[nRF24L01+] 3. Radio Control 无线电控制

3. Radio Control 无线电控制

nRF24L01+可以配置为：power down, standby， Rx/Tx mode

3.1. 无线控制状态图

当VDD电压大于1.9V时，进入上电复位状态，并保持复位状态，直到进入掉电模式：

需要注意的是：

1. 从待机模式到TX/RX模式的过度时间，和反过来，从TX/RX模式到待机模式的过渡时间是相同的；

2. 芯片从掉电模式进入TX/RX模式前，必须经过待机I模式；也就是说需要在进入掉电模式后等待Tpd2stby（见表16，估计是晶体振荡器建立时间及稳定之类的时间）后，才能将CE拉高（至少10us）进入RX/TX模式

3. 晶体振荡器的启动时间与晶体等效电感成正比。在一些晶体数据表中，等效串联电感Ls称为L1或Lm，Cs称为C1或Cm。

   Tpd2stby = Ls/30mH * 1.5ms ，可以这么粗略的计算

4. 如果芯片掉电，原来寄存器的值不会保存，所以需要从新开始配置；
   
   
   

3.2. Power Down Mode 掉电模式

可以通过把CONTROL寄存器的PWR_UP清零， 进入掉电模式，900nA；只有寄存器和SPI是活动的，以便可以通过SPI修改寄存器的值，即更改工作状态。

3.3. 待机1模式

把CONTROL寄存器的PWR_UP置1，可以进入待机I模式，26uA；这个模式下只有晶振一部分是活动的，它是在保持最小启动时间下的平均电流消耗最小的一个状态；

思考：这个状态下，晶振电路是工作的，也是耗电的；在按键扫描电路中，可以先使用电平触发让芯片从掉电模式下启动，然后再开始扫描判定是哪个按键按下，如此应该可以得到最小的功耗；前提是在掉电模式下GPIO的中断可以唤醒！

此外，在RX或者TX模式下，CE拉低芯片同样会进入待机1模式；而拉高CE则可以进入RX或者TX模式，取决于配置和寄存器的状态；

3.4. 待机II模式

相比待机I模式下，在待机II模式下更多的时钟和缓冲器处于活动状态下，因此更耗电；当CE拉高准备进入TX模式时，如果此时的TX-FIFO为空（没有要发送的数据）就会进入待机II模式；而一旦TX-FIFO填充了数据，将在延迟130us等待PLL和配置稳定后进入TX模式。

3.5. RX接收模式

当PWR_UP、PRIM_RX控制位置一并且CE管脚拉高时，会进入RX模式；

在RX模式下，接收机会持续将调制后的数据呈现给基带协议引擎，如果找到有效的数据包（通过匹配地址和有效的CRC），则数据包会出现在RXFIFO里；如果RX FIFO已满就会丢弃接收到的数据。

在MCU重新配置芯片为待机I或者掉电模式前，它都会一直保持在RX模式下；但是如果自动协议功能（Enhanced ShockBurst）启用后，芯片可以进入其他模式以执行协议；

在RX模式下，接收功率检测器（RPD，Received Power Dectector）信号可用。RPD当在接收频率信道内检测到高于-64dBm的RF信号时，会被设置为拉高的信号; RPD信号在呈现给寄存器之前会经过滤波，射频信号至少存在40us后才能被拉高。

RPD当成功接受到数据包时，状态将会被锁存，可以用来指示发射机的信号强度（也就是说如果地址或者CRC错误了，也会被置位，这样就知道你的接收机发送的信号到底有没有被收到了）；如果没有收到数据包时，会保留最后一个接受周期的状态，这个状态会作为MCU将CE拉低或者RX接收超时的结果，由增强型协议功能控制。

RPD的值需要等待 Tstby2a +Tdelay_AGC= 130us + 40us 后才是正确的（好理解，因为接收机自己配置好需要时间）；接收的增益会随着温度变化而改变，所以RPD的曾因判定阈值也是如此：- 5dB at T = -40°C， + 5dB at 85°C

3.6. TX发射模式

进入TX模式需要把PWR_UP置一， PRIM_RX清零，往TX_FIFO里存入数据，最后再把CE管脚拉高至少10us； 24L01+将会保持在TX模式，一直等到一包的数据发送完成；当CE=0时，24L01+将会返回到待机I模式下；

TX模式下，PLL是在开环下运行的（不知道是否为其原因），不要在TX模式下超过4ms（在增强协议模式下，不会超过4ms）。

a. 如果CE=1，所有的TX_FIFO都会被清空，同时在发送过程中必要的ACK和可能的重发机制都会被执行。如果TX_FIFO为空但是CE=1仍然为高时，将会进入待机II模式；此模式下一旦TX_FIFO不为空（SPI的数据传输进来后，管脚CSN拉高），就会立即进入TX模式发送数据包；

b. 此操作模式使CE脉冲高至少10µs。这允许传输一个数据包。这是正常操作模式。数据包传输后，nRF24L01+进入待机I 模式。

3.7. Air data rate 空中数据速率

通过RF_SETUP寄存器的RF_DR控制，接收机和发射机的速率要配置成一样的；

空中数据速率是nRF24L01+在发送和接收数据时使用的调制信令速率。它可以是250kbps、1Mbps或2Mbps。

使用较低的空中数据速率可以获得更好的接收灵敏度，相比于更高的空气数据速率。但是，高空中数据速率会降低平均电流消耗，降低空中碰撞的概率。

3.8. RF Channel Frequency

nRF24L01+可以在2.400GHz至2.525GHz的频率范围内工作。RF信道频率设置的编程分辨率为1MHz，（525-400=125，即0~125）。

F₀ = 2400 + RF_CH [MHz]

RF信道频率决定nRF24L01+使用的信道中心。频道在250kbps和1Mbps时占用小于1MHz的带宽，在2Mhz时占用小于2MHz的带宽。

3.9. PA(Power Amplifier) Control

PA（功率放大器）控制用于设置nRF24L01+功率放大器的输出功率。PA控制由RF_SETUP寄存器中的RF_PWR位设置。