NRF24L01是NORDIC公司生產的一款無線通信通信芯片，采用FSK 調制，集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst協議。可以實現點對點或是1對6的無線通信。無線通信速度最高可達到2Mbps。NRF24L01采用SPI通信，可以很方便的連接到MCU上面。

NRF24L01的特點

①2.4G全球開放的ISM頻段，免許可證使用。

②最高工作速率2Mbps，高校的GFSK調制，抗干擾能力強。

③126個可選的頻道，滿足多點通信和調頻通信的需要。

④內置CRC檢錯和點對多點的通信地址控制。

⑤可設置自動應答，確保數據可靠傳輸。

NRF24L01模塊介紹

?CE：模式控制線。在 CSN為低的 情況下，CE 協同CONFIG 寄存器 共同決定NRF24L01 的狀態（參照 NRF24L01 的狀態機）?? ??? ? ?? ??? ?

CSN：SPI片選線

SCK：SPI時鐘線

MOSI：SPI數據線(主機輸出，從機輸入)

MISO：SPI數據線(主機輸入，從機輸出)

IRQ：中斷信號線。中斷時變為低電平，在以下三種情況變低：Tx FIFO 發完并且收到ACK（使能ACK情況下）、Rx FIFO 收到數據、達到最大重發次數。

SPI時序

?空閑狀態SCK為0，CPOL=0；數據在時鐘第一個時間邊沿采集，CPHA=0；

Cn：SPI命令位

Sn：STATUS寄存器位 ? ? ? ?

Dn：數據位（ MSB，多字節傳輸時，低字節在前）

NRF24L01的工作模式，由CE和CONFIG寄存器(0X00)的PWR_UP（第1位）和PRIM_RX（第0位）位共同控制：

其中，收發模式又有： Enhanced ShockBurstTM收發模式和ShockBurstTM收發模式，只有Enhanced ShockBurstTM收發模式支持自動ACK和自動重發。開啟自動ACK，則默認選擇Enhanced模式?。

Enhanced ShockBurstTM模式介紹

Enhanced ShockBurstTM收發模式，使用片內的先入先出堆棧區，數據可以低速從微控制器送入，但高速(1Mbps/2Mbps)發射，這樣可以盡量節能。與射頻協議相關的所有高速信號處理都在片內進行，這種做法有大好處：

1，節能；

2，低的系統費用(低速微處理器也能進行高速射頻發射)；

3，數據在空中停留時間短，抗干擾性高； ? ?

在Enhanced ShockBurstTM收發模式下， NRF24L01自動處理字頭和CRC校驗碼。在接收數據時，自動把字頭和CRC校驗碼移去。在發送數據時，自動加上字頭和CRC校驗碼，在發送模式下，置CE為高，至少10us，將使能發送過程。

Enhanced ShockBurstTM發送流程

1. 把地址和要發送的數據按時序送入NRF24L01；

2. 配置CONFIG寄存器，使之進入發送模式；

3. 微控制器把CE置高（至少10us），激發Enhanced ShockBurstTM發射；

4. Enhanced ShockBurstTM發射：① 給射頻前端供電；②射頻數據打包(加字頭、CRC校驗碼)； ③ 高速發射數據包； ④發射完成，NRF24L01進入空閑狀態。

Enhanced ShockBurstTM發送模式初始化

1）寫Tx 節點的地址 TX_ADDR

2）寫Rx 節點的地址（主要是為了使能Auto Ack） RX_ADDR_P0

3）使能AUTO ACK EN_AA

4）使能PIPE 0 EN_RXADDR

5）配置自動重發次數 SETUP_RETR

6）選擇通信頻率 RF_CH

頻率計算公式：2400+RF_CH ?(Mhz)

7）配置發射參數（低噪放大器增益、發射功率、無線速率） RF_SETUP

8）配置24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG。

Enhanced ShockBurstTM接收流程

1. 配置接收地址和要接收的數據包大小；

2. 配置CONFIG寄存器，使之進入接收模式，把CE置高。

3. 130us后，NRF24L01進入監視狀態，等待數據包的到來；

4. 當接收到正確的數據包(正確的地址和CRC校驗碼)，NRF2401自動把字頭、地址和CRC校驗位移去；

5. NRF24L01通過把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中斷)通知微控制器；

6. 微控制器把數據從FIFO讀出(0X61指令)；

7. 所有數據讀取完畢后，可以清除STATUS寄存器。NRF2401可以進入 四種主要的模式之一；

Enhanced ShockBurstTM接收模式初始化

1）寫Rx 節點的地址 RX_ADDR_P0

2）使能AUTO ACK EN_AA

3）使能PIPE 0 EN_RXADDR

4）選擇通信頻率 RF_CH

5）選擇通道0 有效數據寬度 RX_PW_P0

6）配置發射參數（低噪放大器增益、發射功率、無線速率） RF_SETUP

7）配置24L01 的基本參數以及切換工作模式 CONFIG。
硬件設計

這里NRF24L01也是使用的SPI1，和W25Q128共用一個SPI接口，所以在使用的時候，他 們分時復用SPI1。本章我們需要把W25Q128的片選信號置高，以防止這個器件對NRF24L01 的通信造成干擾。另外，NRF_IRQ和RS485_RE共用了PG8，所以，他們不能同時使用，不過 我們一般用不到NRF_IRQ這個信號，因此，RS485和NRF一般也可以同時使用。?

代碼講解

打開 24l01.c 文件，在 NRF24L01_Init 函數里面， 我們調用了 SPI1_Init()函數，SCK 空閑的時候是低電平的，而數據在 SCK 的上升沿被讀寫。所以，我們需要設置 SPI 的 CPOL 和 CPHA 均為 0，來滿足 NRF24L01 對 SPI 操作的要求。所以，我們在 NRF24L01_Init 函數里面又單獨添 加了將 CPOL 和 CPHA 設置為 0 的函數 NRF24L01_SPI_Init。

24l01.h 頭文件，部分代碼，主要定義了一些 24L01 的命令字，以及函數聲明，這里還通過 TX_PLOAD_WIDTH 和 RX_PLOAD_WIDTH 決定了發射和接收的數據寬度，也就是我們每次發射和接受的有效字節數。NRF24L01 每次最多傳輸 32 個字節，再多的字節傳輸則需要多次傳送。

main函數，程序運行時先通過 NRF24L01_Check 函 數檢測 NRF24L01 是否存在，如果存在，則讓用戶選擇發送模式(KEY1)還是接收模式（KEY0）， 在確定模式之后，設置 NRF24L01 的工作模式，然后執行相應的數據發送/接收處理。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2.4G无线通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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