無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)2.4ghz模塊rf24l01

1、RF24L01無(wú)線(xiàn)通訊模塊開(kāi)發(fā)指南作者胡文明一、模塊介紹RF24L01模塊有兩個(gè)型號(hào)：RF24L01B和RF24L01SERF24L01B（PCB板載天線(xiàn)） (尺寸：37mm*18mm*1.6mm)RF24L01SE （外置天線(xiàn)）(尺寸：30mm*18mm*1.6mm)RF24L01特點(diǎn)：(1) 2.4Ghz 全球開(kāi)放ISM 頻段免證使用(2) 最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，適合工業(yè)控制場(chǎng)合能力強(qiáng)，特別(3)(4)(5)126 頻道，滿(mǎn)足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要 內(nèi)置硬件CRC 檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制低功耗1.9 - 3.6V 工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)為22uA；掉電模式下為900n

2、A內(nèi)置2.4Ghz 天線(xiàn)，體積小巧 34mm X 17mm模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會(huì)輸出數(shù)據(jù)（提供中斷指示)，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便內(nèi)置專(zhuān)門(mén)穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC 開(kāi)關(guān)電源均有很好的通信效果(9) 標(biāo)準(zhǔn)DIP間距接口，便于應(yīng)用(10) 工 作 于 EnhancedShockBurst具 有 Automaticpackethandling, Auto packet tranion handling,具有可選的內(nèi)置包應(yīng)答機(jī)制，極大的降低丟包率。與51系列單片機(jī)P0口連接時(shí)候，需要加10K的上拉電阻,與其余口連接不需要。其他系列的單片機(jī)，如果是5V的，請(qǐng)

3、參考該系列單片機(jī) IO口輸出電流大小，如果超過(guò)10mA，需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒毀模塊! 如果是3.3V的，可以直接和RF2401模塊的IO口線(xiàn)連接。比如AVR系列單片機(jī)如果是5V的，一般串接2K的電阻。二、接口電路說(shuō)明：(1) VCC腳接電壓范圍為1.9V3.6V之間，不能在這個(gè)區(qū)間之外，超過(guò)3.6V將會(huì)燒毀模塊。電壓3.3V左右。除電源VCC和接地端，其余腳都可以直接和普通的5V單片機(jī) IO口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對(duì)3V左右的單片機(jī)更加適用了。硬件上面沒(méi)有SPI的單片機(jī)也可以控制本模塊，用普通單片機(jī)IO口模擬SPI不需要單片機(jī)真正的串口介入，只需要普通的單片機(jī)IO口就可以了，當(dāng)然

4、用串口也可以了。9腳接地腳,需要和母板的邏輯地連接起來(lái)；2腳和9腳懸空。排針間距為100mil,標(biāo)準(zhǔn)DIP插針，如果需要其他封裝接口，比如密腳插針，或者其他形式的接口，可以們定做。三、模塊結(jié)構(gòu)和引腳說(shuō)明模塊使用公司的 RF24L01開(kāi)發(fā)而成。四、工作方式RF24L01有工作模式有四種：收發(fā)模式配置模式空閑模式關(guān)機(jī)模式工作模式由PWR_UP見(jiàn)下表。register、PRIM_RX register和CE決定，詳4.1 收發(fā)模式收 發(fā) 模 式 有 EnhancedShockBurstTM 收 發(fā) 模 式 、ShockBurstTM收發(fā)模式和直接收發(fā)模式三種，收發(fā)模式由器件配置字決定，具體配置將在器

5、件配置部分詳細(xì)介紹。4.1.1 EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式下，使用片內(nèi)的先入先出堆棧區(qū)，數(shù)據(jù)低速?gòu)奈⒖刂破魉腿?，但高?1Mbps)發(fā)射，這樣可以盡量節(jié)能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。與射頻協(xié)議相關(guān)的所有高速信號(hào)處理都在片內(nèi)進(jìn)行，這種做法有三大好處：盡量節(jié)能；低的系統(tǒng)費(fèi)用(低速微處理器也能進(jìn)行高速射頻發(fā)射)；數(shù)據(jù)在空中停留時(shí)間短，抗干擾性高。Enhanced平均工作電流。在Enhanced理字頭和CRCShockBurstTM技術(shù)同時(shí)也減小了整個(gè)系統(tǒng)的ShockBurstTM收發(fā)模式下， RF24

6、L01自動(dòng)處。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)把字頭和CRC移去。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)加上字頭和CRC置CE為高，至少10us，將時(shí)發(fā)送過(guò)程完成后。，在發(fā)送模式下，4.1.1.1 Enhanced ShockBurstTM發(fā)射流程A. 把的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時(shí)序送入RF24L01；B. 配置CONFIG寄存器，使之進(jìn)入發(fā)送模式。 C. 微控制器把CE置高（至少10us），激發(fā)RF24L01進(jìn)行Enhanced ShockBurstTM發(fā)射； D. RF24L01的Enhanced ShockBurstTM發(fā)射(1) 給射頻前端供電；(2)射頻數(shù)據(jù)打包(加字頭、CRC)；(3)高速發(fā)射數(shù)據(jù)包；(4)發(fā)射完成，

7、RF24L01進(jìn)入空閑狀態(tài)。4.1.1.2 EnhancedShockBurstTM接收流程 A. 配置本機(jī)地址和要接收的數(shù)據(jù)包大小； B. 配置CONFIG寄存器，使之進(jìn)入接收模式，把CE置高。C. 130us后，RF24L01進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)包的到來(lái)； D. 當(dāng)接收到正確的數(shù)據(jù)包(正確的地址和CRC字頭、地址和CRC校驗(yàn)位移去；)，RF2401自動(dòng)把E. RF24L01通過(guò)把SUS寄存器的RX_DR置位(SUS一般引起微控制器中斷)通知微控制器； F. 微控制器把數(shù)據(jù)從RF2401讀出； G. 所有數(shù)據(jù)完畢后，可以清除SUS寄存器。RF2401可以進(jìn)入四種主要的模式之一。4.1.2S

8、hockBurstTM收發(fā)模式ShockBurstTM收發(fā)模式可以與Nrf2401a,02,E1及E2兼容，具體表述前看本公司的-RF2401文檔。4.2 空閑模式RF24L01的空閑模式是為了減小平均工作電流而設(shè)計(jì)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)，縮短的起動(dòng)時(shí)間。在空閑模式下，部分片內(nèi)晶振仍在工作，此時(shí)的工作電流跟外部晶振的頻率有關(guān)。4.4 關(guān)機(jī)模式在關(guān)機(jī)模式下，為了得到最小的工作電流，一般此時(shí)的工作電流為900nA左右。關(guān)機(jī)模式下，配置字的內(nèi)容也會(huì)被保持在RF2401片內(nèi)，這是該模式與斷電狀態(tài)最大的區(qū)別。五、配置RF24L01模塊RF2401的所有配置工作都是通過(guò)SPI完成，共有30字節(jié)的

9、配置字。RF24L01工作于EnhancedShockBurstTM 收發(fā)模式，這種工作模式下，系統(tǒng)的程序編制會(huì)更加簡(jiǎn)單，并且穩(wěn)定性也會(huì)更高，因此，下文著重介紹把RF24L01配置為EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式的器件配置方法。ShockBurstTM的配置字使RF24L01能夠處理射頻協(xié)議，在配置完成后，在RF24L01工作的過(guò)程中，只需改變其最低一個(gè)字節(jié)中的內(nèi)容，以實(shí)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(gè)部分：數(shù)據(jù)寬度：射頻數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)占用的位數(shù)。這使得RF24L01能夠區(qū)分接收數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)和CRC；地址寬度：射頻數(shù)據(jù)包中地址占用

10、的位數(shù)。這使得RF24L01能夠區(qū)分地址和數(shù)據(jù)；地址：接收數(shù)據(jù)的地址，有通道0到通道5的地址；CRC：使RF24L01能夠生成CRC和。當(dāng)使用RF24L01片內(nèi)的CRC技術(shù)時(shí)，要確保在配置字(CONFIG的EN_CRC)中CRC校驗(yàn)被使能，并且發(fā)送和接收使用相同的協(xié)議。RF24L01配置字的CONFIG寄存器的位描述如下表所示。RF24L01 CONFIG配置字描述六、參考源代碼#include / sbitMISO =P13;sbitMOSI =P14;sbit SCK sbit CE sbit CSN sbit IRQ=P15;=P16;=P37;=P12;sbit sbit sbit s

11、bitLED2 LED1 KEY1 KEY2=P35;=P34;=P30;=P31;/ SPI(nRF24L01)#define READ_REG #define WRITE_REG #define RD_RX_PLOAD #define WR_TX_PLOAD #define FLUSH_TX #define FLUSH_RX #define REUSE_TX_PL #define NOPregisterds0 x000 x200 x610 xA00 xE10 xE20 xE30 xFF/ Define read/ Define writed to register d to registe

12、r/ Define RX payload register address/ Define TX payload register address/ Define flush TX register/ Define flush RX registerd d/ Define reuse TX payload registerd/ Define No Operation, might be used to read sus/*/ SPI(nRF24L01) registers(addresses)#define CONFIG #define EN_AA #define EN_RXADDR0 x00

13、0 x010 x020 x030 x040 x050 x060 x070 x080 x090 x0A0 x0B0 x0C0 x0D0 x0E0 x0F0 x100 x110 x120 x130 x140 x15/ Config register address/ Enable Auto Acknowledgment register address/ Enabled RX addresses register address/ Setup address width register address/ Setup Auto. Retrans register address/ RF chann

14、el register address/ RF setup register address#def #defTUP_AW TUP_RETR#define RF_CH#define RF_SETUP#define SUS/ Sus register address#define OBSERVE_TX #define CD#define RX_ADDR_P0 #define RX_ADDR_P1 #define RX_ADDR_P2 #define RX_ADDR_P3 #define RX_ADDR_P4 #define RX_ADDR_P5 #define TX_ADDR #define R

15、X_PW_P0 #define RX_PW_P1 #define RX_PW_P2 #define RX_PW_P3 #define RX_PW_P4/ Observe TX register address/ Carrier Detect register address/ RX address pipe0 register address/ RX address pipe1 register address/ RX address pipe2 register address/ RX address pipe3 register address/ RX address pipe4 regi

16、ster address/ RX address pipe5 register address/ TX address register address/ RX payload width, pipe0 register address/ RX payload width, pipe1 register address/ RX payload width, pipe2 register address/ RX payload width, pipe3 register address/ RX payload width, pipe4 register address#define RX_PW_

17、P50 x16/ RX payload width, pipe5 register address#defineFIFO_SUS0 x17/FIFOSusRegisterregisteraddress/-/ 寫(xiě)一個(gè)字節(jié)到24L01，同時(shí)讀出一個(gè)字節(jié)uchar SPI_RW(uchar byte)uchar bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr8;bit_ctr+) / output 8-bitMOSI = (byte & 0 x80); byte = (byte 1); SCK = 1;byte |= MISO; SCK = 0;return(byte);/ output

18、 byte, MSB to MOSI/ shift next bito MSB./ Set SCK high./ capture current MISO bit/ .then set SCK low again/ return read byte/向寄存器reg寫(xiě)一個(gè)字節(jié)，同時(shí)返回狀態(tài)字節(jié)uchar SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE value)uchar sus;CSN = 0;/ CSN low, init SPI tran/ select register/ .and write value to it./ CSN high againionsus = SPI_RW(

19、reg);SPI_RW(value); CSN = 1;return(sus);/ return nRF24L01 sus byte/ 讀出bytes字節(jié)的數(shù)據(jù)uchar SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)uchar sus,byte_ctr;CSN = 0;us = SPI_RW(reg);/ Set CSN low, init SPI tranaction/ Select register to write to and read sus bytefor(byte_ctr=0;byte_ctrbytes;byte_ctr+)pBuf

20、byte_ctr = SPI_RW(0);/CSN = 1;return(sus);/ return nRF24L01 sus byte/ 寫(xiě)入bytes字節(jié)的數(shù)據(jù)uchar SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)uchar sus,byte_ctr;CSN = 0;sus = SPI_RW(reg);for(byte_ctr=0; byte_ctrbytes; byte_ctr+) / SPI_RW(*pBuf+);CSN = 1;return(/ Set CSN high againus);/ 接收函數(shù)，返回1表示有數(shù)據(jù)收到，否則沒(méi)有

21、數(shù)據(jù)接受到unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)unsigned char revale=0;/ set in RX modeSPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0 x0f);bytes) & Prim:RX. RX_DR enabled.CE = 1; / Set Cn high to enable RX device dalay130us();/ Set PWR_UP bit, enable CRC(2sta=SPI_Read(SUS); / read register SUSs valueif

22、(RX_DR)CE = 0;/ if receive data ready (RX_DR)errupt/ stand by modeSPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);/ read receive payloadfrom RX_FIFO buffer revale =1;SPI_RW_Reg(WRITE_REG+Serrupt flagUS,sta);/ clear RX_DR or TX_DS or MAX_RTreturn revale;/ 發(fā)送函數(shù)void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx

23、_buf)CE=0;/SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);Writes TX_Address to nRF24L01/SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); /RX_Addr0 same as TX_Adr for Auto.AckSPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); / Writes dao TXpayloadSPI_RW_Reg(WRITE_REG +

24、 CONFIG, 0 x0e);/ Set PWR_UP bit, enable CRC(2bytes) & Prim:TX. MAX_RT & TX_DS enabled. CE=1;dalay10us(); CE=0;/ 配置函數(shù)void nRF24L01_Config(void)/initial ioCE=0;/ chip enableCSN=1;/ SisableSCK=0; CE=0;/ Spi clock line init highSPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0 x0f);/ Set PWR_UP bit, enable CRC(2bytes) & Prim:RX. RX_DR enabled.SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0 x01);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0 x01);/ Enablpe0SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_AW, 0 x02);/ Setup address width=5 bytes S