nRF24L01+数据手册

nRF24L01+ 数据手册

nRF24L01+是NORDIC公司的单芯片2.4GHz收发器。我得到的版本是V1.0，发布日期为2008-09。文件是78页的PDF，1,134,034字节。

目录

• 1   介绍
  • 1.1   功能
  • 1.2   功能框图
• 2   引脚信息
  • 2.1   引脚分配
  • 2.2   引脚功能
• 3   绝对参数范围
• 4   工作条件
• 5   电气规范
• 6   无线控制
  • 6.1   工作模式
    • 6.1.1   状态图
    • 6.1.2   掉电模式
    • 6.1.3   待机模式
    • 6.1.4   RX模式
    • 6.1.5   TX模式
    • 6.1.6   操作模式配置
    • 6.1.7   时序信息
  • 6.2   空中速率 Air data rate
  • 6.3   RF频道频率
  • 6.4   接收功耗检测器测量
  • 6.5   PA控制
  • 6.6   RX/TX控制
• 7   Enhanced ShockBurst (TM)
  • 7.1   功能
  • 7.2   Enhanced ShockBurst概览
  • 7.3   Enhanced ShockBurst包格式
  • 7.4   自动包事务处理
    • 7.4.1   自动应答AA
    • 7.4.2   自动重传ART
  • 7.5   流程图
    • 7.5.1   PTX操作
    • 7.5.2   PRX操作
  • 7.6   MultiCeiver
  • 7.7   时序图
  • 7.8   事务流程图
    • 7.8.1   单一事务包含ACK和中断
    • 7.8.2   单一事务包含丢包
    • 7.8.3   单一事务包含丢失ACK包
    • 7.8.4   单一事务包括ACK载荷包
    • 7.8.5   单一事务包括ACK载荷和丢包
    • 7.8.6   两个事务包括ACK载荷和第一个ACK包丢失
    • 7.8.7   两个事务，到达最大重传次数
  • 7.9   兼容ShockBurst
    • 7.9.1   ShockBurst包结构
• 8   数据和控制接口
  • 8.1   功能
  • 8.2   功能描述
  • 8.3   SPI操作
    • 8.3.1   SPI命令
    • 8.3.2   SPI时序
  • 8.4   数据FIFO
  • 8.5   中断
• 9   寄存器映射
  • 9.1   寄存器映射表
    • 9.1.1   CONFIG-配置寄存器
    • 9.1.2   EN_AA-Enhanced ShockBurst的自动应答控制
    • 9.1.3   EN_RXADDR-启用RX接收地址
    • 9.1.4   SETUP_AW-设置地址宽度
    • 9.1.5   SETUP_RETR-自动重发设置
    • 9.1.6   RF_CH-射频频道
    • 9.1.7   RF_SETUP-射频设置
    • 9.1.8   STATUS-状态寄存器
    • 9.1.9   OBSERVE_TX-发射观察
    • 9.1.10   RPD-接受功率检测器
    • 9.1.11   RX_ADDR_P<N>-接收地址<N>
    • 9.1.12   TX_ADDR-发送地址
    • 9.1.13   RX_PW_P<N>-接收数据宽度
    • 9.1.14   FIFO_STATUS-FIFO状态
    • 9.1.15   ACK_PLD-应答包载荷
    • 9.1.16   TX_PLD-发射载荷
    • 9.1.17   RX_PLD-接收载荷
    • 9.1.18   DYNPD-启用动态载荷长度
    • 9.1.19   FEATURE-功能寄存器
• 10   外设RF信息
• 11   应用示例
• 12   机械规范
• 13   订购信息
• 14   术语表
• 15   附录A 配置和通信实例
• 16   附录B 配置兼容nRF24XX
• 17   附录C 测试波形

关键功能：

1. 世界范围2.4GHz ISM频段
2. 250kbps、1Mbps、2Mbps的空中速率
3. 超低功耗
4. 11.3mA发射电流，在0dBm输出功率
5. 13.5mA接收电流，在2Mbps速率
6. 900nA的掉电模式电流
7. 26uA在待机I模式
8. 片内的稳压器
9. 1.9~3.6V供电范围
10. 增强的ShockBurst模式
11. 自动包处理
12. 自动包事务处理
13. 6个数据管道MultiCeiver
14. 向下兼容nRF24L01
15. 空中兼容250kbps和1Mbps，与nRF24L01A、nRF2402、nRF24E1、nRF24E2
16. 超低BOM成本
17. 使用+/-60ppm的16MHz晶振
18. 5V容忍输入
19. 20引脚4x4mm的QFN封装

应用：

1. 无线PC外设
2. 鼠标、键盘、遥控
3. 3合1桌面集线器
4. 高级媒体重心遥控
5. VoIP痛耳机
6. 游戏控制器
7. 运动手表和传感器
8. RF遥控，给其他消费级产品
9. 家庭和商业自动化
10. 超低功耗传感器网络
11. 活跃的RFID标签
12. 资产跟踪系统
13. 玩具

1   介绍

nRF24L01+是单芯片2.4GHz收发器，使用内置的基带协议引擎(Enhanced ShockBurst(TM))，适合超低功耗无线应用。nRF24L01+设计用于世界范围的ISM频段，2.400~2.4835GHz。

要设计一个基于nRF24L01+的无线系统，你只需要一个MCU和一些外围元件。

你可以通过SPI来操作和控制nRF24L01+。寄存器映射可以通过SPI控制，包括所有配置寄存器，可以操作芯片所有模式。

内置的基带协议引擎(Enhaced ShockBurst TM)基于包通信，支持多种模式，从手动到自动协议操作。内部的FIFO会确保无线前端与MCU的平滑数据流动。Enhanced ShockBurst会降低系统开销，通过处理所有高速连接层操作。

无线电前端使用GFSK调制。可以通过用户配置频率通道、输出功率、空中速率。nRF24L01+支持空中速率包括250kbps、1Mbps、2Mbps。内置的两种省电模式使得nRF24L01+非常适合超低功耗设计。

nRF24L01+向下兼容nRF24L01，以及空中兼容nRF2401A、nRF2402、nRF24E1、nRF24E2。交互调制和宽带阻塞值比nRF24L01改进了许多。nRF24L01+内部的滤波器在满足RF监管的情况下改进了边际。

内部的稳压器确保了电源抑制比(PSRR=Power Supply Rejection Ratio)，以适应更宽的电源范围。

1.1   功能

nRF24L01+支持的功能：

1. 无线电：
   1. 世界范围的2.4GHz ISM频段
   2. 126 RF通道
   3. 通用的RX和TX接口
   4. GFSK调制
   5. 250kbps、1Mbps、2Mbps速率
   6. 1MHz非交叠频道空间在1Mbps
   7. 2MHz非交叠频道空间在2Mbps
3. 发射器：
   1. 可编程输出功率：0、-6、-12、-18dBm
   2. 11.3mA在0dBm输出功率
5. 接收器：
   1. 快速AGC用以改进动态范围
   2. 集成频道滤波器
   3. 13.5mA在2Mbps
   4. -82dBm灵敏度在2Mbps
   5. -85dBm灵敏度在1Mbps
   6. -94dBm灵敏度在250kbps
7. RF合成器(Synthesizer)：
   1. 全集成合成器
   2. 没有外部环滤波器，VCO变容二极管、谐振器
   3. 可以接受低成本的+/-60ppm 16MHz晶振
9. Enhanced ShockBurst (TM)：
   1. 1到32字节动态负载长度
   2. 自动包处理
   3. 自动包事务处理
   4. 6个数据管道MultiCeiver (TM)供1:6星形网络
11. 电源管理：
    1. 集成稳压器
    2. 1.9~3.6V电源范围
    3. 空闲模式支持快速启动，用于高级电源管理
    4. 26uA的待机I电流，900nA的掉电模式
    5. 最大1.5mS的启动时间，从掉电模式
    6. 最大130uS的启动时间，从待机I模式
13. 上位机接口：
    1. 4脚硬件SPI
    2. 最大10Mbps
    3. 3个独立的32byte TX和RX FIFO
    4. 5V容忍输入
15. 20引脚4x4mm，QFN封装

1.2   功能框图

2   引脚信息

2.1   引脚分配

2.2   引脚功能

DI=Digital Input，DO=Digital Output，AI=Analog Input、AO=Analog Output，PO=Power Output。

3   绝对参数范围

超过如下数值会导致永久性损坏。

4   工作条件