系统芯片nRF24E1及其在无绳电话中的应用

　　摘要：首先，简要介绍系统级RF收发芯片nRF24E1的各个功能模块及其特性。然后，分析无绳电话的工作原理，介绍怎样用nRF24E1在无绳电话中实现话音信号的无线接收和发送。最后，给出实际应用中的一些体会。
　　关键词：nRF24E1射频无线通信无绳电话8051
　　
　　引言
　　
　　nRF24E1收发器和nRF24E2发射器是NordicVLSI推出的两种系统级芯片，采用先进的0。18μsCMOS工艺、6mm×6mm的36引脚QFN封装；以nRF2401/02芯片结构为基础，将射频、8051MCU、9输入12位ADC、125通道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单芯片中；内部有电压高速器（工作电压1.9～3.6V）和VDD电压监视，通常开关时间小于200μs，数据速率1Mbps，输出功率0dBm；不需要外接SAW滤波器，是目前世界首次推出的、全球2.4GHz通用的、完事的低成本射频系统级芯片。nRF24E1/nRF24E2适用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽车电子及其它短距离无线高速应用。
　　
　　1nRF24E1功能介绍
　　
　　nRF24E1结构框图如图1所示。
　　
　　（1）微处理器
　　
　　nRF24E1微处理器的指令系统与工业标准8051的指令系统相兼容，但两者的指令执行时间有些不同。通常，nRF24Ex的每条指令执行时间为4～20个时钟周期，而工业标准8051的每条指令执行时间为12～48个时钟周期。nRF24E1比工业标准8051增加了ADC、SPI、RF接收器1、RF接收器2、唤醒定时器5个中断源，以及3个与8051一样的定时器。NRF24E1内含1个与8051相同的UART，在传统的异步通信方式下，可用定时器1和定时器2作为UART的波特率发生器。为了便于和外部RAM区进行数据传递，nRF24E1的CPU还集成2个数据指针。nRF24E1微控制器的时钟直接来源泉于晶振。
　　
　　微处理器中有256字节的数据RAM和512字节的ROM。上电复位或软件复位后，处理器自动执行ROM中引导区的代码。用户程序通常是在引导区的引导下，从EEPROM加载到1个4KB的RAM中，这个4KB的RAM也可作存储数据用。如果应用当中不用掩膜ROM（也即内含的ROM），程序代码必须从外部非易失性存储器中加载。比较常见的是通过SPI接口扩展型号为25320的EEPROM。
　　
　　为了控制一些标准8051没有的功能，nRF24E1增加了一些特殊功能寄存器，如RADIO（P2）、ADCCON、ADCDATAH、ADCDATAL、ADCSTATIC、PWMCON、PWMDUTY等。其P0和P1也和标准8051有所不同，其它的特殊功能豁口与标准8051相同。
　　
　　（3）PWM和SPI接口
　　
　　nRF24E1具有一个可编程控制的PWM输出。使用时，通过程序改变DIO9（即P0.9）的功能，并可编程决定PWM工作于6位、7位或8位。
　　
　　SPI（串行外设接口）的3个口与GPIO（DIN0、DION0和DION1）和RF收发器重用。SPI硬件不产生任何片选信号，通常用GPIO的位（P0口）作为外部SPI设备的片选口。
　　
　　（3）RTC唤醒定时器、WTD和RC振荡器
　　
　　nRF24E1内有一个低功耗的RC振荡

《系统芯片nRF24E1及其在无绳电话中的应用》