【文章內容簡介】 的功能要求（1）實現(xiàn)單片機的一對一以及一對多多機通信（2）利用單片機I/O口實現(xiàn)狀態(tài)檢測，包括溫度檢測、亮度檢測、紅外檢測以及磁量檢測（3）利用單片機I/O口控制簡單的小家電，由于單片機輸出電流較低，可通過外接三極管、可控硅以及繼電器等來控制其他較大功率電器，包括電燈、電機蜂鳴器（4）單片機通過接收到的信息量自動控制電機以及電燈的開關（5）單片機通過 I/O口在 2*16 液晶上顯示相關從遠程終端傳輸回來的相關信息，利用開關控制遠程終端以及實現(xiàn)其他功能 系統(tǒng)實現(xiàn)和原理分析 本系統(tǒng)實現(xiàn)了兩從機與一主機之間的通信。當電路進入正常工作時，接收部分進入實時監(jiān)測狀態(tài)，當某一用戶按下某一控制信號，接收部分的 led 燈和液晶顯示執(zhí)行相應的動作告知接收者這一用戶所執(zhí)行的動作。 nrf24l01 采用 ShockBurstTm Mode 完成數(shù)據的發(fā)送和接收。下面具體介紹發(fā)送和接收的軟件編程：ShockBurstTM 發(fā)送，發(fā)送模式的過程為: 1)配置寄存器位 PRIM_RX 為低。 2)當 MCU 有數(shù)據要發(fā)送時，接收節(jié)點地址和有效數(shù)據通過 SPI 接口寫入 nRF24LO1.當 CSN 為低時發(fā)送數(shù)據被不斷地寫入。 3)設置 CE 為高， 高電平持續(xù)時間最小為 10 ps。 4)啟動內部 16 MHz 時鐘， MCU 設置發(fā)送速度為 1M 或 2 Mbps，無線發(fā)送數(shù)據。 5)若啟動了自動應答模式，nRF24LO1 立即進入接收模式 。6)如果 CE 置低，則系統(tǒng)進入待機模式.基于此原理設計出以下發(fā)射程序：SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。 // 寫本地地址SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH)。 // 寫接收端地址SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x03)。 // 頻道 0 和頻道 1 自動 ACK 應答允許SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x03)。 // 允許接收地址只有頻道 0 和頻道 1SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40)。 // 設置信道工作為 ，收發(fā)必須一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH)。 //設置接收數(shù)據長度，本次設置為 2 字節(jié)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)。 //設置發(fā)射速率為 1MHZ，發(fā)射功率為最大值 0dBSPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e)。 // IRQ 收發(fā)完成中斷響應，16 位 CRC，主發(fā)送接收模式和發(fā)送模式的設置過程大概相同，具體過程為: 1)配置寄存器位:PRIM_ RX 為高。 2)打開所使用的接收數(shù)據通道，自動應答功能，有效數(shù)據寬度由設置。 3)設置 CE 為高啟動接收模式。 4)130μs 后 nRF24LD1 開始檢測空中信息。 5)接收到有效的數(shù)據包后，數(shù)據存儲在 RX_ FIFO 中，同時 RX_ DR 位置高。 6)如果啟動自動應答功能，則發(fā)送應答信號。7) MCU 設置 CE 腳為低，進人待機模式. 基于此原理設計出以下程序：SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。 //寫接收通道 0 的接收地址，與發(fā)送地址相同SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P1, RX_ADDRESS1, TX_ADR_WIDTH)。//寫接收通道 1 的接收地址，與發(fā)送地址相同SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x03)。 //頻道 0 和 1 自動 ACK 應答允許SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x03)。 //允許接收地址只有頻道 0 和 1SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40)。 //設置信道工作為 ，收發(fā)必須一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH)。 //設置接收數(shù)據長度，本次設置為 2 字節(jié)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P1, TX_PLOAD_WIDTH)。 //設置接收數(shù)據長度，本次設置為 2 字節(jié)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)。 //設置發(fā)射速率為 1MHZ，發(fā)射功率為最大值 0dBSPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f)。 // IRQ 收發(fā)完成中斷響應，16 位 CRC ，主接收 方案特點：（1）系統(tǒng)電路簡單（2）操作方便 （3）能實現(xiàn)多模塊擴展 （4）實現(xiàn)多模塊同時進行智能控制第四章 系統(tǒng)硬件設計 無線通信部分 NRF24L01 無線模塊介紹遙控部分主要由 NRF24L01 無線單片機模塊完成，NRF24L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊,并融合了增強型 ShockBurst 技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01 功耗低,在以6 dBm 的功率發(fā)射時，工作電流也只有 9 mA。接收時，工作電流只有 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設計更方便。(1) 全球開放 ISM 頻段免許可證使用(2)最高工作速率 2Mbps，高效 GFSK 調制，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合(3)126 頻道，滿足多點通信和跳頻通信需要(4)內置硬件 CRC 檢錯和點對多點通信地址控制(5)低功耗 工作，待機模式下狀態(tài)為 22uA；掉電模式下為 900nA(6)內置 天線，體積小巧 15mmX29mm(7)模塊可軟件設地址，只有收到本機地址時才會輸出數(shù)據（提供中斷指示)，可直接接各種單片機使用，軟件編程非常方便(8)內置專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括 DC/DC 開關電源均有很好的通信效果(9) 間距接口，貼片封裝(10)工作于 EnhancedShockBurst 具有Automaticpackethandling,Autopackettransactionhandling,具有可選的內置包應答機制，極大的降低丟包率。(11) 與 51 系列單片機 P0 口連接時候，需要加 10K 的上拉電阻,與其余口連接不需要。(12)其他系列的單片機，如果是 5V 的，請參考該系列單片機 IO 口輸出電流大小，如果超過 10mA，需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒毀模塊 ! 如果是 的，可以直接和 RF24l01 模塊的 IO 口線連接。比如 AVR 系列單片機如果是 5V 的，一般串接 2K 的電阻 接口電路 圖 5 nrf24l01 芯片底層圖說明：（1）VCC 腳接電壓范圍為 ~ 之間，不能在這個區(qū)間之外，超過 將會燒毀模塊。推薦電壓 左右。(2)除電源 VCC 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V 單片機 I/O 口直接相連，無需電平轉換。當然對 3V 左右的單片機更加適用了。(3)硬件上面沒有 SPI 的單片機也可以控制本模塊，用普通單片機 I/O 口模擬 SPI 不需要單片機真正的串口介入，只需要普通的單片機 IO 口就可以了，當然用串口也可以了。 模塊結構和引腳說明NRF24L01 模塊使用 Nordic 公司的 nRF24L01 芯片開發(fā)而成。 圖 6 nrf24l01 內部示意圖 圖 7 nrf24l01 邏輯引腳圖 表 2 nrf24l01 引腳介紹 NRF24L01 工作方式NRF24l01 有工作模式有四種：收發(fā)模式配置模式空閑模式關機模式工作模式由 PWR_UPregister 、 PRIM_RXregister 和 CE 決定。詳見下表 表 3 nrf24l01 工作模式 配置 NRF24L01 模塊 NRF2401 的所有配置工作都是通過 SPI 完成，共有 30 字節(jié)的配置字。NRF24L01 工作于 Enhanced ShockBurstTM 收發(fā)模式，這種工作模式下，系統(tǒng)的程序編制會更加簡單，并且穩(wěn)定性也會更高，因此，下文著重介紹 NewMsg_RF24L01 配置為 EnhancedShockBurstTM 收發(fā)模式的器件配置方法。ShockBurstTM 的配置字使 NewMsg_RF24L01 能夠處理射頻協(xié)議，在配置完成后，在 NewMsg_RF24L01 工作的過程中，只需改變其最低一個字節(jié)中的內容，以實現(xiàn)接收模式和發(fā)送模式之間切換。 ShockBurstTM 的配置字可以分為以下四個部分：數(shù)據寬度：聲明射頻數(shù)據包中數(shù)據占用的位數(shù)。這使得 NRF24L01 能夠區(qū)分接收數(shù)據包中的數(shù)據和 CRC 校驗碼；地址寬度：聲明射頻數(shù)據包中地址占用的位數(shù)。這使得 NRF24L01 能夠區(qū)分地址和數(shù)據； 地址：接收數(shù)據的地址，有通道 0 到通道 5 的地址； CRC：使 NRF24L01 能夠生成 CRC 校驗碼和解碼。當使用 NRF24L01 片內的 CRC 技術時，要確保在配置字(CONFIG 的 EN_CRC)中 CRC 校驗被使能，并且發(fā)送和接收使用相同的協(xié)議。 NRF24L01 配置字的 CONFIG 寄存器的位描述如下表所示。 表 4 nrf24l01 配置字介紹 電機控制模塊 實現(xiàn)原理單片機 IO 口輸出高電平觸發(fā)三極管導通。當三極管由導通變?yōu)榻刂箷r，繼電器繞組感生出一個較大的自感電壓。它與電源電壓疊加后加到控制繼電器線圈的三極管的 e、c 兩極上，使發(fā)射結有可能被擊穿。為了消除這個感生電動勢的有害影響，在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)抑制二極管，以吸收該電動勢。自感電壓與電源電壓之和對二極管來說卻是正向偏壓，使二極管導通形成環(huán)流。感應的高電壓就會通過回路釋放掉，保證了三極管的安全。 圖 8 電機控制模塊原理圖 繼電器 HK4100F主要技術參數(shù)1. 觸點參數(shù)：觸點形式：1C（SPDT）觸點負載： 3