《基于nrf24e1芯片的通用遥控器原型样机的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于nrf24e1芯片的通用遥控器原型样机的设计（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西北工业大学硕士学位论文基于nRF24E1芯片的通用遥控器原型样机的设计姓名：延涛申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：马建仓20040101西北工业大学硕 卜 学位论文摘要无线单片系统式 ( S o c )单片机的诞生为短距离无线通信提供了非常简单的解决方案，它是升发低成本、低功耗无线通信系统的理想方 案。N o r d i c V L S I 公司的n R F 2 4 E I 正是一种主流的、优秀的无线单片机。 本文工作是应用n R F 2 4 E l 芯片研制通用遥控器原型样机。论文首先对 n R F 2 4 E I芯片作了简单的介绍，在此基础上给出了纂于 n R F 2 4
2、E I芯片的通用遥控器和遥控接收器的总体设计方案，详细的 论述 了各部分硬件电路的设计和软件程序流程的设计。最后给出了硬件、软件和系统调试的方法与结果。该遥控器由键盘输入控制信息，并由 n R F 2 4 E I根据输入的信息控制液晶显示模块 ( L C D )的显示和无线数据的收发。该遥控器能够克服 市面上现有遥控器的许多缺点，并可以遥控多个家电，因而有望得到实际应用 。关键字: 通用遥控器键盘接口液晶显示模块尤线传输西北工业大学硕士学位论文Ab s t r a c tT h e b i r t h o f w i r e l e s s S o C M C U p r o v i d e
3、s s h o r t - r a n g e w i r e l e s sc o mmu n i c a t i o n w i t h s i mp l e s o l u t i o n s c h e me . I t i s i d e a l s c h e me o f d e v e l o p i n g lo w - c o s t a n d l o w - p o w e r w i r e l e s s c o mm u n i c a t i o n s y s t e m s . A n d n R F 2 4 E 1 i s j u s t t h e o
4、n e o f e x c e l l e n t w i r e l e s s S o CMCUs .I n t h i s p a p e r , n R F 2 4 E 1 i s f i r s t i n t r o d u c e d b r i e f ly . B a s e d o n t h i s p r e s e n t a t i o n , t h e s y s t e m s c h e m e o f u n i v e r s a l r e m o t e t r a n s mit t e r a n d r e c e i v e r i s p
5、u t f o r w a r d , t h e d e s i g n o f e v e r y p a r t o f h a r d w a r e c i r c i u t a n d t h e s o f t w a r e p r o g r a m f l o w s a r e d e t a i l e d l y d e s c r i b e d F a n a l ly t h e d e b u g g i n g me t h o d s a n d t h e r e s u l t s o f t h e h a r d w a r e , s o f
6、t w a r e a n d s y s t e m a r e p r e s e n t e d .O n t h i s r e m o t e c o n t r o l l e r , MC U c o n t r o l s L C D t o d i s p la y r e l a t e d i n f o r ma t i o n a n d t r a n s f e r s d a t a a c c o r d i n g t o t h e c o mma n d s i n p u t t e dt h r o u g h t h e k e y b o a r
7、 d . I t c a n o v e r c o me d r a w b a c k s o f r e m o t e c o n t r o l l e r s o n t h e m a r k e t a n d c o n t r o l m a n y k i n d s o f e l e c t r i c a l a p p l i a n c e s . S o - t h e i d e a o f a p p ly i n g t h e u n i v e r s a l r e m o t e c o n t r o l l e ri s p r o v e
8、d f e a s i b l e .K e y wo r d s : U n i v e r s a l r e mo t e c o n t r o l l e r , K e y b o a r d I n t e r f a c eL C D Mo d u l e , Wi r e l e s s T r a n s mi s s i o n西北工业大学硕寸 _ 学位论文第一章绪论1 . 1课题的背景和意义近年来，随着经济的迅猛发展和科学技术的突飞猛进，人们的生 活水平得到了极大的提高。空调、电视机、电冰箱、洗衣机、微波炉 等作为普通的家用电器早已铺天盖地的进入了寻常百姓家。这些家电
9、随着技术的进步，其质量和性能的提高从没有停止过。然而，人们对 家电的要求并不仅限于此，简单方便易操作是人们追求的一个目标。 因此，这些家电在销售时通常会附带有相应的遥控器，如空调遥控器、电视遥控器等等。但是，随着家用电器种类的增多，遥控器的种类也随之增多，由 于不同种类的遥控器不能相互代替， 这给放置和使用带来了不便;同 时，现在的家电遥控器一般体积大、功耗大，耗电多，需经常更换电 池;另外，目前的遥控器普遍采用的红外、声控和蓝牙等技术等都有 很多明显的缺欠。因此，低功耗、小体积通用无线遥控器倍受青睐。目前的遥控器普遍采用的是红外技术。该技术使用 8 5 0 n m的红外 光传输语音及数据，能
10、够实现点对点的简单的数据传送和文件同步。 由于它具有结构简单、系统的技术复杂度小、成本低、方向性好、信 息安全性高、可用频率资源多等优点，因此在家电的遥控技术中确立 了主导地位。然而，红外技术也有着其固有的缺点。例如，它要求设 备之间必须具有无障碍的直线信道，而且通信范围小，穿透能力差、支持的设备数目少等，因此红外遥控器并不是十分理想。声控遥控器的缺陷则更明显，它通常所需接受的声音一般都比较尖锐，从而容易误操作，因此也不理想。蓝牙技术是另一种可选的方案，它具有功耗低、操作过程简单、 通信距离远、支持设备数目多、不需要直视信道等优点。但蓝牙技术 的缺点也很明显。首先，蓝牙技术复杂度高，因此蓝牙硬
11、件设计、软 件及其协议编程不但复杂而且昂贵;其次，蓝牙芯片价格较高。n R F 2 4 E 1 是采用 n R F技术的一款芯片，是挪威的N o r d i c V L S I 公 司 ( 北欧集成电路公司)的新产品，与前述方案相比，具有许多优势:1 功耗低、接收灵敏度高;2 . 传输速率较高，可达 1 M b p s ;西北工业大学硕寸 _ 学位论文第一章绪论1 . 1课题的背景和意义近年来，随着经济的迅猛发展和科学技术的突飞猛进，人们的生 活水平得到了极大的提高。空调、电视机、电冰箱、洗衣机、微波炉 等作为普通的家用电器早已铺天盖地的进入了寻常百姓家。这些家电 随着技术的进步，其质量和性能
12、的提高从没有停止过。然而，人们对 家电的要求并不仅限于此，简单方便易操作是人们追求的一个目标。 因此，这些家电在销售时通常会附带有相应的遥控器，如空调遥控器、电视遥控器等等。但是，随着家用电器种类的增多，遥控器的种类也随之增多，由 于不同种类的遥控器不能相互代替， 这给放置和使用带来了不便;同 时，现在的家电遥控器一般体积大、功耗大，耗电多，需经常更换电 池;另外，目前的遥控器普遍采用的红外、声控和蓝牙等技术等都有 很多明显的缺欠。因此，低功耗、小体积通用无线遥控器倍受青睐。目前的遥控器普遍采用的是红外技术。该技术使用 8 5 0 n m的红外 光传输语音及数据，能够实现点对点的简单的数据传送
13、和文件同步。 由于它具有结构简单、系统的技术复杂度小、成本低、方向性好、信 息安全性高、可用频率资源多等优点，因此在家电的遥控技术中确立 了主导地位。然而，红外技术也有着其固有的缺点。例如，它要求设 备之间必须具有无障碍的直线信道，而且通信范围小，穿透能力差、支持的设备数目少等，因此红外遥控器并不是十分理想。声控遥控器的缺陷则更明显，它通常所需接受的声音一般都比较尖锐，从而容易误操作，因此也不理想。蓝牙技术是另一种可选的方案，它具有功耗低、操作过程简单、 通信距离远、支持设备数目多、不需要直视信道等优点。但蓝牙技术 的缺点也很明显。首先，蓝牙技术复杂度高，因此蓝牙硬件设计、软 件及其协议编程不
14、但复杂而且昂贵;其次，蓝牙芯片价格较高。n R F 2 4 E 1 是采用 n R F技术的一款芯片，是挪威的N o r d i c V L S I 公 司 ( 北欧集成电路公司)的新产品，与前述方案相比，具有许多优势:1 功耗低、接收灵敏度高;2 . 传输速率较高，可达 1 M b p s ;西北 L 业大学硕 L 学位论文3 . 传输距离较远，一般在儿十米到数百米; 4 . 体积小，集成度高; 5 . 支持点到多点通信;6山通信没有复杂的通信协议，完全对用户透明，同种产品之间可以自7 . 价格很低，有成本优势。鉴于上述原因，在导师指导下，本人的学位论文选择 了基于 n R F 2 4 E
15、1芯片的通用遥控器原型样机的设计，志在开发出体积小、功 耗低、可对多个家电进行控制的通用遥控器原型样机。1 . 2本文主要工作本课题的主要工作是设计出通用遥控器的原型样机，所做工作包括通用遥控器系统方案的设计、硬件电路的设计制作、软件的设计、硬件 电路的调试、软件的调试和系统的调试 。具体包括以下几个方面:( 1 )熟悉研究课题所需的软件和硬件工具:( 2 )研究 n R F 2 4 E 1芯片的工作原理，了解其基本结构和开发方法 :( 3 )研究键盘控制芯片Z L G 7 2 8 9 A的工作原理和软件特性;( 4 ) 研究 L C D的工作原理，了解驱动/ 控制器 P C D 8 5 4
16、4的基本结 构和软件特性，掌握通过 n R F 2 4 E 1控制 L C D进行相关内容显示的方 法，包括汉字字模的提取、L C D的初始化、清屏、汉字显示等。在己 完成的硬件电路板上， L C D能够在 n R F 2 4 E 1 的控制下， 根据键盘输入显示相应的菜单:( 5 )研究电源管理方案。由于遥控器采用+ 3 . 6 V铿电池供电，而 n R F 2 4 E 1 芯片、 液晶显示模块、 键盘控制芯片等需要不同的供电电压， 如十 5 V 、十 2 . 8 V等，因此需解决电压的转换问题。十 2 . 8 V电压由降压模 块 L P 2 9 8 5 1 M5 - 2 . 8提供，+ 5 V电压由 M A X 8 5 6提供。同时，还利用 B Q 2 0 5 7 芯片实现了铿电池的充电;( 6 )完成了遥控器原理图设计和 P C B 的布版设计及元器件的选 型、购买和部分焊接，并通过不断的试验和修改，完成硬件电路的调试;( 7 ) 在K e i l U V i s i o n 2 环境下用C 5 1 语言编写了一些模块化的程 序，包括液晶显示、识别键盘输入信息、数据收发
