前面介紹了 XN297LBW, 順帶再介紹一個非常類似的型號 XL2400, 生產商是深圳芯嶺技術, 同時市面上還有一個 WL2400, 從數據手冊看和 XL2400 是一模一樣的. XL2400 和XN297LBW 一樣都是 SOP8 封裝的2.4GHz頻段無線收發晶元, 但是零售價格更便宜, 在... ...

XL2400

前面介紹了 XN297LBW, 順帶再介紹一個非常類似的型號 XL2400, 生產商是深圳芯嶺技術, 同時市面上還有一個 WL2400, 從數據手冊看和 XL2400 是一模一樣的. XL2400 和XN297LBW 一樣都是 SOP8 封裝的2.4GHz頻段無線收發晶元, 但是零售價格更便宜, 在0.7元左右. 寄存器設置也存在大量 NRF24L01 的痕跡, 但是有一些區別.

產品頁地址: http://www.xinlinggo.com/pd.jsp?id=1

芯嶺對 XL2400 的介紹: "XL2400 系列晶元是工作在 2.400~2.483GHz 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發晶元. 該晶元集成射頻收發機、頻率收生器、晶體振蕩器、數據機等功能模塊, 並且支持一對多組網和帶 ACK 的通信模式. 發射輸出功率、工作頻道以及通信數據率均可配置. 晶元已將多顆外圍貼片阻容感器件集成到晶元內部. 容易過 FCC 等認證."

XL2400 主要特性

無線
- 通信頻段：2.400GHz~2.483GHz
- 數據速率：2Mbps,1Mbps,250Kbps,125Kbps
- 調製方式：GFSK
發射器
- 輸出功率：最高8dBm
接收器
- -90dBm@2Mbps
- -92dBm@1Mbps
- -95dBm@250Kbps
- -96.5dBm@125Kbps
協議引擎
- 支持最大數據長度為 128 位元組(4 級 FIFO)
- 支持一對多組網和帶 ACK 的通信模式
電源管理
- 工作電壓：1.7V~3.6V
- 發射模式(0dBm)工作電流 13.7mA
- 接收模式工作電流 12.3mA
- 休眠電流 2uA
主機介面
- 支持3引腳SPI, SPI介面速率最高支持 4Mbps
封裝
- SOP8
- 1M/2Mbps模式需要晶振精度 ±40ppm&C L =12pF
- 125K/250kbps模式需要晶振精度 ±20ppm&C L =12pF
- BLE 廣播包模式需要晶振精度 ±10ppm&C L =12pF
- 工作溫度支持-40~+125℃

與XN297L相比

發射功率低2個dbm, 但是支持125Kbps速率, 有更高的靈敏度. 因為存在虛標的可能性, 需要在實際使用中驗證
4級FIFO, 最大數據長度128位元組, 支持更大的單組數據
支持BLE, 因為手冊和SDK都未涉及這部分, 暫無法驗證

PIN腳定義和應用電路

XL2400 的PIN腳定義和 XN297LBW 是完全一樣的

VDD 和 VSS 分別接 VCC 和 GND
XC1 和 XC2 接晶振
ANT 接天線
用於MCU介面通信的只有 CSN, SCK 和 DATA 這三個PIN

推薦電路與XN297LBW相比更簡單. 實際上外圍電路只需要一個16MHz晶振.

模塊實物

嘉立創打樣的測試模塊 (項目地址 https://oshwhub.com/iosetting/xn297lbw-xl2400-evb)

因為電路與XN297LBW相似, 所以PCB通用, 只是焊接的元件有區別

如果只是做驗證, 可以用SOP8轉接板加焊一個16MHz晶振和一截 5~10cm 漆包線作為天線.

使用 PY32F0 驅動 XL2400

XN297L最新的SDK可以從芯嶺網站下載下載地址或者從百度網盤下載下載地址. SDK中的例子使用GPIO模擬SPI方式進行驅動. 但是實際上也可以通過硬體SPI方式進行驅動.

硬體準備

XL2400 模塊
PY32F002A/PY32F003/PY32F030 系列MCU的開發板, 建議在驗證階段使用 20PIN 及以上封裝的型號, 避免PIN腳復用引起的干擾. 跑通後再遷移到低PIN型號
USB2TTL模塊, 用於觀察輸出
以上硬體需要兩套, 測試中分別用於接收和發送

下麵以PY32F002A為例. 代碼不需調整可以直接運行於 PY32F003x 和 PY32F030x 系列的其它型號. 因為 XL2400 和 XN297LBW 的示例代碼幾乎是一模一樣, 就不仔細介紹了, 大部分代碼可以參考前面的 XN297LBW 的代碼說明, 只介紹有區別的地方.

GPIO模擬方式

接線

接線和XN297LBW一樣, 註意電源使用3.3V

PY32          XL2400 SOP8
PA1   ------> CLK/SCK
PA6   ------> CSN/NSS
PA7   ------> DATA/MOSI

              USB2TTL
PA2(TX) ----> RX
PA3(RX) ----> TX

代碼說明

XL2400 的初始化. 這部分與XN297LBW是有區別的. XL2400 的寄存器中存在大量多位元組的設置項, 設置時會需要先讀取再寫入

void XL2400_Init(void)
{
    // Analog config
    XL2400_ReadToBuf(XL2400_CMD_R_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, xbuf, 13);
    *(xbuf + 4) &= ~0x04;
    *(xbuf + 12) |= 0x40;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, xbuf, 13);
    // Switch to software CE control, wake up RF
    XL2400_WakeUp();
    // Enable Auto ACK on all pipes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_EN_AA, 0x3F);
    // Enable all pipes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_EN_RXADDR, 0x3F);
    // Address Width, 5 bytes
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_SETUP_AW, 0xAF);
    // Retries and interval
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_SETUP_RETR, 0x33);
    // RF Data Rate 1Mbps
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_SETUP, 0x22);
    // Number of bytes in RX payload, pipe 0 and pipe 1
    *(cbuf + 0) = XL2400_PLOAD_WIDTH;
    *(cbuf + 1) = XL2400_PLOAD_WIDTH;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RX_PW_PX, cbuf, 2);
    // Dynamic payload width: off
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_DYNPD, 0x00);
    // Other features
    //bit7&6=00 return status when send register address
    //bit5=0 long data pack off
    //bit4=1 FEC off
    //bit3=1 FEATURE on
    //bit2=0 Dynamic length off
    //bit1=0 ACK without payload
    //bit0=0 W_TX_PAYLOAD_NOACK off
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_FEATURE, 0x18);
    // Enable RSSI
    *(cbuf + 0) = 0x10;
    *(cbuf + 1) = 0x00;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RSSI, cbuf, 2);
}

設置通信頻道

void XL2400_SetChannel(uint8_t channel)
{
    if (channel > 80) channel = 80;
    // AFC reset
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, 0x06);
    // AFC on
    XL2400_WriteReg(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_ANALOG_CFG0, 0x0E);
    // Frequency(MHz) 2400:0x960 -> 2480:0x9B0
    *(cbuf + 0) = 0x60 + channel;
    *(cbuf + 1) = 0x09;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_CH, cbuf, 2);
    // AFC Locked
    *(cbuf + 1) |= 0x20;
    XL2400_WriteFromBuf(XL2400_CMD_W_REGISTER | XL2400_REG_RF_CH, cbuf, 2);
}

XL2400 的發送和接收函數和 XN297LBW 通用

完整代碼

XL2400 示例代碼的 GitHub 倉庫地址: https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/GPIO/XL2400_Wireless

運行測試

修改 main.c 中的模式設置, 0為接收, 1為發送, 分別寫入至兩個PY32F002A開發板, 觀察UART的輸出.

// 0:RX, 1:TX
#define XL2400_MODE 0

接收端在每次接收到數據時, 輸出第1,2,31個位元組的值; 發送端每發送255組數據(每組32位元組)後, 會顯示發送成功的個數(十六進位), 這個輸出可以用於計算發送成功率, 以及發送速度.

硬體SPI方式

接線

接線和XN297LBW的硬體SPI方式一樣, 使用4線制全雙工, PY32的MOSI和MISO都接到XL2400的DATA, 但是在MOSI(PA7)上串一個1K的電阻.

PY32                XL2400 SOP8
PA0   ------------> DATA/MOSI
PA7   ---> 1KR ---> DATA/MOSI
PA1   ------------> CLK/SCK
PA6   ------------> CSN/NSS

                    USB2TTL
PA2(TX) ----------> RX
PA3(RX) ----------> TX

代碼說明

參考XN297LBW的代碼說明, 兩者是一樣的.

完整代碼

XL2400 示例代碼的 GitHub 倉庫地址: https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/SPI/XL2400_Wireless

運行測試

和GPIO模擬方式的一樣, 修改 main.c 中的模式設置, 0為接收, 1為發送, 分別寫入至兩個PY32F002A開發板, 觀察UART的輸出.

// 0:RX, 1:TX, 2:TX_FAST
#define XL2400_MODE 0

利用FIFO隊列提升發送速度

XL2400 也可以使用直接寫入 FIFO 隊列的方式提升發送速度, 發送相比普通發送方式有10%的性能提升.

在硬體SPI通信的示例中可以通過設置XL2400_MODE為2可以啟用快速發送模式

// 0:RX, 1:TX, 2:TX_FAST
#define XL2400_MODE 2

普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬體SPI方式驅動無線收發晶元XL2400

目錄

XL2400

XL2400 主要特性

PIN腳定義和應用電路

PIN腳定義和應用電路

模塊實物

使用 PY32F0 驅動 XL2400

硬體準備

GPIO模擬方式

接線

代碼說明

完整代碼

運行測試

硬體SPI方式

接線

代碼說明

完整代碼

運行測試

利用FIFO隊列提升發送速度

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