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 技術情報 nRF24E1 無線マイコン
ブロック図・概要



nRF24E1は、コアに8051互換のMCUを搭載しています。プログラムは、電源投入時に外部のEEPROM25320から読込まれて、4kのRAMエリアに転送されます。転送後、プログラムの実行が始まります。余ったRAM領域は汎用のRAMとして使用することができます。(量産時マスク化は可能)

10bitのA/D変換機を8チャネル(切り替え)搭載しており、内部リファレンス1.22V及び外部リファレンス(max1.5V)に対してA/D変換が可能です。電源電圧用に別途1チャネル用意されているので、電源電圧低下も測定することができます。
I/Oは、8+3本持っています。そのうち4本はEEPROMと共用になります。

無線部は、2.4GHz帯のISM周波数帯を使用しています。チップ内部にパワーアンプ、受信アンプ、送受信の切替が入っており、完全なトランシーバーを形成しています。従って、少しの外付け部品により高機能な無線ユニットを構成することが可能です。周波数が高いため、小型のアンテナで通信することができます。

通信のプロトコルは独自のもので、アドレス及びCRCが付加されたデジタル信号となっています。消費電力を少なくするために通信速度を上げてバースト的に送信するショックバーストを採用、通信速度は1Mbpsと250kbpsの切替が可能で、受信の感度は250kbpsの方が高くなっています。
デュアルレシーブ機能という別々のチャネル(8MHzの間隔)を同時に受信する機能も有しており、多彩な使用方法ができるようになっています。(例えば、ワイヤレスキーボードとマウスなどの構成など)

その他、PWM出力やシリアルポート入出力もあり、小さいながらマイコンとしての基本的な機能を兼ね備えています。

メモリマップ



メモリはプログラム用として0〜FFFHまでの4kbyteを使用することが可能です。EEPROMに書き込まれたプログラムは、ERAMエリアに転送され実行されます。このとき、空いたERAMエリアは、データメモリとして使用することが可能です。プログラムを転送するために、EEPROMに書き込むHEXファイルにはMPUの動作条件(クロック周波数やプログラムサイズなど)がヘッダ情報として付け加える必要がありますが、これは、マザーボードに付属するソフト・シェルパを使用することで自動的に付加されるようになっています。または、ノルディック社のサイトからeeprep.exeをダウンロードしてHEXファイルを変換しても同様にヘッダ情報の付加が可能です。
また、割り込みを使用するときは、ERAMの下部にベクタアドレスがあるため、プログラムと当たらないように注意してください。

SFRで、ポートの入出力設定やタイマ、割り込みなど各種設定を行います。IRAMは、汎用レジスタとしてR0〜R7が割り当てられている他、データメモリーとして使用することができます。

I/Oレジスタ

   ポート0
pin ALT=1 ALT=0
      DIR=0 DIR=1
P0.0 EEPROM_CSN I/O OUT IN
P0.1 RXD I/O OUT IN
P0.2 TXD I/O OUT IN
P0.3 INT0_N I/O OUT IN
P0.4 INT1_N I/O OUT IN
P0.5 T0 I/O OUT IN
P0.6 T1 I/O OUT IN
P0.7 PWM I/O OUT IN
P0_DIR 0x94
P0_ALT 0x95

   ポート1

pin SPI_CTRL=01 SPI_CTRL≠01
    ALT=1 ALT=0
        DIR=0 DIR=1
P1.0 SCK T2 I/O OUT IN
P1.1 SDO IN I/O OUT IN
P1.2 SDI IN IN IN IN
P1_DIR 0x96
P1_ALT 0x97
SPI_CTRL 0xB3


メモリはプログラム用として0〜FFFHまでの4kbyteを使用することが可能です。EEPROMに書き込まれたプログラムは、ERAMエリアに転送され実行されます。このとき、空いたERAMエリアは、データメモリとして使用することが可能です。プログラムを転送するために、EEPROMに書き込むHEXファイルにはMPUの動作条件(クロック周波数やプログラムサイズなど)がヘッダ情報として付け加える必要がありますが、これは、マザーボードに付属するソフト・シェルパを使用することで自動的に付加されるようになっています。または、ノルディック社のサイトからeeprep.exeをダウンロードしてHEXファイルを変換しても同様にヘッダ情報の付加が可能です。
また、割り込みを使用するときは、ERAMの下部にベクタアドレスがあるため、プログラムと当たらないように注意してください。

SFRで、ポートの入出力設定やタイマ、割り込みなど各種設定を行います。IRAMは、汎用レジスタとしてR0〜R7が割り当てられている他、データメモリーとして使用することができます。

タイマレジスタ

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
TMOD 89H timer1       timer0      
      GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
   1 int1 gate t1 in mode mode int0 gate t0 in mode mode
   0 no gate clock     no gate clock    

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
TCON 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
  1 overflow timer1 on overflow timer0 on edge detect edge edge detect edge
  0   off   off   level   level

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
CKCON 08EH       T2M T1M T0M MD2 MD1 MD0
           timer2 timer1 timer0 movx movx movx
   1       clk/4 clk/4 clk/4         
   0       clk/12 clk/12 clk/12         

レジスタ    bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
     timer2              
T2CON C8H TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2
   1 overflow ext flag timer2 ov timer2 tx t2ex on timer2 on t2 in capture
   0     timer1 ov timer1 tx off off clock auto reload

TL0 8AH timer value low
TL1 8BH timer value low
TH0 8CH timer value high
TH1 8DH timer value high
RCAP2L CAH capture low
RCAP2H CBH capture high
TL2 CCH timer value low
TH2 CDH timer value high

割り込みレジスタ

    ベクタアドレス
INT0_N 外部割込0 03h
TF0 Timer0割込 0Bh
INT1_N 外部割込1 13h
TF1 Timer1割込 1Bh
TI/RI Serialポート割込 23h
TF2/EXF2 Timer2割込 2Bh
INT2 ADC_EOC割込 43h
INT3 SPI_READY割込 4Bh
INT4 RADIO.DR1割込 53h
INT5 RADIO.DR2割込 5Bh
WDTI wakeup割込 63h

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
IE 0A8H EA 0 ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
許可   全割込許可   Timer2 Serial PT Timer1 EXT1 Timer0 EXT0
  enable 1   1 1 1 1 1 1
  disable 0   0 0 0 0 0 0

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
IP 0B8H 1 0 PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
優先度       Timer2 Serial PT Timer1 EXT1 Timer0 EXT0
  優先高     1 1 1 1 1 1
  優先低     0 0 0 0 0 0

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
EXIF 091H IE5 IE4 IE3 IE2 1 0 0 0
割込有無   RADIO.DR2 RADIO.DR1 SPI ADC_EOC        
  割込有り 1 1 1 1        
  割込無し 0 0 0 0        

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
EICON 0D8H 1 0 0 WDTI 0 0 0
割込有無           wakeup      
  割込有り         1      
  割込無し         0      

レジスタ bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
EIE 0E8H 1 1 1 EWDI EX5 EX4 EX3 EX2
許可         wakeup RADIO.DR2 RADIO.DR1 SPI_READY ADC_EOC
  enable       1 1 1 1 1
  disable       0 0 0 0 0

レジスタ   bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
EIP 0F8H 1 1 1 PWDI PX5 PX4 PX3 PX2
優先度         wakeup RADIO.DR2 RADIO.DR1 SPI ADC_EOC
  優先高       1 1 1 1 1
  優先低       0 0 0 0 0

無線部レジスタ

  設定例です。実際には緑の値を順に設定します。

119 118 117 116 115 114 113 112 111 110 109 108 107 106 105 104
DATA2_W DATA1_W
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 8 0 8
PayLoad 8bit PayLoad 8bit

103 102 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64
ADDR2
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
CH2 ADDRESS 40bit

63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24
ADDR1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0
0 0 a a b b 1 2 3 4
CH1 ADDRESS 40bit

23 22 21 20 19 18 17 16
ADDRW CRC
1 0 0 0 0 0 1 1
8 3
32bit address 16bitCRC CRCenable

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2CH CM DR XO RFPW CH TX/RX
0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
6 C 0 4
1CH SBmode 1Mbps 16MHz -20dBm 2402MHz transmit mode

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