.ghz射频收发芯片nrf及其应用

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1、2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用射频收发芯片nRF2401及其应用摘要：本文介绍了工作于ISM频段的射频收发芯片nRF2401的芯片结构、引脚功能、工作模式、接收与发送的工作流程，详细描述了nRF2401的器件配置，给出了应用电路图，分析了PCB设计时应该注意的问题，最后对全文进行了总结。关键词：nRF2401；射频；无线通信；收发芯片1.引言nRF2401是单片射频收发芯片，工作于～ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、荬晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功坶率和通信频道可通过程序进行配置。芯片遢能耗非常低，以-5dBm的功率发射

2、时缬，工作电流只有，接收时工作电流只有1雩8mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术尘使nRF2401可以使用同一天线，同溃时接收两个不同频道的数据。nRF24鲍01适用于多种无线通信的场合，如无线桄数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥啐控玩具等。12/122.芯片结构、引脚说明酡芯片结构nRF2401内置地贯址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能挥模块，需要很少的外围元件，因此使用起栏来非常方便。QFN24引脚封装，外形涓尺寸只有5×5mm。nR

3、F2401的功能模块如图1所示。引脚说明表1：nRF2401引脚3.工Ь作模式nRF2401有工作模式有堵四种：收发模式、配置模式、空闲模式和溥关机模式。nRF2401的工作模式由黩12/12PWR_UP、CE、TX_EN和CS萁三个引脚决定，详见表2。表2：n救RF2401工作模式收发模式ǎnRF2401的收发模式有Shock庞BurstTM收发模式和直接收发模式ｎ两种，收发模式由器件配置字决定，具体毗配置将在器件配置部分详细介绍。S惆hockBurstTM收发模式ShockBurstTM收发模式下，使ぇ用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微┘控制

4、器送入，但高速发射，这样可以尽量Б节能，因此，使用低速的微控制器也能得榄到很高的射频数据发射速率。与射频协议煲相关的所有高速信号处理都在片内进行，噪这种做法有三大好处：尽量节能；低的系底统费用；数据在空中停留时间短，抗干扰砷性高。nRF2401的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的侵平均工作电流。12/12在ShockBur侧stTM收发模式下，nRF2401自动处理字头和CRC校验码。在接收数据均时，自动把字头和CRC校验码移去。在嘹发送数据时，自动加上字头和CRC校验裕码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕

5、。Sho豇ckBurstTM发射流程接口引脚为CE，CLK1，DATAA.枯当微控制器有数据要发送时，其把CE置梢高，使nRF2401工作；B.把眺接收机的地址和要发送的数据按时序送入ｄnRF2401；C.微控制器把C庑E置低，激发nRF2401进行Sho醭ckBurstTM发射；的Sho圯ckBurstTM发射²给射频前艰端供电；12/12²射频数据打包；²高я速发射数据包；²发射完成，nRF抿2401进入空闲状态。Shock’BurstTM接收流程接口引脚CE、DR1、CLK1和DATAA哥.配置本机地址和要接收的数据包大小；B.进入接收状态，

6、把CE置高；附后，nRF2401进入监视状态，等待斌数据包的到来；D.当接收到正确的丢数据包，nRF2401自动把字头、地达址和CRC校验位移去；12/12通过把DR喜1置高通知微控制器；F.微控制器把数据从nRF2401移出；G.噎所有数据移完，nRF2401把DR1⑹置低，此时，如果CE为高，则等待下一砟个数据包，如果CE为低，开始其它工作铝流程。直接收发模式在直接收发爝模式下，nRF2401如传统的射频收趾发器一样工作。直接发送模式接箨口引脚为CE、DATAA.当微控阌制器有数据要发送时，把CE置高；奘射频前端被激活；C.所有的射频协玉议必须在

7、微控制器程序中进行处理。12/12直接接收模式接口引脚为CE、CL阂K1和DATAA.一旦nRF24姊01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苻；引脚也开始工作；C.一旦接撺收到有效的字头，CLK1引脚和DAT碜A引脚将协调工作，把射频数据包以其被踯发射时的数据从DATA引脚送给微控制器；D.这头必须是8位；引脚芙没用上，所有的地址和CRC校验必须在醑微控制器内部进行。配置模式12/12在喔配置模式，15字节的配置字被送到nR窒F2401，这通过CS、CLK1和D乒ATA三个引脚完成，具体的配置方法请瑛参考本文的器

8、件配置部分。空闲模式nRF2401的空闲模式是为了减均定工作电流而设计，其最大的优点是，实现遁