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现代通信技术的发展，数据传输是一个重要的研究内容。目前有线通信技术始终是市场的主流，这也是在空间区域不能自由布线的最大瓶颈，而无线通信技术是该问题一个很好的通信方案。以成品的无线通信芯片作为通信媒介更能解决基础硬件搭建调试及后期维护的难度。本文采用同类产品中性价比较高的芯片NRF24L01，配合简单外围电路和降低芯片，实现对其控制，很好地解决了这一问题。

本文的控制部件选用AT89C51型单片机。由于这种芯片只有SPI 通信接口，而目前常用的单片机都没有这种接口，因此需要对该芯片的通信时序进行模拟，所以在控制器里编程时要严格按照芯片工作时序进行。

1 系统硬件组成

NRF24L01芯片是具有2.4GHz内嵌基带通信协议引擎功能的收发芯片。通过SPI接口对芯片内部寄存器映射操作，可以使其在空中的传输速度最大达到2 Mb/ s。

该芯片主要特点包括GFSK调制技术：126RF频道满足多点通信需要1~ 2 Mb/ s空中数据传输速率内置硬件CRC检错和点对点通信地址控制：发送方电源可以通过编程输出0 dBm，-6dBm，-12dBm，-18dBm：芯片可以通过软件设置地址，确保通过地址认证双方才能通信： 接收方采用集成通道过滤器，可编程的增益设置：主机接口采用4根SPI硬件接口线，最大8Mb/ s传输速率，3个32字节的TX与RX的FIFO寄存器，5V容抗输入。

该芯片引脚功能如图1所示，引脚1为CE数字信号输入，引脚2为CSN数字信号输入，引脚3为SCK数字信号输入，引脚4为MOSI数字信号输入，引脚5为MISO数字信号输出，引脚6 为IRQ数字信号输，引脚7，15， 18为VDD电源，引脚8，14，17为VSS电源，引脚9为XC2模拟输出，引脚10为XC1模拟输入，引脚11为VDD_PA电源输出，引脚12为ANT1射频，引脚13为ANT2射频，引脚16为IREF模拟输入，引脚19为DVDD电源，引脚20为VSS 电源。

在硬件搭建时特别要注意在SPI接口与51单片机的P0引脚相接时需要接10kΩ的上拉电阻，其余的接口不需要。VCC引脚接入电压范围为1. 9~ 3. 6 V，不能在这个区间之外，超过3.6V将会烧毁模块，推荐电压3.3V。因为这样可以直接和NRF24L01模块的I/ O口线连接。如果是其他系列的单片机，其电源是5V，单片机I/O口输出电流如果超过10 mA时需要串联电阻分压，否则容易烧毁模块。例如AVR系列单片机电源是5V，需串接2 kΩ的电阻。

图1 NRF2401 芯片引脚功能图。

关键词： 射频 无线通信 SPI接口 AT89C51单片机 nRF24L01