13772123.[].2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用.doc

文档介绍：
1. 引言
nRF2401是单片射频收发芯片,~ ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
2. 芯片结构、引脚说明
 芯片结构
nRF2401内置地址解码器、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,功率放大器等功能模块,需要很少的外围元件,因此使用起来非常方便。QFN24引脚封装, 外形尺寸只有5×5mm。nRF2401的功能模块如图1所示。
图2 nRF2401引脚图
引脚说明
表1:nRF2401引脚(附:此处引脚11和12有误。)
3. 工作模式
nRF2401有工作模式有四种:收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定,详见表2。
表2:nRF2401工作模式
 收发模式
nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种,收发模式由器件配置字决定,具体配置将在器件配置部分详细介绍。
ShockBurstTM收发模式
ShockBurstTM收发模式下,使用片内的先入先出堆栈区,数据低速从微控制器送入,但高速(1Mbps)发射,这样可以尽量节能,因此,使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行,这种做法有三大好处:尽量节能;低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射);数据在空中停留时间短,抗干扰性高。nRF2401的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。
 在ShockBurstTM收发模式下,nRF2401自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时,自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时,自动加上字头和CRC校验码,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。
ShockBurstTM发射流程
 接口引脚为CE,CLK1,DATA
A. 当微控制器有数据要发送时,其把CE置高,使nRF2401工作;
B. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401;
C. 微控制器把CE置低,激发nRF2401进行ShockBurstTM发射;
D. nRF2401的ShockBurstTM发射
² 给射频前端供电;
² 射频数据打包(加字头、CRC校验码);
² 高速发射数据包;
² 发射完成,nRF2401进入空闲状态。
ShockBurstTM接收流程
接口引脚CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)
A. 配置本机地址和要接收的数据包大小;
B. 进入接收状态,把CE置高;
C. 200us后,n