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摘 要

有线传输在很多场合具有布线复杂、传输速率低、不稳定等缺点，本文针对这些问题设计了一种基于无线传输模块的网络通信系统，该系统以NRF24L01为无线收发芯片和STC89C52RC单片机为控制核心设计了硬件，并设计了相应的软件系统。通过实验调试表明系统稳定可靠，而且结构简单，适用于无线遥控、报警、无线局域网、军事通信等各个领域。

关键字：无线传输模块,单片机,网络通信系统

Abstract: Based on cable transmission on many occasions in real life with complex wiring, low transmission rate, instability and other shortcomings, this paper designed a model for the problem of the network communication system based on wireless transmission module. The system for NRF24L01 wireless transceiver chip, and with the STC89C52RC MCU as the core. This article obtains from the implementation principle and device of choice, and then the key chip has made the detailed introduction, and then start to design the hardware and software system, the experiment and debugging. In this paper, simple structure, the function is suitable for the wireless remote control, alarm, wireless local area network (LAN), military communications and other fields.

Keywords: wireless transmission module, MCU,network communication systems

目录

1 绪论 7

2 原理与器件选择 7

2.1 基于无线传输模块的网络通信系统设计的原理 7

2.2 无线传输模块的选择 8

2.3 单片机的选择 8

2.4 供电电源模块 10

2.4.1 ASM1117-3.3概述 10

2.4.2 ASM1117-3.3特点 10

3. 关键芯片 10

3.1 无线传输模块NRF24L01 10

3.1.1 NRF24L01芯片的介绍 10

3.1.2 NRF24L01芯片的主要特性 11

3.1.3 NRF24L01芯片的引脚功能及描述 11

3.1.4 NRF24L01芯片的工作模式 12

3.1.5 NRF24L01芯片的工作原理 13

3.1.6 NRF24L01芯片的配置字 14

3.2 STC89C52RC单片机 15

3.2.1 概述 15

3.2.2 特性 15

3.2.3 各引脚功能及图 15

3.3 ASM1117-3.3供电电源模块 16

3.3.1 特点 17

3.3.2 应用 17

4. 系统硬件设计 18

4.1 供电电源模块 18

4.2 无线接发模块接口电路的设计 18

4.3 显示电路的设计 19

5. 系统软件的设计 20

5.1 NRF24L01无线收发模块的软件设计 20

5.1.1 NRF24L01发射部分主程序流程图 20

5.1.2 NRF24L01无线发射部分子程序的实现 21

5.2 NRF24L01 的1对1程序设计 22

5.3 NRF24L01的1对1对1循环程序设计 23

6. 实验及调试 24

6.1 NRF24L01无线收发模块1对1的调试 24

6.1.1 实验调试程序如下 24

6.1.2 调试过程中遇到的问题及解决 24

6.2.2 调试过程中遇到的问题及解决 26

结论 27

参考文献 28

致谢 30

1. 绪论

1.1 研究背景

随着现代通讯技术的迅速发展, 有线传输在现实生活中的很多场合具有布线复杂、传输速率低、不稳定等缺点，然而无线数据通信系统已成为一个热点应用在当今通信业以至整个信息行业，并具有一定的实际应用价值。

1.2 意义

目前,无线数据通信的应用随处可见：无线远程控制，家庭自动化，智能玩具，无线传感器，无线标签，标识，消防安全系统，生物信号采集，机器人控制等。因为现在许多地方不允许布线繁杂,所以只有通过采用无线解决方案来解决。鉴于达到上面的要求,本文设计了一款基于无线传输模块的网络通信系统。

2 原理与器件选择

系统设计的主要组成部分是无线传输模块的设计以及单片机的应用，通过单片机对无线传输模块的控制接受和发送数据。单片机准备使用STC公司生产的低功耗，高性能的STC89C52单片机，而无线传输模块准备采用Nordic公司生产的性价比较高的NRF24L01无线传输模块.无线传输模块和单片机连接的只有调制和解调的连接，一般是2棵线，信号线和公共接地线。在一般情况下，发射部分由一个编码单元（MCU或者其他电路）和发射单元（发射模块）组成。接收部分包括接收单元（模块）和解码单元（MCU或者其他电路）。

2.1 基于无线传输模块的网络通信系统设计的原理

系统是利用单片机对无线传输模块的控制进行的无线数据通信之间的传输，图1是实现1对1的无线数据信号传输，通过利用单片机对无线传输模块1的控制进行发射和接受从而实现1对1的无线通信信号之间的传输。图2为单片机控制3无线传输模块之间的无线数据传输。

图2.1 1对1无线传输原理框图

图2.2 无线传输原理框图

2.2 无线传输模块的选择

无线传输模块有NRF905以及NRF24L01可以选择。当采用NRF905模块时，NRF905无线收发芯片的工作电压在1.9到3.6伏之间；工作在422／828／925兆赫兹的ISM频段；最大数据速率为100 Kb／s[^[1]]。该芯片内包括一个频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器和一个晶体振荡器。shockburst运行模式的主要特征是自行生成前导码和自带CRC检验技术，能很容易地通过SPI端口进行编程配置并且有很低的电流损耗[^[2]]，在 10 dBm的发射功率时，30 毫安的发射电流，12.5 毫安的接收电流。进入掉电模式就能很容易实现节能。nRF905是一个单一的模式，且切换在待机模式，接收模式，传输模式之间，有时间延迟，所以无线通信过程中，通信软件应该有一个合理的时间顺序。

当采用NRF24L01模块时，这是一个单片射频收发芯片，在2.4GHZ到2.5GHz频段的工作电压为1.9v到3.6v，调制方式是GFSK,最大功率1mW，最大瞬时电流lt;15mA。1Mbps的最大传输速率，切断电源下的功率损耗为400nA，功率为32uA的待机模式下，与芯片上的电压解调器。MultiCeiverMT硬件供给同时6个接收机的功效。基于行业领先的低功耗2.4G特别适合采用纽扣电池供电的应用，与现有的蓝牙技术相比，同时提供更高的速度，功耗所需花费的更少。其内部含有模拟到数字转换模块和与逻辑口连接的其他功能模块，如：脉冲宽度调制、可编程同步串行接口、看门狗定时器、RC低功率振荡器和RTC实时时钟唤醒模块等构成[^[3]]。

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