【众拳】基于STM8的NRF24L01 2.4G无线模块实验

NRF24L01 简介
NRF24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信通信芯片，采用FSK 调制，集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度最高可达到2Mbps。


NRF24L01 模块简介

CSN：SPI片选线
SCK：SPI时钟线
MOSI：SPI数据线(主机输出，从机输入)
MISO：SPI数据线(主机输入，从机输出)


CE：模式控制线，在CSN为低的情况下，CE协同CONFIG寄存器共同决定NRF24L01 的状态（参照NRF24L01 的状态机）


IRQ：中断信号线，中断时变为低电平，在以下三种情况变低：Tx FIFO 发完并且收到ACK（使能ACK情况下）、Rx FIFO 收到数据、达到最

大重发次数。



NRF24L01 SPI通讯时序图

空闲状态SCK为0，CPOL=0；数据在时钟第一个时间边沿采集，CPHA=0；
Cn：SPI命令位
Sn：STATUS寄存器位        
Dn：数据位（ MSB，多字节传输时，低字节在前）

NRF24L01 工作模式介绍

其中，收发模式又有： Enhanced ShockBurst收发模式和ShockBurst收发模式，只有Enhanced ShockBurst收发模式支持自动ACK和自动重发。开启自动ACK，则默认选择Enhanced模式
Enhanced ShockBurst 模式介绍
Enhanced ShockBurst收发模式，使用片内的先入先出堆栈区，数据可以低速从微控制器送入，高速(1Mbps/2Mbps)从芯片发射，这样可以尽量节能。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3大好处：
1，节能；
2，低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；
3，数据在空中停留时间短，抗干扰性高；
    在Enhanced ShockBurst收发模式下，NRF24L01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，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将使能发送过程。
Enhanced ShockBurst模式：发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便发送方检测有无数据丢失，一旦丢失则重发数据。重发数据设置在地址为 0X04 的数据重发设置寄存器 用于设置其重发次数及设置在未收到应答信号后等待重发的时间。
    在接收模式下，最多可以接收6路不通的数据。每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。也就是说6 个不同的NRF24L01 设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的NRF24L01 进行通讯，而设置为接收模式的NRF24L01可以对这6 个发射端进行识别。数据通道0 是唯一的一个可以配置为40 位自身地址的数据通道。1~5 数据通道都为8 位自身地址和32 位公用地址(由通道1设置)。所有的数据通道都可以设置为Enhanced ShockBurst 模式。

在接收端，确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号。

在发送端，通道0被用作接收应答信号，因此通道0的接收地址要与发送地址端地址相等，以确保接收到正确的应答信号。

Enhanced ShockBurst 发送模式

初始化过程：
1）写Tx 节点的地址 TX_ADDR
2）写Rx 节点的地址（主要是为了使能Auto Ack） RX_ADDR_P0
3）使能AUTO ACK EN_AA
4）使能PIPE 0 EN_RXADDR
5）配置自动重发次数 SETUP_RETR
6）选择通信频率 RF_CH  频率计算公式：2400+RF_CH  (Mhz)
7）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率） RF_SETUP
8）配置24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。
发送流程:
1. 把地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01；
2. 配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式；
3. 微控制器把CE置高（至少10us），激发Enhanced ShockBurstTM发射；
4. Enhanced ShockBurstTM发射：
①给射频前端供电；
②射频数据打包(加字头、CRC校验码)；
③ 高速发射数据包；
④发射完成，NRF24L01进入空闲状态。
Enhanced ShockBurst 接收模式

初始化过程:
1）写Rx 节点的地址 RX_ADDR_P0
2）使能AUTO ACK EN_AA
3）使能PIPE 0 EN_RXADDR
4）选择通信频率 RF_CH
5）选择通道0 有效数据宽度 RX_PW_P0
6）配置发射参数（低噪放大器增益、发射功率、无线速率） RF_SETUP
7）配置24L01 的基本参数以及切换工作模式 CONFIG。

接收流程:
1. 配置接收地址和要接收的数据包大小；
2. 配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高。
3. 130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；
4. 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；
5. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中断)通知微控制器；
6. 微控制器把数据从FIFO读出(0X61指令)；
7. 所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以进入四种主要的模式之一；

NRF24L01-SPI指令


寄存器介绍













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2017-11-30 09:59 上传

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