微型智能无线数传模块

    我们的模块使用Nordic公司的nRF24L01芯片开发而成,nRF24L01的每一个功能都经过仔细的评估和选择,来获得最小的成本和优化的性能。NORDIC的解决方案将为便携式采用电池供电的2.4GHz产品提供绝对低成本高性能的解决方案。nRF24L01特别适合采用钮扣电池供电的2.4G应用,整个解决方案包括链路层和MultiCeiver功能提供了比现有的 nRF24XX 更多的功能 和更低的电源消耗,这一点已经把竞争对手远远的抛在后面,与目前的蓝牙技术相比在提供更高速率的同时,而只需花更小的功耗。

    nRF24L01为满足全球范围内的无线电管理规定设计。这个芯片包括载波监测功能,可以用于在WLAN环境下的可靠通信。高速率和独特的切换时间减少了与跳频系统如蓝牙出现碰撞的可能。

应用领域:

    水电气三表、停车场咪表、智能卡、门禁考勤、无线排队、货场物流、防盗报警、智能仪器仪表、无功补偿、智能教学设备、体质检测智能设备、测量设备、自动控制、家居智能化、遥控、遥测、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF 智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、无线232、无线422/485 数据通信等领域的数据控制和数据抄录,购买我们产品的客户我们提供10多M的24L01应用资料。

微型智能无线数传模块 缺货!停止邮购(一对可以组成通讯)



一、模块介绍

(1) 2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用
(2) 最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合
(3) 126 频道,满足多点通信和跳频通信需要
(4) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制
(5) 低功耗1.9~3.6V 工作,待机模式下状态为22uA;掉电模式下为900nA
(6) 内置2.4Ghz 天线,体积小巧15*29mm
(7) 模块可软件设地址,只有收到本机地址时才会输出数据(提供中断指示),可接各种单片机编程非常方便
(8) 内置专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果
(9) 2.54mm间距接口,DIP封装
(10)与51系列单片机P0口连接时候,需要加10K的上拉电阻,与其余口连接不需要。
(11)工作于Enhanced ShockBurst 具有Automatic packethandling, Auto packet transaction handling,具有可选的内置包应答机制,极大的降低丢包率。
(12)其他系列的单片机,如果是5V的,请参考该系列单片机IO口输出电流大小,如果超过10mA,需要串联电阻分压,否则容易烧毁模块! 如果是3.3V的,可以直接和RF24l01模块的IO口线连接。比如AVR系列单片机如果是5V的,一般串接2K的电阻

    模块的传输距离在理想条件下可以达到100米,经过我们测试测试在1M速率下开阔地可以达到40米,如果降低速率可以到80米左右。隔墙大约能传20米左右,无线传输受太多因素影响没法理想化。

这是微型智能无线数传模块的内部电路图,点击这里可以下载NRF24L01的详细资料

二、接口电路:

(1) VCC脚接电压范围为1.9~3.6V之间,超过3.6V将会烧毁模块。推荐电压3.3V左右。
(2) 除电源VCC和接地端,其余脚都可以直接和普通的5V单片机IO口直接相连,无需电平转换。当然对3V左右的单片机更加适用了。
(3) 硬件上面没有SPI的单片机也可以控制本模块,用普通单片机IO口模拟SPI不需要单片机真正的串口介入,只需要普通的单片机IO口就可以了,当然用串口也可以了。

三、模块结构和引脚说明



四、模块的工作模式有四种:收发模式、配置模式、空闲模式、关机模式由PWR_UP register 、PRIM_RX register和CE决定,详见下表:



4.1 收发模式有Enhanced ShockBurstTM收发模式、ShockBurstTM收发模式和直接收发模式三种,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。

4.1.1 Enhanced ShockBurstTM收发模式。Enhanced ShockBurstTM收发模式下,使用片内的先入先出堆栈区,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。Enhanced ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。

在Enhanced ShockBurstTM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,将时发送过程完成后。

4.1.1.1 Enhanced ShockBurstTM发射流程

A. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入NRF24L01;
B. 配置CONFIG寄存器,使之进入发送模式。
C. 微控制器把CE置高(至少10us),激发NRF24L01进行Enhanced ShockBurstTM发射;
D. N24L01的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。

4.1.1.2 Enhanced ShockBurstTM接收流程

A. 配置本机地址和要接收的数据包大小;
B. 配置CONFIG 寄存器,使之进入接收模式,把CE置高。
C. 130us后,NRF24L01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. 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;F. 微控制器把数据从NewMsg_RF2401 读出;
G. 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。

4.1.2 ShockBurstTM收发模式 ShockBurstTM收发模式可以与Nrf2401a,02,E1及E2兼容,具体看N-RF2401文档。

4.2 空闲模式 NRF24L01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。

4.4 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为900nA左右。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。

五、配置NRF24L01模块 NRF2401的所有配置工作都是通过SPI完成,共有30字节的配置字。

    我们推荐NRF24L01工作于Enhanced ShockBurstTM 收发模式,这种工作模式下,系统的程序编制会更加简单,并且稳定性也会更高,因此,下文着重介绍把NRF24L01配置为Enhanced ShockBurstTM收发模式的器件配置方法。

ShockBurstTM的配置字使NRF24L01能够处理射频协议,在配置完成后,在NRF24L01工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,以实现接收模式和发送模式之间切换。

ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分:

数据宽度:声明射频数据包中数据占用的位数。这使得NRF24L01能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码;
地址宽度:声明射频数据包中地址占用的位数。这使得NRF24L01能够区分地址和数据;
地址:接收数据的地址,有通道0到通道5的地址;
CRC:使NRF24L01能够生成CRC校验码和解码。

    当使用NRF24L01片内的CRC技术时,要确保在配置字(CONFIG的EN_CRC) 中CRC校验被使能,并且发送和接收使用相同的协议。NRF24L01配置字的CONFIG寄存器的位描述如下表所示。NRF24L01 CONFIG 配置字描述

这是和89C2051单片机的应用线路图,点击这里可以下载51系列的C语言程序和汇编语言程序资料

配件:调试电路用杜邦免焊接连接线(一捆20根 优惠价:6元每根:0.3元一根

    这是双头20厘米长的杜邦线,采用优质彩虹12股排线通过机器自动加工,品质有保证,现在的电子模块一般都采用标准的插针作为电路接口,杜邦线可以非常牢靠地和插针连接,无需焊接,可以快速进行电路试验,40位直排针 1元一根 。

六、参考源代码

#include <reg51.h>
//<nRF2401_Pins 对应引脚>
sbit MISO =P1^3;
sbit MOSI =P1^4;
sbit SCK =P1^5;
sbit CE =P1^6;
sbit CSN =P3^7;
sbit IRQ =P1^2;
sbit LED2 =P3^5;
sbit LED1 =P3^4;
sbit KEY1 =P3^0;
sbit KEY2 =P3^1;
// SPI(nRF24L01) commands
#define READ_REG 0x00 // Define read command to register
#define WRITE_REG 0x20 // Define write command to register
#define RD_RX_PLOAD 0x61 // Define RX payload register address
#define WR_TX_PLOAD 0xA0 // Define TX payload register address
#define FLUSH_TX 0xE1 // Define flush TX register command
#define FLUSH_RX 0xE2 // Define flush RX register command
#define REUSE_TX_PL 0xE3 // Define reuse TX payload register command
#define NOP 0xFF // Define No Operation, might be used to read status register
//***************************************************//
// SPI(nRF24L01) registers(addresses)
#define CONFIG 0x00 // 'Config' register address
#define EN_AA 0x01 // 'Enable Auto Acknowledgment' register address
#define EN_RXADDR 0x02 // 'Enabled RX addresses' register address
#define SETUP_AW0x03 // 'Setup address width' register address
#define SETUP_RETR 0x04 // 'Setup Auto. Retrans' register address
#define RF_CH 0x05 // 'RF channel' register address
#define RF_SETUP 0x06 // 'RF setup' register address
#define STATUS 0x07 // 'Status' register address
#define OBSERVE_TX 0x08 // 'Observe TX' register address
#define CD 0x09 // 'Carrier Detect' register address
#define RX_ADDR_P0 0x0A // 'RX address pipe0' register address
#define RX_ADDR_P1 0x0B // 'RX address pipe1' register address
#define RX_ADDR_P2 0x0C // 'RX address pipe2' register address
#define RX_ADDR_P3 0x0D // 'RX address pipe3' register address
#define RX_ADDR_P4 0x0E // 'RX address pipe4' register address
#define RX_ADDR_P5 0x0F // 'RX address pipe5' register address
#define TX_ADDR 0x10 // 'TX address' register address
#define RX_PW_P0 0x11 // 'RX payload width, pipe0' register address

#define RX_PW_P1 0x12 // 'RX payload width, pipe1' register address
#define RX_PW_P2 0x13 // 'RX payload width, pipe2' register address
#define RX_PW_P3 0x14 // 'RX payload width, pipe3' register address
#define RX_PW_P4 0x15 // 'RX payload width, pipe4' register address
#define RX_PW_P5 0x16 // 'RX payload width, pipe5' register address
#define FIFO_STATUS 0x17 // 'FIFO Status Register' register address
//------------------------------------------------------------
// 写一个字节到24L01,同时读出一个字节
uchar SPI_RW(uchar byte)
{
uchar bit_ctr;
for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
{
MOSI = (byte & 0x80); // output 'byte', MSB to MOSI
byte = (byte << 1); // shift next bit into MSB..
SCK = 1; // Set SCK high..
byte |= MISO; // capture current MISO bit
SCK = 0; // ..then set SCK low again
}
return(byte); // return read byte
}
// 向寄存器reg写一个字节,同时返回状态字节
uchar SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE value)
{
uchar status;
CSN = 0; // CSN low, init SPI transaction
status = SPI_RW(reg); // select register
SPI_RW(value); // ..and write value to it..
CSN = 1; // CSN high again
return(status); // return nRF24L01 status byte
}
// 读出bytes字节的数据
uchar SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)
{
uchar status,byte_ctr;
CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranaction
status = SPI_RW(reg); // Select register to write to and read status byte
for(byte_ctr=0;byte_ctr<bytes;byte_ctr++)
pBuf[byte_ctr] = SPI_RW(0); //
CSN = 1;
return(status); // return nRF24L01 status byte
}
// 写入bytes字节的数据

uchar SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)
{
uchar status,byte_ctr;
CSN = 0;
status = SPI_RW(reg);
for(byte_ctr=0; byte_ctr<bytes; byte_ctr++) //
SPI_RW(*pBuf++);
CSN = 1; // Set CSN high again
return(status); //
}
// 接收函数,返回1表示有数据收到,否则没有数据接受到
unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
{
unsigned char revale=0;
// set in RX mode
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // Set PWR_UP bit, enable CRC(2 bytes) &
Prim:RX. RX_DR enabled..
CE = 1; // Set CE pin high to enable RX device
dalay130us();
sta=SPI_Read(STATUS); // read register STATUS's value
if(RX_DR) // if receive data ready (RX_DR) interrupt
{
CE = 0; // stand by mode
SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from
RX_FIFO buffer
revale =1;
}
SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);// clear RX_DR or TX_DS or MAX_RT interrupt
flag
return revale;
}
// 发送函数
void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_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.Ack
SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); // Writes data to TX payload
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // Set PWR_UP bit, enable CRC(2 bytes) &
Prim:TX. MAX_RT & TX_DS enabled..
CE=1;

dalay10us();
CE=0;
}
// 配置函数
void nRF24L01_Config(void)
{
//initial io
CE=0; // chip enable
CSN=1; // Spi disable
SCK=0; // Spi clock line init high
CE=0;
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // Set PWR_UP bit, enable CRC(2 bytes) &
Prim:RX. RX_DR enabled..
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // Enable Pipe0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_AW, 0x02); // Setup address width=5 bytes
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0x1a); // 500us + 86us, 10 retrans...
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); // TX_PWR:0dBm, Datarate:1Mbps,
LNA:HCURR
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH);
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); CE=1; //
}

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