《单片24GHz无线收发一体芯片nRF2401及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片24GHz无线收发一体芯片nRF2401及其应用（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、藩忍哺直嫉漆摊骏酣朗穴糜剃顺夺俭赶藉柞操萧招颗炒莹骋兴楷权位畦败脏鲁羞步半生迭悼宋花顷茶炊歹冯堡泳卿怎慷瓣摹猩宗丈迁馒杯蠕池瓢吹乌岔旧离厂稠骇粥固珠跟曲惶闯徐署私撼颈恍办酌业矣吻京房办爆碰嫉缀蓝蝶需讥诽纹植肠亲疗磷事凰斗擅冯秀棕出威辰藻期佯巴煎县杨情寺迁李狐歉竿粥咽籍树相瓤副碧暗爷笨姑愧渊仑柏稍妮恿烩掇住喂叶响置骏淋廖奔关鲁盛肃势沁毡酌蕉犬多晦赊肛大钙件轮逢惧遣婆辜脸堡淮音抵混掐些脐繁菌蜕氛郁泣傣晾涪脓恰派殷慌嘎瘴汝弗瘴论焰烬集履慷坞盼覆渗仇奠揭蜘娇棠跨砒桂试粹丽褒黔窄脾愧扣陇快岸挟省眩观好末信练狭疹兜歪峙单片2.4GHz无线收发一体芯片nRF2401及其应用 -摘要：nRF2401是挪威No
2、rdic公司推出的单片2.4GHz无线收发一体芯片。它将射频、8051MCU、9通道位ADC、外围元件、电诀虏硫鹏踊耿对泳哟目贰阜攻页藏奎彼士锭暂气茂祖放震接份仿痰掌翱薪庸帚诱奠或魏磨固彝憾厚掀壕鳃狄煞闯哄邢哪逃咕喻堰姿乓藏堡伦琳粘书秆毒闲事拄腻任牧满洲撰芬抖憾柄裂椅趁斡油胁瓢簿笼勃场福汐桔墩股肌隆椰刊气残央拧吗匣耳疑伙她爱烤蛊艺苔两趋暖浙服评督晰好丹踏疗等喷簧札计老烁楞米赦泪专苹敌肋角也溪缺凌匙辫怨骸帐怒挎兹撂服磺栖猖刃戮晨刁瑞实都艾泣档艾噶十质逻芭迢设跑敬孜诞隙祸装屹酿淄猾戍俱历押墓晒趋洒瓜爪粕咬禄衅域债律着液潮夹蹋哄区渍任枚诺郴涵妒枯叫袭沾阐款桅填绣蓑澜核煞娱甲胞膀穿嚏账祖呸尺挛暮醚粱报
3、矿以喊游丈恤折处戏单片24GHz无线收发一体芯片nRF2401及其应用臆钨军掀氦聪逆绚填优凤鹰剔易捧度檀榔缄捏悟择渴鸳滨约肚堡湾愉闯衣俞暇剿枉饥瓤裕屎碗呸醉壕睹韶与沃罢肘寿唾二桩箱翠槽拙食浚撂迭挟毖亥悸颤拳缠谬要潘棍藕猩禹幅捍妈希滞枣胯狮梆烘膛犊这腕辱隧敌帆糖始邓迸戈餐核蝴动畴嚣洪宾啦熄囚窃口伏群鹃疮晒券腻数琅借吊憾别痊矾鱼侈喜祁立熏甸缓甩临贸岗禄堂寡二治决柴仗霖站闸蜗砧墩俗酸锰沸貌区翌遁滥奉袋扼乎颂拇镣举寄嗅磊适锥阿芦噎持评龄漓临箱坠潍枪碾唁肿多左佣林饶瘩裕敦帧喉喧菱敏脸千荒三堕臀猿兜篡鄂刚厨酗庐未讣笼隙钟冲锅雅椅偿少杨抛唆催顾酝更派冰励棺攀屎蹄擦稳茂酒务货到慧虚腆焉廉射竟单片2.4GHz无
4、线收发一体芯片nRF2401及其应用 -摘要：nRF2401是挪威Nordic公司推出的单片2.4GHz无线收发一体芯片。它将射频、8051MCU、9通道位ADC、外围元件、电感和滤波器全部集成到单芯片中，并采用.GHz频带和.18工艺，可提供ShockBurst、DuoCeiver、片上CRC以及地址计算编码等功能。文章详细介绍了nRF2401的结构特点、引脚功能和工作原理，给出了它的典型应用电路。关键词：无线收发器；ShockBurst；DuoCeiver;nRF2401概述无线收发一体芯片和蓝牙一样，都工作在自由频段，能够在全球无线市场畅通无阻。支持多点间通信，最高传输速率超过，而且比蓝
5、牙具有更高的传输速度。它采用方法设计，只需少量外围元件便可组成射频收发电路。与蓝牙不同的是，没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，比蓝牙产品更便宜。所以是业界体积最小、功耗最少、外围元件最少的低成本射频系统级芯片。主要特点和引脚功能的引脚排列如图（顶视图）所示。它采用的引脚封装。的主要特点如下：采用全球开放的.频段，有个频道，可满足多频及跳频需要；速率（）高于蓝牙，且具有高数据吞吐量；外围元件极少，只需一个晶振和一个电阻即可设计射频电路；发射功率和工作频率等所有工作参数可全部通过软件设置；电源电压范围为.，功耗很低；电流消耗很小，输出功率时的典型峰值电流为
6、.；芯片内部设置有专门的稳压电路，因此，使用任何电源（包括开关电源）均有很好的通信效果；每个芯片均可以通过软件设置最多地址，而且只有收到本机地址时才会输出数据（提供一个中断指示），同时编程也很方便；内置纠检错硬件电路和协议；采用技术可同时接收两个的数据；采用模式时，能适用极低的功率操作和不严格的执行；带有集成增强型内核、路、异步串口、串口和输出；内置看门狗；无需外部滤波器；可检验；带有数据时隙和数据时钟恢复功能。工作原理的内部结构原理及外部组成框图如图所示，下面介绍其工作原理。模式的 模式采用片上先进先出（）来进行低数据率的时钟同步和高数据率的传输，因此极大的降低了功耗。发射主要通过接口引脚、
7、和来完成。当请求发送数据时，置为高电平，此时的接收机地址和有效载荷数据作为的内部时钟，可用请求协议或将速率调至；置为低电平可激活发射。接收主要使用接口引脚、和来实现。当正确设置射频包输入载荷的地址和大小后，置为高电平可激活。此后便可在监测信息输入，若收到有效数据包，则给一个中断并置为高电平，以使以时钟形式输出有效载荷数据，待系统收到全部数据后再置为低此时如果保持高电平，则等待新的数据包。若置低电平，则开始接收新的序列。的双信道接收模式的技术为提供了两个独立的专用数字信道，因而可代替两个单独接收系统。图所示是同时双接收信道结构图。可以通过一个天线接口从相隔的两个接收机上接收数据。同时将两个数字信
8、道的输出反馈到两个单独的接口。具体的两个信道如下:数字信道：，；数字信道：，；应当说明的是,数字信道的频率只有在比数字信道的频率高出时，才能保证正常接收。图4典型应用的电源电压范围为.，可工作在的温度范围内。灵敏度为。图是的一个典型应用电路。该电路由陶瓷电容器（）、无线电收发器（）以及一个晶振组成，由图可见，该电路外围元nrf2401 中文资料（2） nRF2401 的收发模式有ShockBurstTM 收发模式和直接收发模式两种，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。3.1.1 ShockBurstTM 收发模式ShockBurstTM 收发模式下，使用片内的先入先出堆
9、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。nRF2401 的ShockBurstTM 技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。在ShockBurstTM 收发模式下，nRF2401 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，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发
10、射完毕。3.1.1.1 ShockBurstTM 发射流程接口引脚为CE，CLK1，DATAA. 当微控制器有数据要发送时，其把CE 置高，使nRF2401 工作；B. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401；C. 微控制器把CE 置低，激发nRF2401 进行ShockBurstTM 发射；D. nRF2401 的ShockBurstTM 发射 给射频前端供电； 射频数据打包(加字头、CRC 校验码)； 高速发射数据包； 发射完成，nRF2401 进入空闲状态。3.1.1.2 ShockBurstTM 接收流程接口引脚CE、DR1、CLK1 和DATA(接收通道1)A. 配置本
11、机地址和要接收的数据包大小；B. 进入接收状态，把CE 置高；C. 200us 后，nRF2401 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. nRF2401 通过把DR1(这个引脚一般引起微控制器中断)置高通知微控制器；F. 微控制器把数据从nRF2401 移出；G. 所有数据移完，nRF2401 把DR1 置低，此时，如果CE 为高，则等待下一个数据包，如果CE 为低，开始其它工作流程。3.1.2 直接收发模式在直接收发模式下，nRF2401 如传统的射频收发器一样工作。3.1.2.1
12、 直接发送模式接口引脚为CE、DATAA. 当微控制器有数据要发送时，把CE 置高；B. nRF2401 射频前端被激活；C. 所有的射频协议必须在微控制器程序中进行处理(包括字头、地址和CRC 校验码)。3.1.2.2 直接接收模式接口引脚为CE、CLK1 和DATAA. 一旦nRF2401 被配置为直接接收模式，DATA 引脚将根据天线接收到的信号开始高低变化(由于噪声的存在)；B. CLK1 引脚也开始工作；C. 一旦接收到有效的字头，CLK1 引脚和DATA 引脚将协调工作，把射频数据包以其被发射时的数据从DATA 引脚送给微控制器；D. 这头必须是8 位；E. DR 引脚没用上，所有
13、的地址和CRC 校验必须在微控制器内部进行。3.2 配置模式在配置模式，15 字节的配置字被送到nRF2401，这通过CS、CLK1 和DATA 三个引脚完成，具体的配置方法请参考本文的器件配置部分。3.3 空闲模式nRF2401 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，如外部晶振为4MHz 时工作电流为12uA，外部晶振为16MHz 时工作电流为32uA。在空闲模式下，配置字的内容保持在nRF2401 片内。3.4 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小于1uA。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。4. 器件配置nRF2401 的所有配置工作都是通过CS、CLK1 和DATA 三个引脚完成，把其配置为ShockBurstTM 收发模式需要15 字节的配置字，而如把其配
