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系统级RF芯片nRF24E1收发原理与应用编程

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:从应用的角度出发,阐述系统级RF收发芯片nRF24E1的RADIO口控制方法和工作过程;分析nRF24E1的收发方式;详细介绍ShockBUrst技术、DuoCeiver技术和应用中器件的配置方法并通过代码说明实际应用中的编程方法。

    关键词:nRF24E1 射频 无线通信 配置

引言

nRF24E1收发器是Nordic VLSI推出的系统级射频芯片,采用先进的0.18μm CMOS工艺、6mm×6mm的36引脚QFN封装,以nRF240 RF芯片结构为基础,将射频率、8051MCU、9输入10位ADC、125通道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单芯片中,是目前世界首次推出的、全球2.4GHz通用的、完事的低成本射频系统级芯片。

由于nRF24E1片内集成了RADIO模块,在使用中,只需要一片nRF24E1和少数的外围元件就能完成射频收发功能,因此,大大减少了系统的体积。使用nRF24E1时,必须进行相应的配置工作。下面,详细讲述nRF24E1的收发原理和编程方法,以供读者设计时参考。有关nRF24E1的介绍请见2004年第6期。

1 RADIO口

nRF24E1收发器的收发任务由RADIO口控制。RADIO口使用标准8051中的P2口地址。由于射频收发器是片内置的,并不是双向工作。为了满足射频收发子系统的需要,RADIO口的默认值与标准8051的P2默认值也不一样。

收发器由特殊功能豁口中的RADIO(0A0H)和SPI_CTRL(0B3H)控制。SPI_CTRL=00B时,SPI没用;SPI_CTRL=01B时,SPI连接到P1口;SPI_CTRL=10B时,SPI连到第一个nRF2401频道;SPI_CTRL=11B时,SPI连接到第二个nRF2401频道。RADIO豁口的各个位如图1所示。在nRF24E1头文件中,所定义的各个位的名字与图1中一样。

(1)用SPI口控制收发器

用芯片内嵌的SPI口控制收发器的操作非常方便。如RF配置和ShockBurst RX(接收)或TX(发送)。

(2)复位时RADIO口的状态

复位引脚为高电平时(无论是时钟是否有效),控制nRF2401收发子系统的RADIO输出位默认为RADIO.3(CS)=0,RADIO.6(CE)=0,RADIO.7(PWR_UP)=1。程序运行后,保持默认值,直到程序通过RADIO寄存器改变各位的值。
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2 收发方式

通过PWR_UP、CE和CS三个控制引脚,可以设置nRF2401的工作方式。PWR_UP=1,CE=1,CS=0为收发方式;PWR_UP=1,CE=0,CS=1为配置方式;PWR_UP=1,CE=0,CS=0为空闲方式;PWPWR_UP=0时关机。

2.1 ShockBurst

nRF24E1的nRF2401收发子系统的收发方式只有ShockBurst。ShockBurst的功能由配置字决定。ShockBurst技术使用了片内的FIFO(先入先出)堆栈。虽然数据低速进入,但能高速发送,使能耗减到最低限度。

(1)ShockBurst发送

CPU接口引脚为CE、CLK1、DATA,工作流程如下:

①CPU有数据要发送时,把CE置高,nRF2401开始工作。

②接收节点地址和有效数据按时序被送到nRF2401子系统,可通过应用协议或CPU设置,使这个速度小于1Mbps(如10kbps)。

③CPU把CE置低,激活ShockBurst发送。

④ShockBurst。

*给RF前端供电;

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