单片2.4GHz无线收发芯片nRF24E1的应用
摘 要: 本文给出了在一个短程的通信系统中应用nrf24e1的实例。
引言
nrf24e1是nordic公司推出的一颗嵌入了高性能单片机内核的高速1mbps单片无线收发芯片。
与蓝牙相比，nrf24e1没有复杂的通信协议，完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的，nrf24e1比蓝牙产品更便宜，具有成本优势。所以nrf24e1是业界体积小、功耗少、外围元件少的低成本射频系统级芯片。
nrf24e1
无线收发一体芯片nrf24e1框图如图1所示。
nrf24e1嵌入2.4ghz无线内核nrf2401，具有全球开放的2.4ghz频段，125个频道，可满足多频及跳频需要。集成增强型8051微处理器内核，9路10位adc，采样速率100khz，内置电压基准、电源检测，可配置pwm输出，uart异步串口，spi同步通信串口；内置crc效验和多点通信控制，适合点对多点通信。
使用1.9~3.6v电源，极少的外围电路，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，所有高频元件包括电感、振荡器等已经全部集成在芯片内部，一致性良好，性能稳定且不受外界影响。而且每个芯片可以通过软件设置最多40位地址，只有收到本机地址时才会输出数据(提供一个中断指示)，编程很方便。内置crc纠检错硬件电路和协议，对于软件开发人员的编程非常方便，由于无需由单片机完成纠检错的运算，可以降低无线应用开发的难度。
采用duoceiver技术可以同时接收两个nrf2401的数据。其基本原理是duoceiver为同时双信道接收模式， nrf24e1可以通过一个天线接口从相隔8mhz的两个1 mbps发射机(例如：nrf24e1，nrf2401或nrf2402)接收数据。两个数据信道的输出反馈到两套独立接口引脚上：
数据信道1：clk1, data, dr1
数据信道2：clk2, dout2, dr
图1 nrf24e1框图
图 2 duoceivertm同时双接收信道
而duoceiver技术为rx提供两个独立的专用数字信道，代替了对两个单独接收系统的要求。图2所示duoceiver同时双接收信道。数字信道2的频率比数字信道1高出8mhz，才能保证正常接收。
nrf24e1还具有高速率1mbps，高于蓝牙，有高数据吞吐量。内置wtd看门狗，带有数据时隙和数据时钟恢复。
应用电路
图3 nrf24e1连接单端50w天线的rf电路
nrf24e1连接单端50w天线的rf电路图示于图3。
该电路图包含了在一个短射程的通信系统中实现nrf24e1所需的全部电路。布线图周围所有用到的数字i/o信号，a/d输入均可与用户使用的外设部分相联。nrf24e1所需的串行eeprom的程序代码包含在电路中，eeprom是标准的2xx320 spi型。电路自带供电和接地，这部分应用电路的供电应与任何高电流的外设供电滤波分离。单端50w天线使用一个不同的单端匹配网络。
实际应用中应注意以下几点：
可用频带通过局部调节来决定；
晶振频率应从4，8，12，16和20mhz这五个配置表指定的不同值中选择，通常数据率为1mbps时使用16mhz；
数据率只能是250kbps或1000kbps；
非嵌入式天线的负载阻抗为400w。■
参考文献
1. nordic vlsi. 2.4ghz rf transceiver with embedded 8051 compatible microcontroller and 9 input, 10 bit adc. 2003.7
2. nordic vlsi. nrf24e1 and nrf24e2 rf layouts. 2003.5
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与蓝牙相比，nrf24e1没有复杂的通信协议，完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的，nrf24e1比蓝牙产品更便宜，具有成本优势。所以nrf24e1是业界体积小、功耗少、外围元件少的低成本射频系统级芯片。
nrf24e1
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使用1.9~3.6v电源，极少的外围电路，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，所有高频元件包括电感、振荡器等已经全部集成在芯片内部，一致性良好，性能稳定且不受外界影响。而且每个芯片可以通过软件设置最多40位地址，只有收到本机地址时才会输出数据(提供一个中断指示)，编程很方便。内置crc纠检错硬件电路和协议，对于软件开发人员的编程非常方便，由于无需由单片机完成纠检错的运算，可以降低无线应用开发的难度。
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数据信道1：clk1, data, dr1
数据信道2：clk2, dout2, dr
图1 nrf24e1框图
图 2 duoceivertm同时双接收信道
而duoceiver技术为rx提供两个独立的专用数字信道，代替了对两个单独接收系统的要求。图2所示duoceiver同时双接收信道。数字信道2的频率比数字信道1高出8mhz，才能保证正常接收。
nrf24e1还具有高速率1mbps，高于蓝牙，有高数据吞吐量。内置wtd看门狗，带有数据时隙和数据时钟恢复。
应用电路
图3 nrf24e1连接单端50w天线的rf电路
nrf24e1连接单端50w天线的rf电路图示于图3。
该电路图包含了在一个短射程的通信系统中实现nrf24e1所需的全部电路。布线图周围所有用到的数字i/o信号，a/d输入均可与用户使用的外设部分相联。nrf24e1所需的串行eeprom的程序代码包含在电路中，eeprom是标准的2xx320 spi型。电路自带供电和接地，这部分应用电路的供电应与任何高电流的外设供电滤波分离。单端50w天线使用一个不同的单端匹配网络。
实际应用中应注意以下几点：
可用频带通过局部调节来决定；
晶振频率应从4，8，12，16和20mhz这五个配置表指定的不同值中选择，通常数据率为1mbps时使用16mhz；
数据率只能是250kbps或1000kbps；
非嵌入式天线的负载阻抗为400w。■
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1. nordic vlsi. 2.4ghz rf transceiver with embedded 8051 compatible microcontroller and 9 input, 10 bit adc. 2003.7
2. nordic vlsi. nrf24e1 and nrf24e2 rf layouts. 2003.5
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