nRF24L01无线通信模块使用手册.docx
《nRF24L01无线通信模块使用手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《nRF24L01无线通信模块使用手册.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
nRF24L01无线通信模块使用手册
nRF24L01无线通信模块使用手册
一、模块简介
该射频模块集成了NORDIC公司生产的无线射频芯片nRF24L01：
1．支持2.4GHz的全球开放ISM频段，最大发射功率为0dBm
2．2Mbps，传输速率高
3．功耗低，等待模式时电流消耗仅22uA
4．多频点（125个），满足多点通信及跳频通信需求
5．在空旷场地，有效通信距离：
25m（外置天线）、10m（PCB天线）
6．工作原理简介：
发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式，接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。
如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据（自动重发已开启），若重发次数（ARC_CNT）达到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被清除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。
最后发射成功时，若CE为低，则nRF24L01进入待机模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入待机模式2。
接收数据时，首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。
当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，以便通知MCU去取数据。
若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。
最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。
二、模块电气特性
参数
数值
单位
供电电压
5
V
最大发射功率
0
dBm
最大数据传输率
2
Mbps
电流消耗（发射模式，0dBm）
11.3
mA
电流消耗（接收模式，2Mbps）
12.3
mA
电流消耗（掉电模式）
900
nA
温度范围
-40~+85
℃
三、模块引脚说明
管脚
符号
功能
方向
1
GND
电源地
2
IRQ
中断输出
O
3
MISO
SPI输出
O
4
MOSI
SPI输入
I
5
SCK
SPI时钟
I
6
NC
空
7
NC
空
8
CSN
芯片片选信号
I
9
CE
工作模式选择
I
10
+5V
电源
四、模块与AT89S52单片机接口电路
VCC
P1.0
P1.1
CN
CN
P1.2
P1.3
P1.4
P3.2
GND
AT89S52MCU模块
+5V
CE
CSN
CN
CN
SCK
MOSI
MISO
IRQ
GND
Nrf24L01通讯模块
注：
上图为示意连接，可根据自己实际需求进行更改；使用AT89S52MCU模块时，请将Nrf24L01通讯模块每个端口（MOSI、SCK、CSN和CE）接4.7K的排阻上拉到VCC增强其驱动能力（如下图：
）。
若使用其它单片机与Nrf24L01通讯模块相连时请串联2K电阻。
五、工作模式控制
工作模式由CE和PWR_UP、PRIM_RX两寄存器共同控制：
模式
PWR_UP
PRIM_RX
CE
FIFO寄存器状态
接收模式
1
1
1
-
发射模式
1
0
11
数据存储在FIFO寄存器中，发射所有数据
发射模式
1
0
0→12
数据存储在FIFO寄存器中，发射一个数据
待机模式II
1
0
1
TXFIFO为空
待机模式I
1
-
0
无正在传输的数据
掉电模式
0
-
-
-
注1：
进入此模式后，只要CSN置高，在FIFO中的数据就会立即发射出去，直到所有数据数据发射完毕，之后进入待机模式II。
注2：
正常的发射模式，CE端的高电平应至少保持10us。
24L01将发射一个数据包，之后进入待机模式I。
六、数据和控制接口
通过以下六个引脚，可实现模块的所有功能：
①IRQ（低电平有效，中断输出）
②CE（高电平有效，发射或接收模式控制）
③CSN（SPI信号）
④SCK（SPI信号）
⑤MOSI（SPI信号）
⑥MISO（SPI信号）
通过SPI接口，可激活在数据寄存器FIFO中的数据；或者通过SPI命令（1个字节长度）访问寄存器。
在待机或掉电模式下，单片机通过SPI接口配置模块；在发射或接收模式下，单片机通过SPI接口接收或发射数据。
1．SPI指令
所有的SPI指令均在当CSN由低到高开始跳变时执行；从MOSI写命令的同时，MISO实时返回24L01的状态值；SPI指令由命令字节和数据字节两部分组成。
SPI命令字节表
指令名称
指令格式（二进制）
字节数
操作说明
R_REGISTER
000AAAAA
1~5
读寄存器。
AAAAA表示寄存器地址。
W_REGISTER
001AAAAA
1~5
写寄存器。
AAAAA表示寄存器地址，只能在掉电或待机模式下操作。
R_RX_PAYLOAD
01100001
1~32
在接收模式下读1~32字节RX有效断气。
从字节0开始，数据读完后，FIFO寄存器清空。
W_TX_PAYLOAD
10100000
1~32
在发射模式下写1~31字节TX有效数据。
从字节0开始。
FLUSH_TX
11100001
0
在发射模式下，清空TXFIFO寄存器。
FLUSH_RX
11100010
0
在接收模式下，清空RXFIFO寄存器。
在传输应答信号时不应执行此操作，否则不能传输完整的应答信号。
REUSE_TX_PL
11100011
0
应用于发射端。
重新使用上一次发射的有效数据，当CE=1时，数据将不断重新发射。
在发射数据包过程中，应禁止数据包重用功能。
NOP
11111111
0
空操作。
可用于读状态寄存器。
2．SPI时序
SPI读写时序见下面两图。
在写寄存器之前，一定要进入待机模式或掉电模式。
其中，Cn——SPI指令位；Sn——状态寄存器位；Dn——数据位（低字节在前，高字节在后；每个字节中高位在前）
SPI读时序
SPI写时序
七、寄存器内容及说明
地址
（十六进制）
寄存器
位
复位值
类型
说明
00
CONFIG
配置寄存器
Reserved
7
0
R/W
默认为0
MASK_RX_DR
6
0
R/W
可屏蔽中断RX_RD
1：
中断产生时对IRQ没影响
0：
RX_RD中断产生时，IRQ引脚为低
MASK_TX_DS
5
0
R/W
可屏蔽中断TX_RD
1：
中断产生时对IRQ没影响
0：
TX_RD中断产生时，IRQ引脚为低
MASK_MAX_RT
4
0
R/W
可屏蔽中断MAX_RT
1：
中断产生时对IRQ没影响
0：
MAX_RT中断产生时，IRQ引脚为低
EN_CRC
3
1
R/W
CRC使能。
如果EN_AA中任意一位为高，则EN_CRC为高。
CRCO
2
0
R/W
CRC校验值：
0：
1字节
1：
2字节
PWR_UP
1
0
R/W
0：
掉电1：
上电
PRIM_RX
0
0
R/W
0：
发射模式1：
接收模式
01
EN_AAEnhancedShockBurst™
使能“自动应答”功能
Reserved
7:
6
00
R/W
默认为00
ENAA_P5
5
1
R/W
数据通道5自动应答使能位
ENAA_P4
4
1
R/W
数据通道4自动应答使能位
ENAA_P3
3
1
R/W
数据通道3自动应答使能位
ENAA_P2
2
1
R/W
数据通道2自动应答使能位
ENAA_P1
1
1
R/W
数据通道1自动应答使能位
ENAA_P0
0
1
R/W
数据通道0自动应答使能位
02
EN_RXADDR
接收地址允许
Reserved
7:
6
00
R/W
默认为00
ERX_P5
5
0
R/W
数据通道5接收数据使能位
ERX_P4
4
0
R/W
数据通道4接收数据使能位
ERX_P3
3
0
R/W
数据通道3接收数据使能位
ERX_P2
2
0
R/W
数据通道2接收数据使能位
ERX_P1
1
1
R/W
数据通道1接收数据使能位
ERX_P0
0
1
R/W
数据通道0接收数据使能位
03
SETUP_AW
设置地址宽度（所有数据通道）
Reserved
7:
2
000000
R/W
默认为00000
AW
1:
0
11
R/W
接收/发射地址宽度：
00：
无效
01：
3字节
10：
4字节
11：
5字节
04
SETUP_RETR
自动重发
ARD
7:
4
0000
R/W
自动重发延时时间：
0000：
250us
0001：
500us
……
1111：
4000us
ARC
3:
0
0011
R/W
自动重发计数：
0000：
禁止自动重发
0001：
自动重发1次
……
1111：
自动重发15次
05
RF_CH
射频通道
Reserved
7
0
R/W
默认为0
RF_CH
6:
0
0000010
R/W
设置工作通道频率
06
RF_SETUP
射频寄存器
Reserved
7:
5
000
R/W
默认为000
PLL_LOCK
4
0
R/W
锁相环使能，测试下使用
RF_DR
3
1
R/W
数据传输率：
0：
1Mbps
1：
2Mbps
RF_PWR
2:
1
11
R/W
发射功率：
00：
-18dBm
01：
-12dBm
10：
-6dBm
11：
0dBm
LNA_HCURR
0
1
R/W
低噪声放大器增益
07
STATUS
状态寄存器
Reserved
7
0
R/W
默认值为0
RX_DR
6
0
R/W
接收数据中断位。
当收到有效数据包后置1。
写‘1’清除中断
TX_DS
5
0
R/W
发送数据中断。
如果工作在自动应答模式下，只有当接收到应答信号后置1。
写‘1’清除中断
MAX_RT
4
0
R/W
重发次数溢出中断。
写‘1’清除中断。
如果MAX_RT中断产生，则必须清除后才能继续通讯
RX_P_NO
3:
1
111
R
接收数据通道号：
000-101：
数据通道号
110：
未使用
111：
RXFIFO寄存器为空
TX_FULL
0
0
R
TXFIFO寄存器满标志位
08
OBSERVE_TX
发送检测寄存器
PLOS
升级会员 