2.4ghz射頻收發(fā)芯片nrf2401及其應(yīng)用

《2.4ghz射頻收發(fā)芯片nrf2401及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)——幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)www.symcukf.com2.4GHz射頻收發(fā)芯片nRF2401及其應(yīng)用摘要：本文介紹了工作于2.4GHzISM頻段的射頻收發(fā)芯片nRF2401的芯片結(jié)構(gòu)、引腳功能、工作模式、接收與發(fā)送的工作流程，詳細(xì)描述了nRF2401的器件配置，給出了應(yīng)用電路圖，分析了PCB設(shè)計(jì)時應(yīng)該注意的問題，最后對全文進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：nRF2401；射頻；無線通信；收發(fā)芯片1.引言nRF2401是單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4～2.5GHzISM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)制器等功能模塊，輸出功率和通信

2、頻道可通過程序進(jìn)行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率發(fā)射時，工作電流只有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(jì)更方便。其DuoCeiverTM技術(shù)使nRF2401可以使用同一天線，同時接收兩個不同頻道的數(shù)據(jù)。nRF2401適用于多種無線通信的場合，如無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無線鼠標(biāo)、遙控開鎖、遙控玩具等。2.芯片結(jié)構(gòu)、引腳說明2.1芯片結(jié)構(gòu)nRF2401內(nèi)置地址解碼器、先入先出堆棧區(qū)、解調(diào)處理器、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便。QFN24引腳封

3、裝，外形尺寸只有5×5mm。nRF2401的功能模塊如圖1所示。1沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)——幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)www.symcukf.com圖２nRF2401引腳圖2.2引腳說明表1：nRF2401引腳（附：此處引腳11和12有誤）2沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)——幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)www.symcukf.com3.工作模式nRF2401有工作模式有四種：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三個引腳決定，詳見表2。表2：nRF2401工作模式3.1收發(fā)模式nRF2401的收發(fā)模式有Shoc

4、kBurstTM收發(fā)模式和直接收發(fā)模式兩種，收發(fā)模式由器件配置字決定，具體配置將在器件配置部分詳細(xì)介紹。3.1.1ShockBurstTM收發(fā)模式ShockBurstTM收發(fā)模式下，使用片內(nèi)的先入先出堆棧區(qū)，數(shù)據(jù)低速從微控制器送入，但高速(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)在空中停留時間短，抗干擾性高。nRF2401的ShockBurstTM技術(shù)同時也減小了整個系統(tǒng)的平均工作

5、電流。在ShockBurstTM收發(fā)模式下，nRF2401自動處理字頭和CRC校驗(yàn)碼。在接收數(shù)據(jù)時，自動把字頭和CRC校驗(yàn)碼移去。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，自動加上字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。3.1.1.1ShockBurstTM發(fā)射流程接口引腳為CE，CLK1，DATAA.當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，其把CE置高，使nRF2401工作；B.把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時序送入nRF2401；C.微控制器把CE置低，激發(fā)nRF2401進(jìn)行ShockBurstTM發(fā)射；D.nRF2401的ShockBurstTM發(fā)射2給射頻

6、前端供電；2射頻數(shù)據(jù)打包(加字頭、CRC校驗(yàn)碼)；2高速發(fā)射數(shù)據(jù)包；2發(fā)射完成，nRF2401進(jìn)入空閑狀態(tài)。3.1.1.2ShockBurstTM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)據(jù)包大?。籅.進(jìn)入接收狀態(tài)，把CE置高；C.200us后，nRF2401進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)包的到來；D.當(dāng)接收到正確的數(shù)據(jù)包(正確的地址和CRC校驗(yàn)碼)，nRF2401自動把字頭、地址和CRC校驗(yàn)位移去；E.nRF2401通過把DR1(這個引腳一般引起微控制器中斷)置高通知微控制器；F.微控制器把數(shù)據(jù)從nRF2401移出；G

7、.所有數(shù)據(jù)移完，nRF2401把DR1置低，此時，如果CE為高，則等待下一個數(shù)據(jù)包，如果CE為低，開始其它工作流程。3.1.2直接收發(fā)模式在直接收發(fā)模式下，nRF2401如傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器一樣工作。3沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)——幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)www.symcukf.com3.1.2.1直接發(fā)送模式接口引腳為CE、DATAA.當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，把CE置高；B.nRF2401射頻前端被激活；C.所有的射頻協(xié)議必須在微控制器程序中進(jìn)行處理(包括字頭、地址和CRC校驗(yàn)碼)。3.1.2.2直接接收模式接口引腳為CE、CLK1和DATAA.一旦nRF240

8、1被配置為直接接收模式，DATA引腳將