【正文】 BU S B12345J 3C O N 5R 21 0D I OL E DC 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5V s +2V s 6V C C1 6G N D1 5T 1 I N1 1T 1 O U T1 4T 2 I N1 0T。接入后發(fā)光二極管點亮。 顯示模塊： P1 口接無線模塊的控制端 口。 P0 口接 4 位數(shù)碼管段選端， 分別接數(shù)碼管位選段 S4S1。 配 置 n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送 模 式復 位 D S 1 8 B 2 0開 始發(fā) 送 跳 過 R O M 命 令開 始 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 值 繼 電 器 工 作溫 度 顯 示數(shù) 據(jù) 經(jīng) n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送發(fā) 送 成 功 ？溫 度過 高Y N圖 發(fā)送端程序流程圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 29 接收端軟件設計 本系統(tǒng)接收端采用 nRF24L01 無線模塊接收發(fā)送端傳來的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機 AT89S52 在 LCD1602 液晶顯示器上顯示。該電路是把 市電 220V 交流電壓經(jīng)電壓器降壓至 8V， 輸入進行全橋整流，成為脈動直流，經(jīng)過，一級濾波后送至 三端穩(wěn)壓集成電路lm7805 穩(wěn)壓，再經(jīng)二級濾波后即為＋ 5V輸出，圖 管組成了全橋整流電路， C1， C3 是一級濾波電容， U1 是穩(wěn)壓管lm7805， C4 是二級濾波電容。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 24 D0D1D2D3D4D5D6D7P 27P 2512345678910111213141516J 13C O N 16R3P O T 1V C CP 26 圖 LCD1602液晶顯示模塊電路圖 發(fā)送端顯示模塊 本設計在發(fā)送端部分采用數(shù)碼管顯示， P0 由上拉電阻提高驅(qū)動能力，作為數(shù)據(jù)輸出。DSl8820 在讀時隙開始 15μs 后開始采樣總線電平。 與 DS18B20 的所有通訊都是由一個單片機的復位脈沖和一個DS18B20 的應答脈沖開始的。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細介紹。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可 以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。C 。 表 2：常用配置寄存器 地址（ H） 寄存器名稱 功能 00 CONFIG 設置 24L01 工作模式 01 EN_AA 設置接收通道及自動應答 02 EN_RXADDR 使能接收通道地址 03 SETUP_AW 設置地址寬度 04 SETUP_RETR 設置自動重發(fā)數(shù)據(jù)時間和次數(shù) 07 STATUS 狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài) 0A~0F RX_ADDR_P0~P5 設置接收通道地址 10 TX_ADDR 設置接收接點地址 11~16 RX_PW_P0~P5 設置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 17 nRF24L01 模塊原理圖 nRF24L01 單端匹配網(wǎng)絡：晶振，偏置電阻，去耦電容。最后接收成功時，若 CE 變低，則 nRF24L01 進入空閑模式 1。若未收到應答，基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 15 則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動重發(fā)已開啟 )，若重發(fā)次數(shù) (ARC)達到上限， MAX_RT 置高， TX FIFO 中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā) 。 CSN， SCK， MOSI， MISO： SPI 引腳端 ， 微處理器可通過此引腳配置 nRF24L01： IRQ：中斷標志位 ； VDD：電源輸入端 ； VSS：電源地 ； XC2， XC1：晶體振蕩器引腳 。 單片機最小系統(tǒng)如圖 ： 圖 單片機最小系統(tǒng) E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 0 C 5 2C13 0 p FC23 0 p FX11 2 M H zX1X2V C CR11 0 KC31 0 u FR E S E TP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 7P 2 6D0D1D2D3D4D5D6D7R E S E T R X DT X DA L EP S E NIN T 0IN T 1T0T1RDWRX1X2基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 12 單片 nRF24L01 無線模塊 nRF24L01 芯片概述 nRF24L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件 ,工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。 ： INT1,外部中斷 1 輸入。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當作定時器 2 的外部緩沖輸入腳，而 P。因此在 8031 及 8032中， EA 引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。 靈 活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 178。 全雙工 UART 串行中斷口線 178。同時該芯片還具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三 種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。然而單片機又不同于單板機，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微機控制系統(tǒng)。發(fā)送端用 7 段數(shù)碼管顯示。 使用 DS18B20 線路簡單，編程容易，但是比 AD590 精度低。 方案二：采用 NRF24L01 無線射頻模塊進行通信， NRF24L01 是一款高速低功耗的無線通信模塊。但其價格比較昂貴，而且是 TPFQ 貼片封裝，不利于焊接，需要 PCB 制板，大大增加了成本和開發(fā)周期。 本系統(tǒng)的設計采用了 Nordic 公司新推出的工作于 頻段 NRF24L01 射頻芯片，由 AT89S52單片機控制 實現(xiàn)短距離無線數(shù)據(jù)通信。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 2 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，不論是溫室大棚的溫度監(jiān)測，還是糧倉的管理，傳統(tǒng)上都是采取分區(qū)取樣的人工方法，工作量大，可靠性差。 通過簡單的無線通信協(xié)議，實現(xiàn)可靠性與功耗平衡， 該系統(tǒng)能實現(xiàn)對溫度的檢測，能夠同時進行溫度檢測，是可以實現(xiàn)遠程控制的無線溫度檢測系統(tǒng)。成都理工大學工程技術(shù)學院畢業(yè)論文 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 作者姓名： 鐘其良 專業(yè)名稱： 電子信息科學與技術(shù)專業(yè) 指導教師： 何 勇 講師 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 I 摘要 溫度是一個非常重要的參數(shù)。本文提出一種采用單片機 AT89S52 控制 DS18B20 實現(xiàn)的無線溫度測量系統(tǒng)。而且，當數(shù)據(jù)采集點處于運動狀態(tài)、所處的環(huán)境不允許或無法鋪設電纜時，數(shù)據(jù)甚至無法傳輸，此時便需要利用無線傳輸?shù)姆绞竭M行數(shù)據(jù)采集。為此，需要設 計相應的接口系統(tǒng)，控制這些射頻芯片工作，完成可靠穩(wěn)定的無線數(shù)據(jù)通信，這樣的研究也變得更加有意義了。 此單片機是一款高性能的低功耗的 16 位單片機，具有非常強大的功能，且內(nèi)置高速 12 位 ADC。但是此模塊價格較貴，且 Zigbee 協(xié)議相對較為復雜。 經(jīng)濟，方便。 綜合以上方案，我們選擇了經(jīng)濟實惠的字符液晶 LCD1602 來作為接收端的顯示。 單片機有著微處理器所不具備的功能，它可以獨立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機的最大特點。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。 時鐘頻率 033MHz 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 9 178。 軟件設置空閑和省電功能 178。 EA/Vpp：“ EA”為英文“ External Access”的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當引腳為低電平后，系統(tǒng)會調(diào)用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。 PORT1(― )：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL 負載，若將端口 1 的輸出設為高電平，使是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 ： INT0,外部中斷 0 輸入。 （ 2）、復位電路 單片復位端低電平有效。各引腳功能如下： 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 13 圖 nRF24L01 封裝圖 CE：使能發(fā)射或接收 。如果收到應答，則認為此次通信成功， TX_DS 置高，同時 TX_PLD 從 TX FIFO 中清除 。若此時自動應答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應答信號。 nRF24L01 的配置寄存器共有 25 個，常用的配置寄存器如表 2 所示 。176。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（ 28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的 序 列 號 ， 最 后 8 位 是 前 面 56 位 的 循 環(huán) 冗 余 校 驗 碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： （ 1） ROM 只讀存儲器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號，最后 8 位是以上 56 的位的 CRC 碼（冗余校驗）。第 9 個字節(jié)為前 8 個字節(jié)的 CRC 碼。 ROM 指令為 8 位長度，功能是對片內(nèi)的 64 位光刻 ROM進行操作。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴格遵循 18B20 的讀寫時序來操作。在寄生工 作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持 500MS，來維持芯片工作。讀時隙起始于單片機拉低總線至少 1 μs 。具體電路如圖 所示。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 26 C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5V s +2V s 6V C C16GND15T 1I N11T 1O U T14T 2I N10T 2O U T7R 1 O U T12R 1 IN13R 2 O U T9R 2 IN8U 1 2 M A X 2 32 V C CV C CGNDC71uC81uC91uC 1 01uC 1 11uR X DT X D162738495J 10S C 9 圖 單片機 與 PC機串口通信電路 電源電路設計 A、本系統(tǒng)單片機需要一組＋ 5V 電源，采用的電源電路如圖 所示。軟件流程圖如 ?；?nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 31 DS18B20 接單片機 口。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 32 圖 接收端 LCD1602液晶顯示仿真 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設計 33 5 硬件電路板設計 系統(tǒng)硬件原理圖 發(fā)送端原理圖 電源模塊：由 VCC 提供 +5V 高電平， Power 接口接入，經(jīng)過 LM1117降壓為 +，為 nRF24L01 模塊提供高電平。 +5V 電源由 USB 接口提供給單片機和其他模塊