【導讀】隨著國家智能化小區(qū)建設的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設備。本系統(tǒng)采用無線數據傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修用戶及布線。本設計利用無線數據收/發(fā)芯片nRF2401和微控制器件AT89S52構成了無線。本論文詳細敘述了系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件程序設計,以及無線數字傳輸芯。片在突發(fā)傳遞模式下，通過單片機的控制進行無線數據傳輸的原理。整個家居的安全環(huán)境進行實時監(jiān)控。監(jiān)控的范圍為室內入侵盜竊的不安全因素。在得到報警信息后，立即采取有效的應急措施，對事故進行緊急處理。運行表明,該系統(tǒng)控制。方便,工作穩(wěn)定,功耗低，能實現可靠的無線數據傳輸。

　　

【正文】 或重發(fā)次數超過 SETUP_RETR_ARC 寄存器中設置的值為止 ， 如果重發(fā)次數超過了設定值 ， 則產生 MAX_RT 中斷 。 只要收到確認信號 ， nRF24L01 就認為最后一包數據 已經發(fā)送成功 （ 接收方已經收到數據 ）， 把 TX FIFO 中的數據清除掉并產生 TX_DS 中斷 （ IRQ引腳置高 ）。 （ 1） 增強型 ShockBurstTM 發(fā)送模式 1 配置寄存器位 PRIM_RX 為低 。 2 當 MCU有數據要發(fā)送時 ， 接收節(jié)點地址 TX_ADDR 和有效數據 (TX_PLD)通過 SPI 接口寫入 nRF24L01。 發(fā)送數據的長度以字節(jié)計數從 MCU 寫入 TX FIFO。 當 CSN 為低時數據被不斷的寫入 。 發(fā)送端發(fā)送完數據后 ， 將通道 0 設置為接收模式來接收應答信號 ， 其接收地址(RX_ADDR_P0)與接收端地址 (TX_ADDR)相同 。 3 設置 CE 為高啟動發(fā)射 CE高電平持續(xù)時間最小為 10us。 4 nRF24L01 ShockBurstTM 模式 ? 無線系統(tǒng)上電 。 ? 啟動內部 16MHz 時鐘 。 ? 無線發(fā)送數據打包見數據包描述 。 ? 高速發(fā)送數據由 MCU設定為 1Mbps 或 2Mbps。 5 如果啟動了自動應答模式 （ 自動重發(fā)計數器不等于 0 ENAA_P0=1）， 無線芯片立即進入接收模式 。 如果在有效應答時間范圍內收到應答信號 ， 則認為數據成功發(fā)送到了接收端 ，此時狀態(tài)寄存器的 TX_DS 位置高并把數據從 TX FIFO 中清除掉 。 如果在設定時間范圍內沒 有接收到應答信號 ， 17 則重新發(fā)送數據 。 如果自動重發(fā)計數器 （ ARC_CNT） 溢出 （ 超過了編程設定的值 ）， 則狀態(tài)寄存器的 MAX_RT 位置高 。 不清除 TX FIFO 中的數據 。 當 MAX_RT 或 TX_DS 高電平時 IRQ 引腳產生中斷 。 IRQ 中斷通過寫狀態(tài)寄存器來復位 。 如果重發(fā)次數在達到設定的最大重發(fā)次數時還沒有收到應答信號的話 ， 在 MAX_RX 中斷清除之前不會重發(fā)數據包 。 數據包丟失計數器 (PLOS_CNT)在每次產生 MAX_RT 中斷后加一 。 也就是說 ： 重發(fā)計數器 ARC_CNT 計算重發(fā)數據包次數 ， PLOS_CNT 計算在達到最大允 許重發(fā)次數時仍沒有發(fā)送成功的數據包個數 。 6 如果 CE 置低 ， 則系統(tǒng)進入待機模式 I。 如果不設置 CE 為低 ， 則系統(tǒng)會發(fā)送 TX FIFO寄存器中下一包數據 。 如果 TX FIFO 寄存器為空并且 CE為高 ， 則系統(tǒng)進入待機模式 II。 7 如果系統(tǒng)在待機模式 II， 當 CE 置低后系統(tǒng)立即進入待機模式 I。 （ 2） 增強型 ShockBurstTM 接收模式 1 ShockBurstTM 接收模式是通過設置寄存器中 PRIM_RX 位為高來選擇的 。 準備接收數據的通道必須被使能 （ EN_RXADDR 寄存器 ）， 所有工作在增強型 ShockBurstTM 模 式下的數據通道的自動應答功能是由 (EN_AA 寄存器 )來使能的 ， 有效數據寬度是由 RX_PW_Px 寄存器來設置的 。 2 接收模式由設置 CE為高來啟動 。 3 130us 后 nRF24L01 開始檢測空中信息 。 4 接收到有效的數據包后 （ 地址匹配 、 CRC檢驗正確 ）， 數據存儲在 RX_FIFO中同時 RX_DR位置高 ， 并產生中斷 。 狀態(tài)寄存器中 RX_P_NO 位顯示數據是由哪個通道接收到的 。 5 如果使能自動確認信號 ， 則發(fā)送確認信號 。 6 MCU 設置 CE 腳為低 ， 進入待機模式 I（ 低功耗模式 ）。 7 MCU 將數據以合適的速率通過 SPI口將數據讀出 。 8 芯片準備好進入發(fā)送模式 、 接收模式或掉電模式 。 （ 3）、 NRF2401 控制程序中的主要函數： void nRF24L01_Init(void) // nRF24L01 初始化 uchar SPI_RW(uchar byte1) //SPI讀 /寫一個字節(jié)的數據 uchar SPI_RW_Reg(BYTE reg, BYTE value) //從 nRF24L01 的某個寄存器讀 /寫一個字節(jié)的數據 BYTE SPI_Read(BYTE reg) // 從 nRF24L01 的某個寄存器讀一個字節(jié) 的數據 uchar SPI_Write_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes) //向寄存器 reg 寫 bytes 18 個字節(jié)的數據 pBuf 并且返回寄存器 reg 的值 void TX_Mode(void) //發(fā)射模式 bit RX_Mode(void) //接收模式 uchar SPI_Read_Buf(BYTE reg, BYTE *pBuf, BYTE bytes) //SPI 讀緩沖器 19 第 五 章 系統(tǒng)調試 硬件的調試 完成 對基于 Atmel80S52 的最小系統(tǒng)板 的調試。 第一步： 寫一個簡單的程序，比如有單片機的 I/O 口驅動一個數碼管的程序，下載到單片機當中，觀察是否能正常顯示。 第二步： 如果單片機不能正常工作，可以分別檢查系統(tǒng)板的 晶振 情況 、復位正常 是否正常 、還有 ale 輸出波形（ 1/6 晶振頻率） 是否 正常 ，各個線路的鏈接是否有斷路現象 等。 檢測給 NRF2402無線傳輸模塊供電的電源的輸出電壓是否大于 。如果大于 的話，會很容易燒毀無線模塊。 軟件調試 在確定硬件沒有問題以后，首先對各個模塊進行相關的軟件測試，如： LCD12864 是否能正常顯示出預訂的信息， NRF2402 無線傳輸模塊是否能正常進行接、收數據。 最后，對整體的系統(tǒng)進行軟件測試。包括檢測模塊是否能正常檢測到報警信號、是否能正常發(fā)射、接收和顯示信息。 5． 3 整體系統(tǒng)調試 距離 Lcd 顯示器 報警器（蜂鳴器） 20 第六章 總結 本文主要是 利 用 nRF2401芯片實現一個無線數據傳輸的 報警 系統(tǒng)，因為該芯片通常是半雙工的工作方式，所以系統(tǒng)的運行要高效，必須在系統(tǒng)的結構上進行該進，提出了下位機中繼的方式。 第一章主要是分析本課題的背景， 明確設計 目標、實現的功能及方式。 參照市場上已有的成品，結合自己的一些想法， 初步確定各個主要模塊的實現方式，為進一步確定系統(tǒng)的總體設計做準備。 第二章 主要是明確系統(tǒng)的總體設計方案，并對其進行模塊化設計。針對每個模塊實現的功能，選擇幾種不同的方案進行詳細的論證與比較，并最終確定每個模塊的實現方式。 在此章部分，主要針對控制器的選擇，無線數據傳輸的實現方式，以及系統(tǒng)顯示器的選擇作了較為詳細的介紹，包括其工作原理，優(yōu)劣特點等。 第三章的 內容主要包括兩 大部分 ，一是對 nRF2401的外圍電路設計作了詳細的介紹 ， 包括繪制的原理圖， 以及外圍的各個元器件是如何配合 nRF2401進行無線數據傳輸的。二是對熱釋電外電路進行了分析。 第四章主要是對系統(tǒng)的軟件開發(fā)的介紹， 整個系統(tǒng)的軟件是在 Keil C環(huán)境下開發(fā)。 首先是 確定系統(tǒng)總體的程序流程圖 ， 然后針對各個模塊的功能，詳細介紹了每個模塊的軟件設計流程。包括 AT89s52的 I/O口分配， nRF2401芯片 和 Lcd12864液晶顯示器 各個管腳的定義與功能 ，nRF2401芯片的工作方式、配置指令， Lcd12864液晶顯示器的控制流程等。 第五章主要 就是介紹了系統(tǒng)的調試方法，包括硬件調試和軟件調試。 21 參考文獻 [1]張毅剛，彭喜元 .單片機原理與應用設計 [M].北京：電子工業(yè)出版社， . [2]虜增華、徐遠超 . [M].清華大學出版社， 2O00． 7. [3]馬忠梅，劉濱，戚軍等．單片機 c 語言 Windows 環(huán)境編程寶典 [M]．北京：北京航空航天大學出版社， 2020． [4]李雪梅．熱釋紅外無線報警器田 [J].山東紡織經濟報， 2020(3)： 107— 113. [5]朱清慧 .Proteus 教程：電子線路設計、制版與仿真 [M].北京：清華大學出版社， . [6]康華光 .電子技術基礎（模擬部分第五版） [M].北京 :高等教育出版社， . [7]康華光 .電子技術基礎 (數字部分第五版 ) [M].北京：高等教育出版社 ,. [8]俞志根 .熱釋電傳感器在防盜報警中的應用田 [J].安防科技報， 2020(5)： 1820. 22 致謝 本論文是在我的 畢業(yè)設計指導老 師 的 悉心指導下完成的 .我衷心感謝 給 我細心 的 指導和不懈支持的 ，使我能順利地完成 我的畢業(yè) 論文。 她 認真求實和嚴謹治學的作風，忘我的工作態(tài)度和崇高的敬業(yè)精神，使我受益匪淺，終生難忘。 感謝我的 幾個 室友和好朋友 們，在這 三年當 中他們給予了 我 很多關心和鼓勵，在和他們的討論中，我學到不少的知識。 同時， 感謝母校里的全體老師，感謝他們 為我所 做 的一切，是他們的無私奉獻和鼓勵使我能夠 充實的度過四年的大學生活 。最后對所有幫助我和關心我的朋友們，表示最真誠的謝意 ! 23 附錄 附錄 1： 實物圖