1、nRF24L01無線通信模塊使用手冊一、模塊簡介該射頻模塊集成了 NORDIC公司生產的無線射頻芯片nRF24L01：支持2.4GHz的全球開放ISM頻段，最大發射功率為0dBm2Mbps,傳輸速率高功耗低，等待模式時電流消耗僅22uA多頻點（125個），滿足多點通信及跳頻通信需求在空曠場地，有效通信距離：25m （外置天線）、10m （PCB天線）工作原理簡介：發射數據時，首先將nRF24L01配置為發射模式，接著把地址TX_ADDR和數據TX_PLD 按照時序由SPI 口寫入nRF24L01緩存區，TX_PLD必須在CSN為低時連續寫入，而 TX_ADDR在發射時寫入一次即可，然后CE置為

2、高電平并保持至少10 us，延遲130 us后 發射數據；若自動應答開啟，那么nRF24L01在發射數據后立即進入接收模式，接收應答信 號。如果收到應答，則認為此次通信成功，TX_DS置高，同時TX_PLD從發送堆棧中清除； 若未收到應答，則自動重新發射該數據（自動重發已開啟）若重發次數（ARC_CNT）達到 上限，MAX_RT置高，TX_PLD不會被清除；MAX_RT或TX_DS置高時，使IRQ變低， 以便通知MCU。最后發射成功時，若CE為低，則nRF24L01進入待機模式1；若發送堆棧 中有數據且CE為高，則進入下一次發射；若發送堆棧中無數據且CE為高，則進入待機模 式2。接收數據時，首

3、先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130 us進入接收狀態等待 數據的到來。當接收方檢測到有效的地址和CRC時，就將數據包存儲在接收堆棧中，同時 中斷標志位RX_DR置高，IRQ變低，以便通知MCU去取數據。若此時自動應答開啟，接 收方則同時進入發射狀態回傳應答信號。最后接收成功時，若CE變低，則nRF24L01進入 空閑模式1。二、模塊電氣特性參數數值單位供電電壓5V最大發射功率0dBm最大數據傳輸率2Mbps電流消耗（發射模式，0dBm）11.3mA電流消耗（接收模式，2Mbps）12.3mA電流消耗（掉電模式）900nA溫度范圍-40+85C三、模塊引腳說明管腳符號功能方向1G

4、ND電源地2IRQ中斷輸出O3MISOSPI輸出O4MOSISPI輸入I5SCKSPI時鐘I6NC空7NC空8CSN芯片片選信號I9CE工作模式選擇I10+5V電源四、模塊與AT89S52單片機接口電路注：上圖為示意連接，可根據自己實際需求進行更改；使用AT89S52MCU模塊時，請將Nrf24L01通 訊模塊每個端口（MOSI、SCK、CSN和CE）接4.7K的排阻上拉到VCC增強其驅動能力（如下圖：）。若 使用其它單片機與Nrf24L01通訊模塊相連時請串聯2K電阻。五、工作模式控制工作模式由CE和PWR_UP、PRIM_RX兩寄存器共同控制:模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存

5、器狀態接收模式111-發射模式1011數據存儲在FIFO寄存器中，發射所有數據發射模式10012數據存儲在FIFO寄存器中，發射一個數據待機模式II101TX FIFO為空待機模式I1-0無正在傳輸的數據掉電模式0-注1：進入此模式后，只要CSN置高，在FIFO中的數據就會立即發射出去，直到所有數據數據發射完畢，之后進入待機模式II。注2：正常的發射模式，CE端的高電平應至少保持10us。24L01將發射一個數據包，之后進入待機模 式I。六、數據和控制接口通過以下六個引腳，可實現模塊的所有功能：IRQ （低電平有效，中斷輸出）CE （高電平有效，發射或接收模式控制）CSN（SPI信號）SCK（

6、SPI信號）MOSI（SPI信號）MISO（SPI信號）通過SPI接口，可激活在數據寄存器FIFO中的數據；或者通過SPI命令（1個字節長 度）訪問寄存器。在待機或掉電模式下，單片機通過SPI接口配置模塊；在發射或接收模式下，單片機通 過SPI接口接收或發射數據。1. SPI指令所有的SPI指令均在當CSN由低到高開始跳變時執行；從MOSI寫命令的同時，MISO 實時返回24L01的狀態值；SPI指令由命令字節和數據字節兩部分組成。SPI命令字節表指令名稱指令格式 （二進制）字節數操作說明R_REGISTER000A AAAA15讀寄存器。AAAAA表示寄存器地址。W_REGISTER001A

7、 AAAA15寫寄存器。AAAAA表示寄存器地址，只 能在掉電或待機模式下操作。R_RX_PAYLOAD0110 0001132在接收模式下讀132字節RX有效斷氣。 從字節0開始，數據讀完后，FIFO寄存器 清空。W_TX_PAYLOAD1010 0000132在發射模式下寫131字節TX有效數據。從字節0開始。FLUSH_TX1110 00010在發射模式下，清空TX FIFO寄存器。FLUSH_RX1110 00100在接收模式下，清空RX FIFO寄存器。在 傳輸應答信號時不應執行此操作，否則不 能傳輸完整的應答信號。REUSE_TX_PL1110 00110應用于發射端。重新使用上一

8、次發射的有 效數據，當CE=1時，數據將不斷重新發 射。在發射數據包過程中，應禁止數據包 重用功能。NOP1111 11110空操作。可用于讀狀態寄存器。2. SPI時序SPI讀寫時序見下面兩圖。在寫寄存器之前，一定要進入待機模式或掉電模式。其中， CnSPI指令位；Sn狀態寄存器位；Dn數據位（低字節在前，高字節在后；每 個字節中高位在前）CSN 廠實蒞rwjuuuuLnrmn_njuLn_nMOSSb E s 中叱 e ci f，MISOSF * * 字 * 22 羽 R 07 E4 A D4 g g CM 31 f02- D1：Z 312- Et W A SPI讀時序CSNkJ e nf

9、LLn_fuinL_n_LrLnfiJUULnri_rmwJJOSICr E 況匚。宓 m 匚8 ET 匚0 03 D4 D3 M DI CD 315 $14 口 111 CIS 311 口M Di DE .LUSO arasMnszMscSPI寫時序七、寄存器內容及說明地址（十六進制）寄存器位復位值類型說明00CONFIG配置寄存器Reserved70R/W默認為0MASK_RX_DR60R/W可屏蔽中斷RX_RD1：中斷產生時對IRQ沒影響0： RX_RD中斷產生時，IRQ引腳為低MASK_TX_DS50R/W可屏蔽中斷TX_RD1：中斷產生時對IRQ沒影響0： TX_RD中斷產生時，IR

10、Q引腳為低MASK_MAX_RT40R/W可屏蔽中斷MAX_RT1：中斷產生時對IRQ沒影響0： MAX_RT中斷產生時，IRQ引腳為低EN_CRC31R/WCRC使能。如果EN_AA中任 意一位為高，則EN_CRC為 高。CRCO20R/WCRC校驗值：0： 1字節1： 2字節PWR_UP10R/W0：掉電1：上電PRIM_RX00R/W0：發射模式1：接收模式01EN_AAEnhancedShockBurst使能“自動應答”功能Reserved7:600R/W默認為00ENAA_P551R/W數據通道5自動應答使能位ENAA_P441R/W數據通道4自動應答使能位ENAA_P331R/W數

11、據通道3自動應答使能位ENAA_P221R/W數據通道2自動應答使能位ENAA_P111R/W數據通道1自動應答使能位ENAA_P001R/W數據通道0自動應答使能位02EN_RXADDR接收地址允許Reserved7:600R/W默認為00ERX _P550R/W數據通道5接收數據使能位ERX _P440R/W數據通道4接收數據使能位ERX _P330R/W數據通道3接收數據使能位ERX _P220R/W數據通道2接收數據使能位ERX _P111R/W數據通道1接收數據使能位ERX _P001R/W數據通道0接收數據使能位03SETUP_AW設置地址寬度（所有數據通 道）Reserved7:

12、2000000R/W默認為00000AW1:011R/W接收/發射地址寬度：00：無效01： 3字節10： 4字節11： 5字節04SETUP_RETR自動重發ARD7:40000R/W自動重發延時時間：0000： 250us0001： 500us1111： 4000usARC3:00011R/W自動重發計數：0000：禁止自動重發0001 ：自動重發1次1111：自動重發15次05RF_CH射頻通道Reserved70R/W默認為0RF_CH6:00000010R/W設置工作通道頻率06RF_SETUP射頻寄存器Reserved7:5000R/W默認為000PLL_LOCK40R/W鎖相環使

13、能，測試下使用RF_DR31R/W數據傳輸率：0： 1Mbps1： 2MbpsRF_PWR2:111R/W發射功率：00： -18dBm01： -12dBm10： -6dBm11： 0dBmLNA_HCURR01R/W低噪聲放大器增益07STATUS狀態寄存器Reserved70R/W默認值為0RX_DR60R/W接收數據中斷位。當收到有效 數據包后置1。寫 1清除中斷TX_DS50R/W發送數據中斷。如果工作在自 動應答模式下，只有當接收到 應答信號后置1。寫1清除中斷MAX_RT40R/W重發次數溢出中斷。寫 1清除中斷。如果MAX_RT中斷產生，則必須清除后才能繼續通訊RX_P_NO3:

14、1111R接收數據通道號：000-101： 數據 通道號110：未使用111： RX FIFO寄存器為空TX_FULL00RTX FIFO寄存器滿標志位08OBSERVE_TX發送檢測寄存器PLOS_CNT7:40R數據包丟失計數器。當寫 RF_CH寄存器時，此寄存器 復位。當丟失15個數據包后， 此寄存器重啟。ARC_CNT3:00R重發計數器。當發送新數據包 時，此寄存器復位。09CD載波檢測Reserved7:1000000RCD00R0ARX_ADDR_P039: 0E7E7E7E7E7R/W數據通道0接收地址。最大長 度為5個字節。0BRX_ADDR_P139: 0C2C2C2C2C

15、2R/W數據通道1接收地址。最大長 度為5個字節。0CRX_ADDR_P27:0C3R/W數據通道2接收地址。最低字 節可設置，高字節必須與RX_ADDR_P139:8 相等0DRX_ADDR_P37:0C4R/W數據通道3接收地址。最低字 節可設置，高字節必須與RX_ADDR_P139:8 相等0ERX_ADDR_P47:0C5R/W數據通道4接收地址。最低字 節可設置，高字節必須與RX_ADDR_P139:8 相等0FRX_ADDR_P57:0C6R/W數據通道5接收地址。最低字 節可設置，高字節必須與RX_ADDR_P139:8 相等10TX_ADDR39:0E7E7E7E7E7R/W發

16、送地址。在 ShockBurstTM 模式，設置RX_ADDR_P0與 此地址相等來接收應答信號11RX_PW_P0Reserved7:600R/W默認為00RX_PW_P05:00R/W數據通道0接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節12RX_PW_P1Reserved7:600R/W默認為00RX_PW_P15:00R/W數據通道1接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節13RX_PW_P2Reserved7:600R/W默認為00RX_PW_P25:00R/W數據通道2接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節14RX_PW_P3Re

17、served7:600R/W默認為00RX_PW_P35:00R/W數據通道3接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節15RX_PW_P4Reserved7:600R/W默認為00RX_PW_P45:00R/W數據通道4接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節16RX_PW_P5Reserved7:600R/W默認為00RX_PW_P55:00R/W數據通道5接收數據有效寬度：0：無效1： 1個字節32： 32個字節17FIFO_STATUSFIFO狀態寄存器Reserved70R/W默認為0TX_REUSE60R若 TX_REUSE=1，則當 CE 置 高

18、時，不斷發送上一數據包。 TX_REUSE 通過 SPI指令 REUSE_TX_PL設置；通過 W_TX_PALOAD或FLUSH_TX 復位TX_FULL50RTX_FIFO寄存器滿標志1：寄存器滿0：寄存器未滿，有可用空間TX_EMPTY41RTX_FIFO寄存器空標志1：寄存器空0：寄存器非空Reserved3:200R/W默認為00RX_FULL10RRX FIFO寄存器滿標志1：寄存器滿0：寄存器未滿，有可用空間RX_EMPTY01RRX FIFO寄存器空標志1：寄存器空0：寄存器非空N/ATX_PLD255 :0XWN/ARX_PLD255 :0XR八、模塊編程控制1. Shock

19、BurstTM發射模式設置PRIM_RX為低。通過SPI接口，將接收節點地址（TX_ADDR）和有效數據（TX_PL。）寫入模塊， 寫TX_PLD時，CSN必須一直置低。置CE為高，啟動發射。CE高電平持續時間至少為10us。ShockBurstTM發射模式：系統上電啟動內部16MHz時鐘數據打包數據發射若啟動了自動應答模式（ENAA_P0=1），則模塊立即進入接收模式（NO_ACK已設 置）。如果接收到應答信號，則表示發射成功，TX_DS置高且TX FIFO中的有效數據被移 出；如果沒有接收到應答信號，則自動重發（自動重發已設置）；如果自動重發次數超過最 大值（ARC），MAX_RT置高，在

20、TX FIFO中的數據不被移出。當MAX_RT和TX_DS置 高時，IRQ激活。只有重新寫狀態寄存器（STATUS）才能關閉IRQ。如果重發次數達到最 大后，仍沒有接收到應答信號，在MAX_RT中斷清除之前，不會再發射數據。PLOS_CNT 計數器會增加，每當有一個MAX_RT中斷產生。如果CE置低，則系統進行待機模式I，否則發送TX FIFO寄存器中的下一個數據包。 當TX FIFO中的數據發射完，CE仍為高時，系統進入待機模式II。在待機模式II下，CE置低，則進入待機模式I。2. ShockBurstTM接收模式設置PRIM_RX為高，配置接收數據通道（EN_RXADDR）、自動應答寄存

21、器（EN_AA） 和有效數據寬度寄存器（RX_PW_PX）。置CE為高，啟動接收模式。130us后，模塊檢測空中信號，接收到有效的數據包后（地址匹配、CRC檢驗正確），數據儲存在RX FIFO中，RX_DR 置高。如果啟動了自動應答功能，則發送應答信號。MCU置CE為低，進入先機模式I。MCU可通過SPI接口將數據讀出模塊準備好進入發射模式或接收模式或待機模式。Start PrimaryShosk 日 urst QprtianRX Serti-ngRXmodeD 導taE p-asketTX SettlingTX SettlingTX modeTransmit ACKPut payload i

22、n-RXFIFO 的d Erst ES I RQ.-as there paylo-, aftsched wlh the last 、 ACK? /Put In RCFFO 3rd smt咄琮IRQTX rrode Trans-mit ACK witn 網用0k is Auto r Acknowledgernen enabled? /九、RF通道頻率RF通道頻率指的是 nRF24L01所使用的中心頻率，該頻率范圍從2.400GHz到2.525GHz，以1MHz區分一個頻點，故有125個頻點可使用。由參數 RF_CH 確定，公式為：F0 = 2400 + RF_CH（MHz）十、示例程序接收模塊與

23、發射模塊大部分程序代碼相同，如下：1. SPI命令和寄存器配置頭文件API.h （根據第六、七兩點編寫）#ifndef _BYTE_DEF_#define _BYTE_DEF_typedef unsigned char BYTE;#endif/ SPI命令#define READ_REG0 x00讀第0個寄存器#define WRITE_REG0 x20寫第0個寄存器#define RD_RX_PLOAD0 x61在接收模式下使用，讀有效數據#define WR_TX_PLOAD0 xA0在發送模式下使用，寫有效數據#define FLUSH_TX0 xE1在發送模式下使用，清TX FIFO寄

24、存器#define FLUSH_RX0 xE2在接收模式下使用，清RX FIFO寄存器#define REUSE_TX_PL0 xE3發送方使用，重復發送最后的數據#define NOP0 xFF空操作，用于讀狀態寄存器STATUS的值/ nRF24L01寄存器地址#define CONFIG0 x00配置寄存器,8bit#define EN_AA0 x01自動應答設置寄存器,8bit#define EN_RXADDR0 x02接收地址設置寄存器,8bit#define SETUP_AW0 x03地址寬度設置寄存器,8bit#define SETUP_RETR0 x04/自動重復發送設置寄存器

25、,8bit#define RF_CH0 x05/RF通道寄存器,8bit#define RF_SETUP0 x06/RF設置寄存器,8bit#define STATUS0 x07狀態寄存器,8bit#define OBSERVE_TX0 x08發送觀測寄存器,8bit#define CD0 x09載波檢測寄存器,8bit,#define RX_ADDR_P00 x0A接收地址數據通道0,40bit#define RX_ADDR_P10 x0B#define RX_ADDR_P20 x0C#define RX_ADDR_P30 x0D#define RX_ADDR_P40 x0E#define

26、RX_ADDR_P50 x0F#define TX_ADDR0 x10發送地址.發送方使用,40bit#define RX_PW_P00 x11通道0接收的有效數據字節長度（1-32字節）,8bit#define RX_PW_P10 x12#define RX PW P20 x13#define RX_PW_P30 x14#define RX_PW_P40 x15#define RX_PW_P50 x16#define FIFO_STATUS0 x17 /FIFO狀態寄存器,8bit#define#defineuchar unsigned charTX ADR WIDTH#defineTX P

27、LOAD WIDTH5地址長度為5個字節20 數據長度為20個字節2. SPI操作頭文件(與單片機的接口設置在此頭文件中)uchar const TX_ADDRESSTX_ADR_WIDTH = 0 xE7,0 xE7,0 xE7,0 xE7,0 xE7;charrx_bufTX_PLOAD_WIDTH; 接收緩沖區ucharflag;標志位int test12;#defineCEP0_0芯片使能:Chip Enable#defineCSNP0_1片選信號:Chip Select Not#defineSCKP1_2串行時鐘信號:Serial Clock#defineMOSIP0_3主發從收:M

28、aster In Slave Out#defineMISOP0_4主收從發:Master Out Slave In#defineIRQP3_2中斷查詢:Interrupt Requestucharbdata sta;sbitRX_DR=sta6;sbitTX_DS=staA5;sbitMAX_RT=staA4;uchar SPIRW(uchar byte)/寫一個字節到nRF24L01,并返回此時nRF24L01的狀態及數據uchar bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr8;bit_ctr+)先寫字節的高位，再寫低位MOSI = (byte & 0 x80);byte =

29、 (byte 1);SCK = 1;/MOSI取byte最高位/byte左移一位/SCK從高到低時開始寫入byte 1= MISO;獲取MISO位.從MOSI寫命令的同時,MISO返回nRF24L01的狀態及數據SCK = 0;return(byte); uchar SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE value)/將字節 value 寫入寄存器 reg uchar status;CSN = 0;status = SPI_RW(reg);SPI_RW(value);/CSN為0時，才能進行SPI讀寫選擇寄存器reg寫字節value到該寄存器CSN = 1;終止SPI讀寫retu

30、rn(status);BYTE SPI_Read(BYTE reg)/讀寄存器 reg 狀態字BYTE reg_val;CSN = 0;/CSN為0時，才能進行SPI讀寫SPI_RW(reg);選擇寄存器regreg_val = SPI_RW(0);寫0,什么操作也不進行，僅僅為了讀寄存器狀態CSN = 1;終止SPI讀寫return(reg_val);uchar SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)從寄存器reg讀出數據,典型應用是讀RX數據或RX/TXF地址 uchar status,byte_ctr;CSN = 0;/CSN為0時，

31、才能進行SPI讀寫status = SPI_RW(reg);選擇寄存器reg并返回其狀態字for(byte_ctr=0;byte_ctrbytes;byte_ctr+) pBufbyte_ctr = SPI_RW(0);/從寄存器讀數據CSN = 1;終止SPI讀寫return(status);返回狀態值uchar SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes)/將數據寫入寄存器,如 TX 數據,RX/TX 地址等. uchar status,byte_ctr;CSN = 0;/CSN為0時，才能進行SPI讀寫status = SPI_RW(re

32、g);選擇寄存器reg并返回其狀態字for(byte_ctr=0; byte_ctrbytes; byte_ctr+)SPI_RW(*pBuf+);寫數據到寄存器CSN = 1;終止SPI讀寫return(status);返回狀態值 /接收模式初始化:設置RX地址,RX數據寬度,RF通道，速率，低噪聲放大器增益 設置完之后，將CE置高，準備好接收數據 void RX_Mode(void) SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_W

33、IDTH);/ 寫 TX_Address 至U nRF24L01 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0 x1a); / 自動重發延時：500us + 86us；重發次數：10 次SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);將地址TX_ADDRESS寫入寄存器0的數據通道0SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0 x01);/ENAA_P0=1,數據通道 0 自動應答SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0 x01); /ER

34、X_P0=1,使能SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);/40 個通信頻段SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);數據通道0的RX數據長度為TX_PLOAD_WIDTH,要與發送的一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0 x0F);速率為2Mbps，發送功率為0dBm,低噪聲放大器增益為1SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG，0 x0f);/PRIM_RX=1,接收方;PWR_UP=1;CRC檢驗字為2字節；發送模式初始化:設置發送地址，設置發送的數據，

35、設置接收方地址,RF通道,速率等，與接收類似void TX_Mode(void)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0 x0e);SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDT

36、H);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0 x01);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0 x01);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR, 0 x1a);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0 x0f);顯示狀態寄存器的值/0 x01/0 x01/0 x03,5個字節/0 x1a/0 x28/0 x0f/0 x14void show_status(void)test0 = SPI_Read(EN_AA);t

37、est1 = SPI_Read(EN_RXADDR);test2 = SPI_Read(SETUP_AW);test3 = SPI_Read(SETUP_RETR);test4 = SPI_Read(RF_CH);test5 = SPI_Read(RF_SETUP);test6 = SPI_Read(RX_ADDR_P2);test7 = SPI_Read(RX_ADDR_P3);test8 = SPI_Read(RX_ADDR_P4);test9 = SPI_Read(RX_ADDR_P5);test10 = SPI_Read(RX_PW_P0);test11 = SPI_Read(STATUS);void init_io(void)CE = 0;待機CSN = 1;/SPI禁止讀寫SCK = 0; void Inituart(void)/設置串口工作模式 定時器1工作在方式2,8位自動重裝模式波特率為9600模式1，8位數據啟動定時器1TMOD |= 0 x20;TL1 = 0 xfd;TH1 = 0 xfd;SCON = 0 x50;TR1 = 1;TI=1; void init_int0(void