控制器有數(shù)�(jù)要發(fā)送時,把CE置高�
B. nRF2401射頻前端被激��
C. 所有的射頻�(xié)議必須在微控制器程序中�(jìn)行處�(包括字頭、地址和CRC校驗�)�
直接接收模式
接口引腳為CE、CLK1和DATA
A. 一旦nRF2401被配置為直接接收模式,DATA引腳將根�(jù)天線接收到的信號開始高低變化(由于噪聲的存�)�
B. CLK1引腳也開始工作;
C. 一旦接收到有效的字�,CLK1引腳和DATA引腳將協(xié)�(diào)工作,把射頻�(shù)�(jù)包以其被�(fā)射時的數(shù)�(jù)從DATA引腳送給微控制器�
D. 這頭必須�8��
E. DR引腳沒用上,所有的地址和CRC校驗必須在微控制器內(nèi)部�(jìn)��
配置模式
在配置模��15字節(jié)的配置字被送到nRF2401,這通過CS、CLK1和DATA三個引腳完�,具體的配置方法請參考本文的器件配置部分�
空閑模式
nRF2401的空閑模式是為了減小平均工作電流而設(shè)�,其的優(yōu)點是,實�(xiàn)節(jié)能的同時,縮短芯片的起動時間。在空閑模式下,部分片內(nèi)晶振仍在工作,此時的工作電流跟外部晶振的頻率有關(guān),如外部晶振�4MHz時工作電流為12uA,外部晶振為16MHz時工作電流為32uA。在空閑模式�,配置字的內(nèi)容保持在nRF2401片內(nèi)�
�(guān)�(jī)模式
在關(guān)�(jī)模式下,為了得到最小的工作電流,一般此時的工作電流小于1uA。關(guān)�(jī)模式�,配置字的內(nèi)容也會被保持在nRF2401片內(nèi),這是該模式與斷電狀�(tài)的區(qū)��
nRF2401的所有配置工作都是通過CS、CLK1和DATA三個引腳完�,把其配置為ShockBurstTM收發(fā)模式需�15字節(jié)的配置字,而如把其配置為直接收�(fā)模式只需�2字節(jié)的配置字。由上文對nRF2401工作模式的介�,我們可以知�,nRF2401一般工作于ShockBurstTM收發(fā)模式,這樣,系�(tǒng)的程序編制會更加簡單,并且穩(wěn)定性也會更高,因此,下文著重介紹把nRF2401配置為ShockBurstTM收發(fā)模式的器件配置方��
ShockBurstTM的配置字使nRF2401能夠處理射頻�(xié)�,在配置完成�,在nRF2401工作的過程中,只需改變其一個字節(jié)中的�(nèi)�,以實現(xiàn)接收模式和發(fā)送模式之間切換。ShockBurstTM的配置字可以分為以下四個部分:
�(shù)�(jù)寬度:聲明射頻數(shù)�(jù)包中�(shù)�(jù)占用的位�(shù)。這使得nRF2401能夠區(qū)分接收數(shù)�(jù)包中的數(shù)�(jù)和CRC校驗碼;
地址寬度:聲明射頻數(shù)�(jù)包中地址占用的位�(shù)。這使得nRF2401能夠區(qū)分地址和數(shù)�(jù)�
地址:接收數(shù)�(jù)的地址,有通道1的地址和通道2的地址�
CRC:使nRF2401能夠生成CRC校驗碼和解碼�
�(dāng)使用nRF2401片內(nèi)的CRC技�(shù)�,要確保在配置字中CRC校驗被使�,并且發(fā)送和接收使用相同的協(xié)議�
在配置模式下,注意保證PWR_UP引腳為高電平,CE引腳為低電平。配置字從位開始,依次送入nRF2401。在CS引腳的下降沿,新送入的配置字開始工作�
PCB�(shè)�
PCB�(shè)計對nRF2401的整體性能影響很大,所以PCB�(shè)計在nRF2401收發(fā)系統(tǒng)的開�(fā)過程中主要的工作之一,在PCB�(shè)計時,必須考慮到各種電磁干�,注意調(diào)整電阻、電容和電感的位�,特別要注意電容的位��
nRF2401的PCB一般都是雙層板,底層一般不放置元件,為地層,頂層的空余地方一般都敷上�,這些敷銅通過過孔與底層的地相�。直流電源及電源濾波電容盡量靠近VDD引腳。nRF2401的供電電源應(yīng)通過電容隔開,這樣有利于給nRF2401提供�(wěn)定的電源。在PCB中,盡量多打一些通孔,使頂層和底層的地能夠充分接��
nRF2401通過ShockBurstTM收發(fā)模式�(jìn)行無線數(shù)�(jù)�(fā)送,收發(fā)可靠,其外形尺寸�,需要的外圍元器件也少,因此,使用方便,在工�(yè)控制、消�(fèi)電子等各個領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前��
維庫電子�,電子知�,一查百��
已收錄詞�160648�