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2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

,此时,如果CE为高,则等待下一个数据包,如果CE为低,开始其它工作流程。
  
  3.1.2直接收发模式
  在直接收发模式下,nRF2401如传统的射频收发器一样工作。
  
  3.1.2.1直接发送模式
  接口引脚为CE、DATA
  A.当微控制器有数据要发送时,把CE置高;
  B.nRF2401射频前端被激活;
  C.所有的射频协议必须在微控制器程序中进行处理(包括字头、地址和CRC校验码)。
  3.1.2.2直接接收模式
  接口引脚为CE、CLK1和DATA
  A.一旦nRF2401被配置为直接接收模式,DATA引脚将根据天线接收到的信号开始高低变化(由于噪声的存在);
  B.CLK1引脚也开始工作;
  C.一旦接收到有效的字头,CLK1引脚和DATA引脚将协调工作,把射频数据包以其被发射时的数据从DATA引脚送给微控制器;
  D.这头必须是8位;
  E.DR引脚
  
  
  
  没用上,所有的地址和CRC校验必须在微控制器内部进行。
  
  3.2配置模式
  
  在配置模式,15字节的配置字被送到nRF2401,这通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成,具体的配置方法请参考本文的器件配置部分。
  
  3.3空闲模式
  
  nRF2401的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计,其最大的优点是,实现节能的同时,缩短芯片的起动时间。在空闲模式下,部分片内晶振仍在工作,此时的工作电流跟外部晶振的频率有关,如外部晶振为4MHz时工作电流为12uA,外部晶振为16MHz时工作电流为32uA。在空闲模式下,配置字的内容保持在nRF2401片内。
  
  3.4关机模式
  
  在关机模式下,为了得到最小的工作电流,一般此时的工作电流小于1uA。关机模式下,配置字的内容也会被保持在nRF2401片内,这是该模式与断电状态最大的区别。
  
  4.器件配置
  
  nRF2401的所有配置工作都是通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成,把其配置为ShockBurstTM收发模式需要15字节的配置字,而如把其配置为直接收发模式只需要2字节的配置字。由上文对nRF2401工作模式的介绍,我们可以知道,nRF2401一般工作于ShockBurstTM收发模式,这样,系统的程序编制会更加简单,并且稳定性也会更高,因此,下文着重介绍把nRF2401配置为ShockBurstTM收发模式的器件配置方法。
  
  ShockBurstTM的配置字使nRF2401能够处理射频协议,在配置完成后,在nRF2401工作的过程中,只需改变其最低一个字节中的内容,以实现接收模式和发送模式之间切换。ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分:
  数据宽度:声明射频数据包中数据占用的位数。这使得nRF2401能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码;
  地址宽度:声明射频数据包中地址占用的位数。这使得nRF2401能够区分地址和数据;
  地址:接收数据的地址,有通道1的地址和通道2的地址;
  CRC:使nRF2401能够生成CRC校验码和解码。
  
  当使用nRF2401片内的CRC技术时,要确保在配置字中CRC校验被使能,并且发送和接收使用相同的协议。nRF2401配置字的各个位的描述如表3所示。
  
  
  表3:nRF2401配置字描述
  
  
  在配置模式下,注意保证PWR_UP引脚为高电平,CE引脚为低电平。配置字从最高位开始,依次送入nRF2401。在CS引脚的下降沿,新送入的配置字开始工作。
  
  5.应用电路
  
  
  
  图2为nRF2401的应用电路,由图可知,其只需要14个外围元件。nRF2401应用电路一般工作于3V,它可用多种低功耗微控制器进行控制。在设计过程中,设计者可使用单鞭天线或环形天线,上图为50欧姆单鞭天线的应用电路。在使用不同的天线时,为了得到尽可能大的收发距离,电感电容的参数应适当调整。
  
  6.PCB设计
  
  PCB

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