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1、目录中英文摘要I1引言11.1 选题的理由及实际意义11.2 课题的研究现状及趋势11.2.1 单片机发展史11.2.2 无线通信技术的发展21.3 研究的主要内容22系统的总体设计规划32.1 功能设计32.2 设计原则32.3 硬件设计总体方案32.4 各模块功能介绍42.4.1 汉字及字符显示42.4.2 按键结构选择62.4.3 信号收发提示62.4.4 数据传输62.4.5 主控制作用92.5 本章小结123系统硬件电路的设计133.1 电源电路的设计133.2 单片机控制电路设计133.2.1 下载电路143.3 无线收发模块电路设计143.4 按键电路设计153.5 信号收发提示
2、电路设163.6 显示电路设计163.7 本章小结164系统软件设计174.1 显示模块174.2 无线收发模块184.2.1 无线发送模块184.2.2 无线接收模块194.3 通信协议204.4 本章小结205系统测试215.1 测试波形及说明215.2 测试结果236结论24参考文献24致 谢25附 录26基于NRF24L01的单片机无线通信研究摘 要本文介绍了以NRF24L01无线收发模块、AT89S52为主要组成部分的无线通信设计研究。通过应用NRF24L01无线模块、AT89S52单片机进行无线通信，从而达到无线数据输功能。该无线通信包括单片机模块、无线模块、显示模块、按键模块、电
3、平转换模块。通过详细的设计方案来研究无线通信技术，并进一步了解无线通信的广泛应用。在设计硬件的同时也设计出相对应的程序流程图，确保系统正常运行。该系统具有无线通信的功能，功耗低，传输数据快，且稳定性好。关键词：单片机；无线；接收；发送；显示屏Research of Microcontrollers Wireless Communication Based on NRF24L01AbstractThis paper introduces the research on wireless communication design which regard NRF24L01 wireless tra
4、nsceiver module and AT89S52 as the main components. And the wireless communication transmits the wireless data by designing NRF24L01 chip and AT89S52 Microcontroller, so that the system have a function of wireless data transmission. The wireless data transmission system consists of single-chip modul
5、e, wireless module, display module, key module, and level conversion module. Through a detailed design scheme, we will study the wireless communication technology and have further understanding of the application of wireless communication. So when designing the hardware，programs flowchart is well de
6、signed too, so as to ensure that the system can run properly. The system have a function of wireless communication which can low power consumption, and also transfer data quickly, and have good stability. Keywords：Microcontrollers; Wireless; Receive; Send; LCD-43-1引言1.1选题的理由及实际意义随着社会信息程度不断加强，无线通信技术日
7、益受到重视，应用于各行各业中，成为信息传递的主流趋势。其中，数据是人们日常生活中所必需接触到的东西，并且广泛应用于计算机行业领域，数据传输是诸多应用设计的基础，也是奠定完成应用设计的垫脚石，所以对无线通信的研究就非常有必要了。同时，计算机领域也在不断更新技术，对数据传输的需求也是不容小觑，数据传输的方式设计和开发具有很好的市场前景和使用价值。无线通信技术对数据采集方面具有重要作用，特别使用于复杂的地形条件、建筑群、爆炸等场合。此外，随着电力电子与单片机不断进步，无线通信技术取得了迅速发展，对无线模块的需求也大大增加，从而进一步提高无线数据传输的速度，可靠性也越来越高。并且，渐渐地趋于达到有线网
8、络水平。无线通信数据传输应用在工业的数据采集上面，解决了一些无法正常布线的情况。其中，无线传输介质采用的是电池波，节省了各种材料费用，使用起来更为方便。最后，在单片机编码口的无线通信技术的通信系统中，收发器的数量不受限制,是通过采用多字节地址编码；由于该电路结构简单、损耗功率低、成本较低等优点，很好地便于人们使用。无线模块是无线通信的核心部分，发挥着重要功能作用。1.2 课题的研究现状及趋势1.2.1单片机发展史在20世纪70年代的时候，微小计算机成功地被研制出，单片机也就开始产生。单片机实质就是在硅片上集成各种元器件的微型计算机。最初时候，单片机只有4位，其多方面功能还是有欠缺的。但是，随着
9、集成电路的高速发展，大概每隔三、四年就会产生出新一代的单片机，其各方面功能也逐渐得到改善。并且，能够将中央处理器、数据存储器、程序存储器等部件电路都集成在同一块芯片上。自从单片机诞生以来，它的综合性能在逐渐趋于完美，在很多应用设计方面，单片机可以说发挥着重要作用。单片机具有处理速度快、集成度高、功能强大、体积小等相关特点，应用在数据采集处理、通信、仪器等方面。总而言之，单片机的发展历程大概可以分为三个过程：第一过程是单片机初级处理阶段，这个时期单片机有8位CPU，并行I/0端口，寻址范围大小为4KB，缺点是没有串行口；第二过程是单片机高级性能处理阶段，这个时期单片机多增有I/O串行端口，其RA
10、M、ROM容量进一步扩大，寻址的范围大小可达64KB；第三过程是16位单片机处理阶段，这个时期单片机的研究技术可以说是相当成熟。目前为止，全世界多家企业已经制造出有8位的，16位的，32位的。它们各自有着自己的优缺点，相互推动发展单片机。1.2.2 无线通信技术的发展 无线通信实质是通过利用电磁波信号在空间中信息相互交换的通信方式。随着Internet和无线通信技术的持续发展，网络信息对于人们来说是必不可少接触的东西，无线通信技术也渐渐走入人们日常生活之中，人们的生活与工作都紧密联系着无线通信。因此，人们在不断依赖无线通信产品，对产品的要求愈来愈高了。其中，短距离无线通信是无线通信技术的重要组
11、成部分。目前，新一代无线通信技术的研究是国内外通信界最为关注的焦点。新一代无线通信技术主要指标是随时随地的无线通信和高标准无线业务，其无线通信技术主要包括为OFDM技术、无线电与智能天线、MIMO技术及Ipv6技术。截止到目前为止，第三代移动通信系统已进入商用阶段。无线通信领域的发展显示出以下特点：移动与互联网相互结合，移动与固定相互结合。但是，随着移动用户数量的增多以及互联网的普及化，人们可以在任何地方和时间接入无线网络，来获得各种各样的信息和服务，并且要求无线数据传输速率更高了。同时，未来高速多媒体数据传输将会取代语音业务行业成为新一代无线通信系统的主流业务。其中，在发展新一代无线通信技术
12、要考虑的主要因素有：第一是无缝融合，未来无线通信将会形成以一个IP为中心网络体系结构，以致让不同的通信网络融为一体，朝着一个全IP不断发展；第二是高性能物理层，要求数据传输率高达50-100Mb/s，以高性能的物理层作为支持；第三是灵活与自适应接入，新的物理层技术则会需要更多的适配性；第四是业务与应用适配，将用户和业务的需求融合在无线通信系统中。总而言之，无线通信技术将会不断发展，其地位也是越来越重要，日益会受到人们的重视。 1.3研究的主要内容本文的所要研究的内容是根据以下几个模块分别设计：单片机主控制模块，对各个模块的控制及设计功能；电源模块，提供合适的电源，正常驱动单片机系统以及相应模块
13、工作；无线收发模块，负责数据的传输作用；按键模块，通过按下键值，传送数据；信号收发模块，数据发送与接收的信号提示；显示模块，设计并显示出重要信息；下载模块，便于程序烧写到单片机，让单片机控制整个系统工作。本文设计主要亮点：1.实时显示接收与发送的数据值。当该系统正常供电后，可以在LCD显示屏上显示出系统发送的数据与接收的数据， 让人明显地看懂。2.任意设定数值通过键盘模块电路，可以根据自身需求设定相关的数值。3.无线传输数据无线通信技术已经在日常生活中随处可见，对人们生活意义相当重大，通过应用无线传输解决了布线的繁琐问题。这样一来，使设备看起来更加简洁，方便人们使用。2系统的总体设计规划2.1
14、功能设计本设计系统主要实现以下功能：1.通过利用无线收发模块对数据进行传输，根据对无线收发模块的原理理解，设定出相应的方案与措施。同时，对无线收发模块的相关程序要有一定的理解，并编写无线收发模块相关程序。在发送系统单片机A中，通过按下键，发送数值。此时，对于接收系统单片机B，则应该快速地接收到单片机A系统的数据，不能产生任意误差。2.在发送端，通过按下键，将键值发送到LCD显示屏上，发送信号灯则会亮起来。同时，在接受端则会接收发送端发送过来的键值，在LCD显示屏上显示相对应的数据与图片，接收信号灯则会亮起来。此外，可以修改键值，发送自身设定值的需求。2.2设计原则本文设计是根据以下原则：1.电
15、路尽可能简单，让人直观看懂，以达到自身想要的功能。在设计该作品前，要事先考虑到人群使用该应用设计作品的普遍性及适用性。对于那些不懂该方面的相关知识的话，能够在短时间内很好地掌握该电路以及原理，让更多的人能够易学易懂，这就是设计此电路的目的所在。2.可靠性要好。如果在发送端发送的数据与接收端接收的数据不能够一一对应的话，这样会使人们对无线通信技术产生怀疑，对于无线数据传输的发展必然会有着消极影响。因此，为了提高系统的可靠性，则必须对系统内的各个元器件进行全方面检测，保证元器件能够很好地使用。除此之外，在设计原理图与PCB图的时候，要考虑到元器件的特性，合理地去摆放器件以及布线，对软件与硬件的滤波也是比不可少，从而提高系统的抗干扰能力。2.3硬件设计总体方案本系统设计大致可以四个部分, 图2-1 系统总框图结构第一个部分是字符及数字的显示，包括LCD显示模块；第二个部分是信号的接收与发送提示，包括LED模块；第三个部分是数据传输，包括无线收发模块；第四个部分是系统主控制，包括单片机控制模块、独立键盘模块；本系统总框图结构如图2-1所示：2.4各模块功能介绍 2.4.1汉字及字符显示在很早之前，液晶的产品就存在于人们日常生活中，比如计算器、电子手表、游戏
