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单芯片2.4GHz2.4GHz2.4GHz2.4GHz射频收发机——RNF2401RNF2401RNF2401RNF2401产品特性：�24针脚小体积包装单芯片射频收发机（体积尺寸：5×5mm）�数据传输速率0至1兆比特每秒�只有2个外部组件�多通道运行功能�125个通道�通道切换时间小于200微妙�支持频率间的调换�数据传输切换/时钟信号可恢复数据�收发地址与接收数据校验CRC计算�同时双向无线接收�低功耗无线发送模式，工作在超低耗环境下，便以减轻微处理器的执行任务�工作环境电压范围：1.9至3.6V�低电流发送特性，最高电流10.5mA，5dBm输出功率�低电流接收特性，工作在接受模式下最大耗电流18mA�100%射频测试�无需外置SAW滤波器�全球普遍使用产品应用方向：�无线鼠标、键盘、操作杆�无钥门禁系统�无线数据通信�安全警报系统�智能家居�监督系统�自动装置�遥感探测�智能运动器材�工业传感器�玩具产品一般描述：nRF2401是一单芯片型广播式无线射频收发机，它采用全球普遍使用的2.4至2.5GHz传输通信频率。该无线射频收发机由频率整合器、功率放大器、晶体振荡器、调制器组成。通过对3线串行接口的使用，可以很简单的对功率输出与通道频率进行编程处理。电流消耗非常低，在5dBm功率输出时电流只有10.5mA，接收模式时工作电流为18mA。内置掉电模式可以更好的实现电能节约。核心参考数据：表1：nRF2401核心参考数据�最小供电电压：1.9V�最大输出功率：0dBm�最大数据传输速率：1000kbps�发送模式下5dBm输出功率需求电流：10.5mA�接收模式下需求电流：18mA�工作环境温度范围：-40至+80摄氏度�敏感度：-90dBm�掉电模式需求电流：1uA表2：nRF2401订货须知�NRF2401IC：24引脚QFN封装，体积5×5mm，版本A�NRF2401-EVKIT：评估套件（2个测试用PCB，2个配置有PCB，SW），版本1.0芯片方框图：图1：nRF2401的外围器件组成nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401引脚功能：表3：nRF2401引脚功能�引脚CE，数字信号输入，使能芯片进入接收或发送模式�引脚DR2，数字信号输出，接收的数据在数据通道2准备（只用于无线数据传输）�引脚CLK2，数字信号输入/输出，在数据通道2上接收数据时产生输出/输入时钟�引脚DOUT2，数字信号输出，数据通道2接收数据�引脚CS，数字信号输入，片选激活配置模式�引脚CLK1，数字信号输入/输出，在数据通道1工作在发送模式时产生输入时钟，再发模式时产生输入/输出时钟，3线接口之一�引脚DATA，数字信号输入/输出，数据通道1可以接收数据，可以发送数据，3线接口之一�引脚DVDD，供电，为数字信号提供电源，目的在于去耦�引脚VSS，供电，接地（0V）�引脚XC2，模拟信号输出，外部晶振接脚2�引脚XC1，模拟信号输入，外部晶振接脚1�引脚VDD_PA，供电输出，为功率放大器提供1.8V电能�引脚ANT1，射频，天线接口1�引脚ANT2，射频，天线接口2�引脚VSS_PA，供电，接地（0V）�引脚VDD，供电，提供3V直流电�引脚VSS，供电，接地（0V）�引脚IREF，模拟信号输入，参考电流�引脚VSS，供电，接地（0V）�引脚VDD，供电，提供3V直流电�引脚VSS，供电，接地（0V）�引脚PWR_UP，数组信号输入，上电�引脚VDD，供电，提供3V直流电nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401引脚分布：图2：nRF2401引脚分布（正视图），QFN封装5×5mmnRF2401nRF2401nRF2401nRF2401电气特性：�实际电气特性由逻辑环境决定�外部晶振频率选择可能有不同的5中参考值（4、8、12、16及20MHz），具体选择依据配置字的设定，可参照表8。16MHz的频率要求1Mbps的运行环境�数据发送或接收速率要么是：250Kbps要么是：1000Kbps�天线负载外接电阻为400Ω�天线负载外接电阻为400Ω，确保数据传输速率为250Kbps或1000Kbps�天线负载外接电阻为400Ω，确保数据传输速率为10Kbps�如果使用4MHz晶振则有电流产生表4：nRF2401射频特性nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401封装外形：nRF2401使用QFN24引脚5×5封装格式，尺寸规格：mm图3：nRF2401封装外形nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401全部最大额定条件：�供电电压：�VDD--------------------负0.3至正3.6V�VSS----------------------------------------0V�输入电压�VI------------------负0.3至VDD+0.3V�输出电压�VO------------------负0.3至VDD+0.3V��总耗散能�PD（TA=85摄氏度）-------------------------90mW�环境温度�工作温度----------------零下40至零上85摄氏度�能承受的温度---------零下40至零上125摄氏度注意：在运行工作中如果nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401严重超过一个或更多的参考限制值可能会造成器件的永久性损害。特别提示：�该芯片是电器敏感性器件�存放时一定要注意保护nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401术语一览表：表5：术语表�CLK：系统时钟�CRC：多次循环校验�CS：片选�CE：芯片使能�DR：数据就绪�GFSK：高斯频移键控�ISM：工业—科学—医疗�MCU：微控制器�OD：超速运行�PWR_DWN：掉电�PWR_UP：上电�RX：接收�SY_BY：睡眠模式�TX：发送nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401运行模式：概述：通过不同的设置PWR_UP、CE、CS这三个引脚，nRF2401可以工作在一下主要工作模式：表6：nRF2401主要工作模式�激活模式（接收/发送）：PWR_UP—CE—CS（110）�配置模式：PWR_UP—CE—CS（101）�睡眠模式：PWR_UP—CE—CS（100）�掉电模式：PWR_UP—CE—CS（0XX）对于完整概述nRF2401输入/输出引脚的不同工作模式的设置请参照表7。激活模式：nRF2401有两种接收/发送工作模式：�无线射频模式�直接发送模式nRF2401工作于何种激活模式完全依照于配置字的组成，而配置字存在于专有的配置区域。无线射频模式（ShockShockShockShockBurstBurstBurstBurst）：无线射频技术使用片上的先入先出（FIFO）功能来记录低速的数据写入，并以非常高的速率进行数据发送，因此这样可以极大的减少电能损耗。当nRF2401工作在无线射频模式时，你可以通过由2.4GHz的频带来获得高速的数据传输速率（1Mbps）而不需要额外的费用，而这些数据的传输加工均由高速的微处理器来完成。通过片上的无线射频协议来处理高速信号的传输，nRF2401具有如下优势：�大大减小电流的损耗�更低的系统花费（使用相对便宜的微处理器）�通过短时间传输大大减低信号在空中的因传输干扰而产生的危险nRF2401可以通过使用3线接口来对其进行编程处理，其数据的传输速率由微处理器的处理速率决定。当无线射频连接在最大数据传输速率时，让芯片会把运行状态下的数字处理部分工作在最低速率，此时nRF2401工作在无线射频模式下时可以在相当大的范围内减小平均电流声损耗。无线射频传输规则（ShockShockShockShockBurstBurstBurstBurstPrinciplePrinciplePrinciplePrinciple）：当nRF2401配置为无线射频模式时（ShockBurstmode），其数据的发送或接收遵循如下组成方式（以10kbps为范例）：图4：在微处理器中的数据时钟形式与无线射频发送技术下图中分别示意了在没有无线射频发送时，数据传输速率由MCU决定以及有无线射频发送时的时钟状态：图5：nRF2401工作在无线射频时或非无线射频时的电流损耗图6：nRF2401以无线射频模式进行数据发送的流程图nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401以无线射频发送数据时的条件：相关MCU接口引脚：CE、CLK1、DATA�当运行MCU并有数据发送时，置高CE。接下来便激活nRF2401进行发送数据的处理�接收机地址与所需传输的数据在系统时钟下写入nRF2401，此时芯片运行速率或MCU运行速率小于1Mbps（例如只有：10kbps）�在上述情况完成后，MCU置低CE，这一行为便激活nRF2401以无线射频方式进行数据发送�nRF2401的无线射频发送：�射频前端上电�射频数据包完成（数据开始位添加成功，CRC校验计算完成）�数据以高速进行发送（用户可以配置发送速率为：250kbps或1Mbps）�当数据发送完成，nRF2401进入睡眠模式图7：nRF2401无线射频接收流程图nRF2401nRF2401nRF2401nRF2401工作在无线射频接收模式：相关MCU接口引脚：CE、DR1、CLK1及DATA（一个接收通道接收数据）�当nRF2401配置为无线射频接收模式时，一旦接收机检测到正确的地址位与适当的数据大小，射频接收就会置位�激活数据接收，置高CE�在置位时间约为200微妙时，nRF2401就会检测空中的信息，用以接收数据�当接收到有效数据包时（即检测到正确的地址与CRC校验值），nRF2401会自动消除数据包的开始序头、地址与CRC检验值�在完成上述步骤后nRF2401会把DR1引脚拉高并以中断方式通知MCU�MCU可能会（或可能不会）置低CE以取消射频前端的使能（低电流模式）�当有效数据有适合的传输速率（例如：10kbps）时，MCU会产生时钟输出�当所有的数据都接收完毕时，nRF2401会再次将DR1置低，而且如果CE在数据下载期间仍然保持为高nRF2401会重新进入数据的接收准备状态。如果CE被置为低，那么一种新的启动数据序列将会开始，详情见图16直接收发模式：工作在直接收发模式下的nRF2401就像传统的射频器件一样。数据必须是在传输频率为1Mbps、250kbps或者低频状态进行设定，以保证接收机能探测到信号。直接发送模式：相关MCU接口引脚：CE、DATA�当MCU运行并有数据需要传输时，置高CE�上述事实后，nRF2401的射频前端会立即激活，在距此刻200微妙后，数据会立即调制载波�所有的射频协议必须由MCU的固件进行实现（数据开始序头、接收机地址、CRC校验值）直接接收模式：相关MCU接口引脚：CE、CLK1及DATA�一旦nRF2401被配置为直接接收模式并上电（CE置高），DATA便会因为空中的噪声影响而开始触发�由于nRF2401试图锁定输入的数据流，于是CLK1也会开始触发�一旦有效数据序头被接收，CLK1及DATA便会锁定输入信号，射频数据包出现在DATA的引脚上，而且其数据传输速率与发送机的速率一样�使能解调器用于重新产生时钟信号，数据序头必须是8位高或低来触发，如果第一位的数据位是低那么开始解调也必须为低�工作在这模式下数据准备信号是没有使用的。接收机地址与数据校验值也必须由MCU在接收端进行核实同时双发送——两通道接收模式：工作在无线射频或直接收发模式的nRF2401，可以同时通过两个相互独立且平行的频率通道进行最大速率的数据接收。这意味着：�nRF2401可以接收来自两个发送机以1Mbps速率进行发送的数据，（nRF2401或nRF2402）8MHz分频通过一个天线接口�输出信号来自两个数据通道，而且由两个分离的MCU接口决定�数据通道1：CLK1、DATA及DR1�数据通道2：CLK2、DOUT2及DR2�DR1与DR2只有