2.4G NRF24L01无线模块总结

前言

  最近野火STM32论坛(www.firebbs.cn)发起了一个开源平衡车的项目，于是就跟着大家一起动手做起了开源平衡车，其中就用到了2.4G NRF24L01无线模块。通过对NRF24L01中英文手册的参考，对其做如下总结，将主要的知识点以博客的形式呈现出来。如果想要对NRF24L01进行更深入的理解，还请以中英文手册为主（本博文内容都能在中英文手册中找到）。

一、概述

   NRF24L01是一款工作在2.4G~2.5GHz世界通用的ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型ShockBurst模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。

二、基本功能

  1)真正的GFSK单片式收发芯片   2)增强型ShockBurst功能   3)地址及CRC校验功能   4)无线速率：1或2Mbps   5)SPI接口速率：0~8Mbps   6)125个可选的工作频道   7)低工作电压：1.9~3.6V

三、模块引脚说明

  下面以深圳云佳科技有限公司的NRF24L01模块为例，对2.4G NRF24L01模块引脚进行说明。模块如下图所示。   GND——GND   VCC——VCC   CE——数字输入，RX或TX模式选择   CSN——数字输入，SPI片选信号   SCK——数字输入，SPI时钟   MOSI——数字输入，从SPI数据输入脚   MISO——数字输出，从SPI数据输出脚   IRQ——数字输出，可屏蔽中断脚

四、NRF24L01的SPI命令宏定义

#define NRF_READ_REG 0X00 //读配置寄存器 #define NRF_WRITE_REG 0X20 //写配置寄存器 #define RD_RX_PLOAD 0X61 //读RX有效数据：1~32个字节 #define WR_TX_PLOAD 0XA0 //写TX有效数据：1~32个字节 #define FLUSH_TX 0XE1 //清除TX FIFO寄存器，发射模式下 #define FLUSH_RX 0XE2 //清除RX FIFO寄存器，接收模式下 #define REUSE_TX_PL 0XE3 //重新使用上一包有效数据 #define NOP 0xFF //空操作

五、NRF24L01相关寄存器地址宏定义

#define CONFIG 0X00 //配置寄存器 #define EN_AA 0X01 //使能自动应答功能 #define EN_RXADDR 0X02 //接收地址允许 #define SETUP_AW 0X03 //设置地址宽度 #define SETUP_RETR 0X04 //建立自动重发 #define RF_CH 0X05 //射频通道 #define RF_SETUP 0X06 //射频寄存器 #define STATUS 0X07 //状态寄存器 #define OBSERVE_TX 0X08 //发送检测寄存器 #define CD 0X09 //载波检测 #define RX_ADDR_P0 0X0A //数据通道0接收地址 #define RX_ADDR_P1 0X0B //数据通道1接收地址 #define RX_ADDR_P2 0X0C //数据通道2接收地址 #define RX_ADDR_P3 0X0D //数据通道3接收地址 #define RX_ADDR_P4 0X0E //数据通道4接收地址 #define RX_ADDR_P5 0X0F //数据通道5接收地址 #define TX_ADDR 0X10 //发送地址 #define RX_PW_P0 0X11 //接收数据通道0有效数据宽度 #define RX_PW_P1 0X12 //接收数据通道1有效数据宽度 #define RX_PW_P2 0X13 //接收数据通道2有效数据宽度 #define RX_PW_P3 0X14 //接收数据通道3有效数据宽度 #define RX_PW_P4 0X15 //接收数据通道4有效数据宽度 #define RX_PW_P5 0X16 //接收数据通道5有效数据宽度 #define FIFO_STATUS 0X17 //FIFO 状态寄存器

六、NRF24L01的工作模式

6.1、NRF24L01模式配置

6.2、发射模式函数配置

void NRF_TX_Mode(void) { NRF_CE_LOW(); NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH); NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0x01); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0x01); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+SETUP_RETR,0x1a); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANNEL); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0e); NRF_CE_HIGH(); delay_us(130); }

6.3、接收模式函数配置

void NRF_RX_Mode(void) { NRF_CE_LOW(); NRF_WriteBuf(NRF_WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_AA,0X01); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+EN_RXADDR,0X01); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_CH,CHANNEL); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RX_PW_P0,RX_PLOAD_WIDTH); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+RF_SETUP,0x0f); NRF_WriteReg(NRF_WRITE_REG+CONFIG,0x0f); NRF_CE_HIGH(); }

6.4、发射接收模式说明

  1)在发射模式下，CE至少要拉高10us。   2)NRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据，每一个数据通道使用不通的地址，但是共用相同的频道。   3)数据通道0是唯一一个可以配置为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位共用地址。   4)所有的数据通道都可以设置为增强型ShockBurst模式。

七、NRF24L01的打包格式

7.1、增强型ShockBurst模式下的数据包形式

前导码 | 地址(3~5字节) | 9位(标志位) | 数据(1~32字节) | CRC校验(0/1/2字节)

7.2、ShockBurst模式下与NRF2401等相兼容的数据包形式

前导码 | 地址(3~5字节) | 数据(1~32字节) | CRC校验(0/1/2字节)

7.3、数据包说明

  前导码：在发送模式下加入，接收模式下去除，用来检测0和1。   地址：1)地址内容为接收机地址      2)地址宽度可以是3、4或5字节宽度      3)地址可以对接收通道和发射通道分别进行配置      4)从接收的数据包中自动去除地址   标志位：1)PID，数据包识别。其中两位是用来每当接收到新的数据包后加一。       2)七位保留，用作将来与其他产品相兼容       3)当NRF24L01与NRF2401/NRF24E1通讯时不起作用   数据：1~32字节宽度   CRC：CRC校验是可选的

八、小结

  1、对于NRF24L01，在使用的时候要注意收发双方的频道要相同（NRF24L01总共有40个可选频道）   2、注意寄存器的配置   3、地址要统一