nRF24L01无线通信模块使用手册

nRF24L01无线通信模块使用手册

一、模块简介

该射频模块集成了NORDIC公司生产的无线射频芯片nRF24L01：

1．支持2.4GHz的全球开放ISM频段，最大发射功率为0dBm

2．2Mbps，传输速率高

3．功耗低，等待模式时电流消耗仅22uA

4．多频点（125个），满足多点通信及跳频通信需求

5．在空旷场地，有效通信距离：25m（外置天线）、10m（PCB天线）

6．工作原理简介：

发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式，接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD按照时序由SPI 口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD 从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据（自动重发已开启），若重发次数（ARC_CNT）达到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被清除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。最后发射成功时，若CE为低，则nRF24L01进入待机模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入待机模式2。

接收数据时，首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ 变低，以便通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。

二、模块电气特性

参数数值单位

供电电压5V

最大发射功率0dBm

最大数据传输率2Mbps

电流消耗（发射模式，0dBm）11.3mA

电流消耗（接收模式，2Mbps）12.3mA

电流消耗（掉电模式）900nA

温度范围-40~+85℃

三、模块引脚说明

管脚符号功能方向

1GND电源地

2IRQ中断输出O

3MISO SPI输出O

4MOSI SPI输入I

5SCK SPI时钟I

6NC空

7NC空

8CSN芯片片选信号I

9CE工作模式选择I

10+5V电源

四、模块与AT89S52单片机接口电路

注：上图为示意连接，可根据自己实际需求进行更改；使用AT89S52MCU 模块时，请将Nrf24L01通讯模块每个端口

（MOSI 、SCK 、CSN 和CE ）接4.7K 的排阻上拉到VCC 增强其驱动能力（如下图：）。若使用其它单片机与Nrf24L01通讯模块相连时请串联2K 电阻。

五、工作模式控制

工作模式由CE 和PWR_UP 、PRIM_RX 两寄存器共同控制：

模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器状态 接收模式 1 1 1 -

发射模式 1 0 11

数据存储在FIFO 寄存器中，

发射所有数据

VCC P1.0 P1.1 CN CN P1.2 P1.3 P1.4 P3.2 GND

AT89S52MCU 模块

+5V CE CSN CN CN SCK MOSI MISO IRQ GND

Nrf24L01通讯模块

发射模式100→12数据存储在FIFO寄存器中，

发射一个数据

待机模式II101TX FIFO为空

待机模式I1-0无正在传输的数据

掉电模式0---

注1：进入此模式后，只要CSN置高，在FIFO中的数据就会立即发射出去，直到所有数据数据发射完毕，之后进入待机模式II。

注2：正常的发射模式，CE端的高电平应至少保持10us。24L01将发射一个数据包，之后进入待机模式I。

六、数据和控制接口

通过以下六个引脚，可实现模块的所有功能：

①IRQ（低电平有效，中断输出）

②CE（高电平有效，发射或接收模式控制）

③CSN（SPI信号）

④SCK（SPI信号）

⑤MOSI（SPI信号）

⑥MISO（SPI信号）

通过SPI接口，可激活在数据寄存器FIFO中的数据；或者通过SPI命令（1个字节长度）访问寄存器。

在待机或掉电模式下，单片机通过SPI接口配置模块；在发射或接收模式下，单片机通过SPI接口接收或发射数据。

1．SPI指令

所有的SPI指令均在当CSN由低到高开始跳变时执行；从MOSI写命令的同时，MISO实时返回24L01的状态值；SPI指令由命令字节和数据字节两部分组成。

SPI命令字节表

2．SPI时序

SPI读写时序见下面两图。在写寄存器之前，一定要进入待机模式或掉电模式。其中，Cn——SPI 指令位；Sn——状态寄存器位；Dn——数据位（低字节在前，高字节在后；每个字节中高位在前）

SPI读时序

SPI写时序

七、寄存器内容及说明

地址

（十六进制）

寄存器位复位值类型说明

00CONFIG配置寄存器

Reserved70R/W默认为0

MASK_RX_DR60R/W 可屏蔽中断RX_RD

1：中断产生时对IRQ没影响0：RX_RD中断产生时，IRQ引脚为低

MASK_TX_DS50R/W 可屏蔽中断TX_RD

1：中断产生时对IRQ没影响0：TX_RD中断产生时，IRQ引脚为低

MASK_MAX_RT

40R/W 可屏蔽中断MAX_RT

1：中断产生时对IRQ没影响0：MAX_RT中断产生时，IRQ 引脚为低

EN_CRC31R/W CRC使能。如果EN_AA中任意一位为高，则EN_CRC为高。

CRCO20R/W CRC校验值：0：1字节1：2字节

PWR_UP10R/W0：掉电 1：上电PRIM_RX00R/W0：发射模式 1：接收模式