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1、 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: 单片2.4G无线射频收发芯片 nRF24L01 = 特性 真正的GFSK单收发芯片 内置链路层 增强型ShockBurstTM 自动应答及自动重发功能 地址及CRC检验功能 数据传输率1或2Mbps SPI接口数据速率08Mbps 125个可选工作频道 很短的频道切换时间可用于跳频 与nRF 24XX系列完全兼容 可接受5V电平的输入 20脚QFN 4 4mm封装 极低的晶振要求60ppm 低成本电感和双面PCB板 工作电压1.93.6V 应用 无线鼠标键
2、盘游戏机操纵杆 无线门禁 无线数据通讯 安防系统 遥控装置 遥感勘测 智能运动设备 工业传感器 玩具 概述: nRF24L01是一款工作在2.42.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片无线收发器包括:频率发生器增强型SchockBurstTM模式控制器功率放大器晶体振荡器调制器解调器输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置 极低的电流消耗当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9.0mA接收模式时为12.3mA掉电模式和待机模式下电流消耗更低 快速参考数据 参数 数值 单位 最低供电电压 1.9 V最大发射功率 0 dBm最大数据传输率 2000 kbps 发
3、射模式下电流消耗0dBm 11.3 mA 接收模式下电流消耗2000kbps 12.3 mA温度范围 -40 +85 数据传输率为1000kbps下的灵敏度 -85 dBm掉电模式下电流消耗 900 nA表1 nRF24L01快速参考数据 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: 分类信息 型号 描述 版本 nRF24L01 IC 裸片 D nRF24L01 20脚QFN 4*4mm,RoHS&SS-00259compliant D nRF24L01-EVKIT 评估套件 1.0 表2 nRF24L
4、01 分类信息 结构方框图: 图1 nRF24L01 及外部接口 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: 引脚及其功能 引脚 名称 引脚功能 描述 1 CE 数字输入 RX或TX模式选择 2 CSN 数字输入 SPI片选信号 3 SCK 数字输入 SPI时钟 4 MOSI 数字输入 从SPI数据输入脚 5 MISO 数字输出 从SPI数据输出脚 6 IRQ 数字输出 可屏蔽中断脚 7 VDD 电源 电源+3V 8 VSS 电源 接地0V 9 XC2 模拟输出 晶体震荡器2脚 10 XC1 模拟输入
5、 晶体震荡器1脚/外部时钟输入脚 11 VDD_PA 电源输出 给RF的功率放大器提供的+1.8V电源 12 ANT1 天线 天线接口1 13 ANT2 天线 天线接口2 14 VSS 电源 接地0V 15 VDD 电源 电源+3V 16 IREF 模拟输入 参考电流 17 VSS 电源 接地0V 18 VDD 电源 电源+3V 19 DVDD 电源输出 去耦电路电源正极端 20 VSS 电源 接地0V 表3 nRF24L01引脚功能 图2 引脚封装 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: 电气特
6、性 条件VDD=+3V VSS=0V TA= 40到+85 符号 参数条件 最小值 典型值 最大值 单位 操作条件 VDD 电源 1.9 3.0 3.6 V 温度 工作温度 40 +27 +85 数字输入脚 VOH高电平输出电压IOH=-0.5mA VDD-0.3 VDD V VOL高电平输出电压IOL=0.5mA VSS 0.3 V 常用射频条件 fOP工作频率 2400 2525 MHz fXTAL晶振频率 16 MHz f1M频移1000kbps 160 kHz f2M频移2000kbps 320 kHz RGFSKShockBrust模式下数据传输率 0 2000 Kbps FCHAN
7、NEL频道间距1000kbps 1 MHz FCHANNEL频道间距2000kbps 2 MHz 发射操作 PRF最大输出功率0 +4 dBm PRFC射频功率控制范围 16 18 20 dB PRFCR射频电源 4 dB PBW载波调制的20dB带宽 1800 2000 kHz PRF1第一邻近通道发射功率2MHz -20 dBm PRF2第二邻近通道发射功率4MHz -50 dBmIVDD输出功率-18dBm下电流11.3 mA IVDD输出功率-18dBm下电流 7.0 mAIVDD-6dBm输出功率ShockBrust模式下电流0.05 mA IVDD待机状态下电流 32 uAIVDD
8、掉电状态下电流 900 nA 接收操作 IVDD2000kbps数据传输率下单通道工作电流 12.3 mA IVDD1000kbps数据传输率下单通道工作电流 11.8 mARXSENS在0.1%BRE(2000kbps)下的灵敏度 -82 dBm RXSENS在0.1%BRE(1000kbps)下的灵敏度 -85 dBm表4 nRF24L01电气特性 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64
9、390486 E-mail: 图3 nRF24L01外形封装尺寸 极限范围 供电电压 VDD.-0.3V+3.6V VSS.0V 输入电压 VI-0.3V5.25V 输出电压 VO. VSSVDD 总功耗 PD TA=85 60mW 温度 工作温度-40 +85 存储器温度-40 +125 注意:若超出上述极限值可能对元器件有损害静电敏感元件 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail: 术语表 术语 描述 ACK 确认信号应答信号 ART 自动重发 CE 芯片使能 CLK 时钟信号 CRC 循环冗余
10、校验 CSN 片选非 ESB 增强型ShockBrustTMGFSK 高斯键控频移 IRQ 中断请求 ISM 工业科学医学 LNA 低噪声放大 LSB 最低有效位 LSByte 最低有效字节 Mbps 兆位/秒 MCU 微控制器 MISO 主机输入从机输出 MOSI 主机输出从机输入 MSB 最高有效位 MSByte 最高有效字节 PCB 印刷电路板 PER 数据包误码率 PID 数据包识别位 PLD 载波 PRX 接收源 PTX 发射源 PWR_DWN 掉电 PWR_UP 上电 RX 接收 RX_DR 接收数据准备就绪 SPI 串行可编程接口 TX 发送 TX_DS 已发送数据 表5术语表
11、功能描述 工作模式 nRF24L01可以设置为以下几种主要的模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO寄存器状态 接收模式 1 1 1 - 发送模式 1 0 1 数据在TX FIFO寄存器中 发送模式 1 0 1 0 停留在发送模式直至数据发送完 待机模式II 1 0 1 TX FIFO为空 待机模式I 1 - 0 无数据传输 掉电模式 0 - - - 表6 nRF24L01主要工作模式 关于nRF24L01 I/O脚更详细的描述请参见下面的表7 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail:
12、 nRF24L01在不同模式下的引脚功能 引脚名称 方向 发送模式 接收模式 待机模式 掉电模式 CE 输入 高电平10us 高电平 低电平 - CSN 输入 SPI片选使能低电平使能 SCK 输入 SPI时钟 MOSI 输入 SPI串行输入 MISO 三态输出 SPI串行输出 IRQ 输出 中断低电平使能 表7 nRF24L01引脚功能 待机模式 待机模式I在保证快速启动的同时减少系统平均消耗电流在待机模式I下晶振正常工作在待机模式II下部分时钟缓冲器处在工作模式当发送端TX FIFO寄存器为空并且CE为高电平时进入待机模式II在待机模式期间寄存器配置字内容保持不变 掉电模式 在掉电模式下
13、,nRF24L01各功能关闭保持电流消耗最小进入掉电模式后nRF24L01停止工作但寄存器内容保持不变启动时间见表格13掉电模式由寄存器中PWR_UP位来控制 数据包处理方式 nRF24L01有如下几种数据包处理方式 null ShockBurstTM与nRF2401 nRF24E1 nRF2402 nRF24E2数据传输率为1Mbps时相同 null 增强型ShockBurstTM模式 ShockBurstTM模式 ShockBurst模式下nRF24L01可以与成本较低的低速MCU相连高速信号处理是由芯片内部的射频协议处理的nRF24L01提供SPI接口数据率取决于单片机本身接口速度Sho
14、ckBurst模式通过允许与单片机低速通信而无线部分高速通信减小了通信的平均消耗电流 在ShockBurstTM接收模式下当接收到有效的地址和数据时IRQ通知MCU随后MCU可将接收到的数据从RX FIFO寄存器中读出 在ShockBurstTM发送模式下nRF24L01自动生成前导码及CRC校验参见表格12数据发送完毕后IRQ通知MCU减少了MCU的查询时间也就意味着减少了MCU 的工作量同时减少了软件的开发时间nRF24L01内部有三个不同的RX FIFO寄存器6个通道共享此寄存器和三个不同的TX FIFO寄存器在掉电模式下待机模式下和数据传输的过程中MCU可以随时访问FIFO寄存器这就允许SPI接口可以以低速进行数据传送并且可以应用于MCU硬件上没有SPI接口的情况下 增强型的ShockBurstTM模式 增强型ShockBurstTM模式可以使得双向链接协议执行起来更为容易有效典型的双向链接为发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号以便于发送方检测有无数据丢失一旦数据丢失则通过重新发送功能将丢失的数据恢复增强型的ShockBurstTM模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加MCU工作量 COPYRIGHT 2005 ALL RIGHTS RESERVED 迅通科技 TEL:+86 10 64390486 E-mail:
