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

NRF24L01+中文翻译之器件总体介绍（一）

导读：对于初学者来说，最痛苦的莫过于看英文技术手册，所以当初小白的自己就会想，要是有人将这些手册翻译成中文就好了。但是对于高手而言，他又不屑于翻译手册，因为他直接就能看懂，根本不需要翻译。所以在寻找 NRF24L01+ 的中文手册无果之后，萌生了翻译这篇文章的想法。首先无线数据传输这个技术我很感兴趣，其次这个芯片非常适合初学者去掌握模块的使用方法，这个模块的应用也相当广泛，所以历经一星期的时间将其翻译成了中文，方便他人，亦是方便自己。

-----------------------------------详情请看英文技术手册2018/05/06

nRF24L01 +是一款带有嵌入式基带协议引擎（Enhanced ShockBurst™）的单芯片 2.4GHz 收发器，适用于超低功耗无线应用。 nRF24L01 +设计用于 2.400-2.4835GHz的全球 ISM 频段。要用 nRF24L01 +设计无线电系统，您只需要一个MCU（微控制器）和一些外部无源组件。您可以通过串行外设接口（SPI）来操作和配置 nRF24L01 +。寄存器映射可通过 SPI 访问，其中包含 nRF24L01 +中的所有配置寄存器，并且可在芯片的所有操作模式下访问。嵌入式基带协议引擎（Enhanced ShockBurst™）基于数据包通信，支持从手动操作到高级自治协议操作等各种模式。内部 FIFO 确保无线电前端和系统 MCU 之间的数据流畅通。 Enhanced Shock Burst™通过处理所有高速链路层操作来降低系统成本。无线电前端使用 GFSK 调制。它具有用户可配置的参数，如频道，输出功率和空中数据速率。nRF24L01 +支持 250 kbps，1 Mbps 和 2Mbps 的空中数据速率。高空中数据速率与两种省电模式相结合，使 nRF24L01 +非常适合超低功耗设计。nRF24L01 +与 nRF24L01 直接兼容，并与 nRF2401A，nRF2402，nRF24E1 和 nRF24E2 在空中兼容。 nRF24L01 +中的互调和宽带阻塞值与 nRF24L01相比有了很大的改进，并且 nRF24L01 +的内部滤波功能增加了满足 RF 监管标准的余量。内部稳压器确保高电源抑制比（PSRR）和宽电源范围。

nRF24L01 +的特点包括：

•信号

X 全球 2.4GHz ISM 频段操作

X 126 个 RF 通道

X 公共 RX 和 TX 接口

X GFSK 调制

X 250kbps，1 和 2Mbps 空中数据速率

X 1MHz 非重叠信道间隔，1Mbps

X 2MHz 非重叠信道间隔，2Mbps

•发射机

X 可编程输出功率：0，-6，-12 或-18dBm

输出功率为 0dBm 时 X 11.3mA

•接收器

X Fast AGC 改善动态范围

X 集成通道过滤器

在 2Mbps 时 X 13.5mA

2Mbps 时灵敏度为-82dBm

在 1Mbps 时X-85dBm 灵敏度

250kbps 时灵敏度为-94dBm

•RF 合成器

X 完全集成的合成器

X 无需外部回路滤波器，VCO 变容二极管或谐振器

X 接受低成本±60ppm 16MHz 晶振

•增强 ShockBurst™

X 1 到 32 个字节的动态净荷长度

X 自动数据包处理

X 自动数据包事务处理

X 6 数据管道 MultiCeiver™用于 1：6 星形网络

• 能源管理

X 集成稳压器

X 1.9 至 3.6V 电源范围

X 具有快速启动时间的空闲模式，用于高级电源管理

X26μA 待机 I 模式，900nA 掉电模式

X 最大 1.5ms 从掉电模式启动

X Max 130us 从待机I 模式启动

•主机接口

X 4 针硬件 SPI

X 最大 10Mbps

X 3 级 32 个字节的 TX 和 RX FIFO

X 5V 宽容输入

•紧凑型 20 引脚 4x4mm QFN 封装

-THE END-

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