在 NRF24E1 的內(nèi)部存儲(chǔ)空間中，512B ROM 用于存儲(chǔ)引導(dǎo)程序。上電后，它可將 EEPROM 中存儲(chǔ)的程序下載到 4KB RAM 的程序運(yùn)行空間，另外的 256B RAM為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。無(wú)線收發(fā)器 NRF2401 可以通過(guò)軟件編程來(lái)設(shè)定接收地址、收發(fā)頻率、發(fā)射功率、無(wú)線傳輸速率、無(wú)線收發(fā)模式、CRC 校驗(yàn)和的長(zhǎng)度以及有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度等無(wú)線通信參數(shù)。
　　NRF24E1的典型應(yīng)用電路原理圖如圖2，從圖中看到，采用 Nordic NRF24E1 無(wú)線單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)的線路非常簡(jiǎn)單，外圍零件很少，也非常容易進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

　　NRF24E1 體積小、功耗低，因此非常適用于對(duì)體積和功耗要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合?？蓮V泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外設(shè)、無(wú)線耳機(jī)、玩具、游戲手柄、汽車電子、醫(yī)療器械、遙控和工業(yè)傳感器等方面。
2 具體組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)
　　結(jié)合前面的知識(shí)，再來(lái)看看基于NRF24E1芯片的短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具體應(yīng)該如何組網(wǎng)。這里以一個(gè)具體的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)為例。
2.1 系統(tǒng)功能
　　該無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)采用NRF24E1芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)點(diǎn)菜系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù)器與計(jì)算機(jī)收銀管理系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)菜、出菜、加菜、撤菜等從菜品進(jìn)廚房直至結(jié)賬的全過(guò)程自動(dòng)化。
　　該系統(tǒng)的功能流程是：餐廳內(nèi)的就餐點(diǎn)和餐廳外的外賣點(diǎn)都可以通過(guò)無(wú)線發(fā)送/接收終端輔助完成點(diǎn)菜，并通過(guò)無(wú)線傳輸將點(diǎn)菜數(shù)據(jù)傳送至后臺(tái)服務(wù)器，再由服務(wù)器進(jìn)行分單打印和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至收銀用機(jī)、傳菜用機(jī)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，收銀機(jī)結(jié)帳并打印帳單，傳菜機(jī)打印、傳菜、劃單，最后由服務(wù)員完成送菜、上菜。
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)中點(diǎn)菜模塊外觀及總體設(shè)計(jì)圖如圖3所示，其中發(fā)送、接收端通過(guò)NRF24E1芯片實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。
　　無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)中點(diǎn)菜模塊系統(tǒng)流程圖如圖4所示。

　　首先由用戶在點(diǎn)菜終端輸入用戶號(hào)和密碼（刷卡）登錄，餐廳內(nèi)的就餐點(diǎn)由服務(wù)員輸入信息進(jìn)入系統(tǒng)。當(dāng)驗(yàn)證用戶合法后，用戶可以進(jìn)行點(diǎn)菜操作，點(diǎn)菜時(shí)直接通過(guò)菜肴的編碼和加減運(yùn)算符組合輸入即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)菜，方便快捷，具體編碼可參考無(wú)線點(diǎn)菜終端使用說(shuō)明書(shū)。用戶點(diǎn)菜輸入并“確認(rèn)”后，無(wú)線點(diǎn)菜終端將用戶已點(diǎn)菜肴信息顯示輸出，用戶核對(duì)無(wú)誤，再次“確認(rèn)”點(diǎn)菜，如需加菜、減菜，可按“取消”鍵回到上一步，同樣通過(guò)菜肴的編碼和加減運(yùn)算符組合輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)加減菜。用戶完成點(diǎn)菜后，無(wú)線點(diǎn)菜終端會(huì)將點(diǎn)菜數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，并給出“您已成功點(diǎn)菜！”的顯示信息，用戶此時(shí)可以退出系統(tǒng)。
2.3 發(fā)送端總體設(shè)計(jì)
　　基于NRF24E1的點(diǎn)菜發(fā)送端需要有鍵盤進(jìn)行點(diǎn)菜的數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)還需要一個(gè)液晶顯示屏來(lái)顯示點(diǎn)菜信息。因此，整個(gè)發(fā)送端可大致分為主控制器、鍵盤、鍵盤編解碼、LCD、電壓轉(zhuǎn)換等部分，其總體設(shè)計(jì)框圖如圖5所示。

2.4 無(wú)線收發(fā)設(shè)計(jì)
　　NRF24E1收發(fā)器的收發(fā)任務(wù)由NRF2401子系統(tǒng)控制，NRF2401子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。

　　收發(fā)功能由特殊功能寄存器中的RADIO和SPI_ CTRL控制。SPI_ CTRL=0X00時(shí)，SPI不用；SPI_ CTRL=0X01時(shí)，SPI連接到P1口；SPI_ CTRL=0X10時(shí)，SPI連接到第一個(gè)NRF2401頻道；SPI_ CTRL=0X11時(shí)，SPI連接到第二個(gè)NRF2401頻道。
　　RADIO寄存器中的3個(gè)位PWR_UP、CE、CS可以用來(lái)控制NRF2401子系統(tǒng)的工作模式。當(dāng)PWR_UP=1，CE=1，CS=0時(shí)為收發(fā)方式；當(dāng)PWR_UP=1，CE=O，CS=1時(shí)為配置方式；當(dāng)PWR_UP=1，CE=O，CS=0時(shí)為空閑方式；PWPWR_UP=0時(shí)關(guān)機(jī)。
　　系統(tǒng)射頻部分的通信協(xié)議均由內(nèi)置硬件電路完成，NRF24E1的無(wú)線數(shù)據(jù)包格式如表1。

表1 NRF24E1的無(wú)線數(shù)據(jù)包格式

　　其中，PRE-AMBLE是前導(dǎo)碼，由硬件自動(dòng)加上去；ADDRESS是要發(fā)送的32～40位地址碼；PAYLOAD是有效數(shù)據(jù)；CRC是CRC校驗(yàn)和，它可由內(nèi)置CRC糾檢錯(cuò)硬件電路自動(dòng)加上，可設(shè)為0、8或16位。ADDRESS、PAYLOAD和CRC的總長(zhǎng)度最大為256位，設(shè)置較短的地址和校驗(yàn)和可以提高傳輸效率，但會(huì)使可靠性降低。
　　NRF24E1支持點(diǎn)到多點(diǎn)通信，每個(gè)芯片可通過(guò)軟件設(shè)置最多40位地址，通信時(shí)只有與本機(jī)地址相符時(shí)才應(yīng)答，否則不響應(yīng)。
　　無(wú)線收發(fā)器NRF2401有一個(gè)144bit的ShockBurst配置字，該配置字規(guī)定了無(wú)線收發(fā)器的接收地址、收發(fā)頻率、發(fā)射功率、無(wú)線傳輸速率、無(wú)線收發(fā)模式、CRC校驗(yàn)和的長(zhǎng)度以及有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。該配置字使NRF2401能夠處理射頻協(xié)議。
　　當(dāng)NRF2401工作在收發(fā)方式時(shí)，其采用了先進(jìn)的ShockBurst技術(shù)。
　　(1)ShockBurst工作在發(fā)送方式時(shí)，CPU接口引腳為CE、CLK1和DATA(如圖6)。當(dāng)CPU請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，置CE為高電平" title="高電平">高電平，此時(shí)將接收機(jī)地址和有效載荷數(shù)據(jù)送入NRF2401，置CE為低電平激活ShockBurst發(fā)射。具體流程為：
　　a.當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，置CE為高，使NRF2401工作；
　　b.把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時(shí)序送入NRF2401；
　　c.微控制器把CE置低，激發(fā)NRF2401進(jìn)行ShockBurst發(fā)射；
　　d.NRF2401 ShockBurst發(fā)射：給射頻前端供電；射頻數(shù)據(jù)打包（加字頭、CRC校驗(yàn)碼）；高速發(fā)射數(shù)據(jù)包；發(fā)射完成，NRF2401進(jìn)入空閑狀態(tài)。
　?(2)ShockBurst工作在接收方式時(shí)，CPU接口引腳為CE、DR1、CLK1和DATA(如圖6)。當(dāng)正確設(shè)置射頻包輸入載荷的地址和大小后，置CE為高電平可激活RX。此后NRF2401監(jiān)測(cè)信息輸入，若收到有效數(shù)據(jù)包，則給MCU一個(gè)中斷并置DR1為高電平，以使MCU以時(shí)鐘形式將有效載荷數(shù)據(jù)取走，待系統(tǒng)收到全部數(shù)據(jù)后NRF2401再置DR1為低。此時(shí)如果 CE保持高電平，則等待新的數(shù)據(jù)包；若CE置低電平，則開(kāi)始其他工作流程。具體流程為：
　　a. 配置本機(jī)地址和要接收的數(shù)據(jù)包大??；
　　b. 進(jìn)入接收狀態(tài)，把CE置高；
　　c. 200微秒后，NRF2401進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)包的到來(lái)；
　　d. 當(dāng)接收到正確的數(shù)據(jù)包(正確的地址和CRC校驗(yàn)碼)，NRF2401自動(dòng)把字頭、地址和CRC校驗(yàn)位移去；
　　e. NRF2401通過(guò)把DR1(這個(gè)引腳引起微控制器中斷)置高通知微控制器；
　　f. 微控制器把數(shù)據(jù)從NRF2401移出；
　　g. 所有數(shù)據(jù)移完，NRF2401把DR1置低，此時(shí)，如果CE為高，則等待下一個(gè)數(shù)據(jù)包，如果CE為低，開(kāi)始其他工作流程。
　　ShockBurst接收和發(fā)送的流程框圖如圖7和圖8所示。最終，無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收端正確接收點(diǎn)菜發(fā)送端發(fā)射來(lái)的點(diǎn)菜代碼，并處理成計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的數(shù)據(jù)傳送給后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理。