单片机无线通信模块——NRF24L01

这是一个NRF24L01模块，如图1，它是一款2.4GHz的无线收发一体模块，我们使用它来实现单片机之间的无线通信。这个模块的核心元器件就是中间的这颗NRF24L01芯片，这颗芯片是欧美品牌，而外围模块则是中国制造。

图1 NRF24L01模块

它有着迷你的外形尺寸，使用起来非常方便。板载蛇行天线最大传输距离为100米。支持一对六数据通信。这个模块通过八个直插引脚与外界进行连接，供电电压为1.9至3.6伏，其他数据引脚可以直接连接3.3V或5V单片机。空中传输速率有2M、1M和250KHz可选。它与主控芯片之间的通信方式为4线SPI通信，最高速率为10MHZ。

图2 NRF24L01的电性能

这是模块的PCB布线图，第1、2引脚为电源引脚。第3引脚为模块的低电平使能引脚。第4引脚用于控制模块的片选，用于开始一个SPI通信。第5、6、7、8为模块的SPI通信口，他们依次为SPI总线时钟、主器件输出从器件输入、主器件输入从器件输出和中断信号输出引脚。如图3.

图3 引脚功能描述

这是两颗单片机借助NRF24L01实现无线通信的接线原理图，他们的连接非常简单。这个模块会占用单片机的6个引脚，我们使用单片机的2个普通IO端口连接模块的片选和使能引脚，用单片机的SPI引脚或普通IO口模拟SPI总线连接模块的SPI引脚即可实现数据交换。如图4.

图4 接线原理图

24单片机的结构及引脚是怎样｜成都仪器开发提供

SO单片机开发指南之24

太阳出来之后，迷茫的雾终将散去，世界也会越来清晰，在技术的路上越走越光明。

前面介绍的电路板设计是硬件设计的基础，本节开始正式进入单片机开发的章节，本节在前期的基础上进一步说明单片机的结构和引脚。

1、 什么是单片机

本文主要以51单片机开发为例来介绍。

单片机一般是电路板上的一块微处理器芯片，能运行程序，能执行数学计算、逻辑运算等运算，能接收以及输出信号，如数字信号，部分也片载模拟量信号接口，内部含有定时器、计数器以及串行通信接口等单元，有RAM用于临时存储运行过程数据，部分型号也有掉电不易失的存储器，有接口用于通讯等。

如图 1为单片机的结构概览，且划分为核心和外部引脚两个部分。

（1）单片机的核心部分（中间椭圆内区域）

->内核，单片机执行运算等的部分，如进行数学计算、逻辑运算的单元。

->RAM，用于存储运行过程中的临时数据，在单片机里程序执行过程中，会产生一些数据，如用户定义的临时变量等，基本都存在于RAM中。RAM只能用于数据暂存，掉电数据即丢失。

->程序存储器，用于存储程序的地方，用户编写的程序就存储在程序存储器里，程序存储器可扩展，需要额外的I/O（输入/输出）引脚。

->非易失存储器，部分单片机型号有此存储器，用于长期保存用户数据的存储器，一般掉电了也不会丢失。

->计数器，用于计数。外部信号高低电平变化会产生计数信息，如果需要，可接入指定的单片机引脚进行计数。

->计时器，计时=基准时间x计数，基准时间由内部或者外部晶振产生。一言概之，就是数一下晶振产生了多少个基准时间，就达到了计时的目的。

->其他。有的单片机还有片载PWM发生器等，这里不再赘述，具体的可以查阅单片机手册。

（2）外部引脚

->电源引脚。单片机有电才能工作，这是为单片机供电的引脚，一般的要求直流5V或者3.3V的电源为单片机供电。

->DI/DO引脚，用于数字量输入和输出的引脚，一般这种引脚即能输入也能输出。允许的输入输出的电平电压跟单片机的电源相关，通常如果单片机的电源是5V，那么对应的高电平就是5V，低电平为0V，同样的，如果是3.3V的电源，那么高电平为3.3V，低电平为0V。

->AI/AO接口，部分单片机有AI/AO接口，用于直接读取或者输出模拟量信号。

->通信接口。单片机上用于通信的接口，一般至少有串行通信接口，加上一些通信芯片和组件就能进行如RS232、RS485等通信。

->其他。

图 2是某单片机的引脚，可以看到引脚标识文字里有很多“/”符号，这就表示这个引脚是复用的，如第20脚“P3.2/INT0”,可以做普通的数字量输入输出引脚，也可以做外部中断0的输入引脚。每个引脚具体的含义，需要看手册或者说明书。

表 1 部分引脚含义说明

名称

说明

P0.0-P0.7

第0组数字量输入输出引脚

P1.0-P1.7

第1组数字量输入输出引脚

P2.0-P2.7

第2组数字量输入输出引脚

P3.0-P3.7

第3组数字量输入输出引脚

P4.0-P4.7

第4组数字量输入输出引脚

P5.4-P5.5

第5组数字量输入输出引脚

GND

单片机电源负极

VCC

单片机电源正极

ADC0-ADC7

片载的模拟量输入接口(即AI)

TXD

第1组串口发送端

RXD

第1组串口接收端

TXD_2

第2组串口发送端

RXD_2

第2组串口接收端，其余类推

INT0

外部中断0输入引脚

INT1

外部中断1输入引脚，其余类推

MOSI

第1组片载SPI接口，其余类推

MISO

SCLK

其他

请查阅该型号的开发说明书

3、主要用途

单片机的主要用途就是做控制器，承担数据采集、运算、控制、通信等任务，可以用于工业控制、仪器仪表、机电设备等自动化、监控监测等领域。

4、结语

本文根据作者的理解概略性地介绍单片机的内部结构和引脚，或许不够严谨准确，但对认知或多或少也是有帮助的，因为对于一般开发者来说更重要的是怎么使用，要想深入理解可以继续查阅。

本节完，精彩待续。

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