旅行防盗报警器--- - 副本

项目技术报告摘要：本电子防丢器是以STC89LE52RC作为主控制器，基于nRF24L01的信号发射与接收的防丢报警器。

在可调节范围内（3——20米任意安全范围），具有防丢、寻找、警音提示、等功能，适用于小孩、宠物、手机、钱包、行李箱等防丢及防偷之用。

关键词：STC89LE52RC nRF24L01 防丢报警器可调节范围一、电路设计1、工作原理：本电子防丢器采用STC89LE52RC(3V单片机)作为主控制器，使用两块无线模块nrf24l01分别作为发射和接受模块（安全范围为3——20m），通过检测无线收发模块nrf24l01是否能进行正常发射、接收信号而判断所要保护的物品是否在安全范围内。

当收发两模块之间的距离在“安全范围”(20m左右)时，系统正常工作，数据传输正常；若超出该安全范围，则系统无法进行的正常数据传送，此时控制器(MCU)会发出报警信号，提醒主人注意。

该电路的工作流程为：首先使接收电路上电，使接收模块处于接收状态，等待数据的到来；然后运行单片机上的程序，将单片寄存器内预先存放的数据发射出去。

若发射模块与接收模块的距离在“安全范围”内，接收模块会在1 ms 内接收到信号，不会报警。

若超出“安全范围”，接收模块就会是蜂鸣器鸣叫报警。

2、设计框图图一电路框图3、子模块功能介绍1）电源模块本设计采用的是3V单片机，而无线模块的工作电源为3V左右，因此使用同一电源。

该系统应为单电源系统。

2）无线收发模块本系统使用了nrf24l01无线模块；nRF24L01 是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz---2.5 GHz ISM 频段。

内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst 技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。

nRF24L01 功耗低,在以-6 dBm 的功率发射时，工作电流也只有9 mA；接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。

图二nRF2401芯片引脚发射数据时，首先将nRF24L01 配置为发射模式：接着把地址和数据按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，然后CE 置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs 后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01 在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。

如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS 置高，同时TX_PLD 从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据( 自动重发已开启)，若重发次数(ARC_CNT)达到上限，MAX_RT 置高，TX_PLD 不会被清除；MAX_RT 或TX_DS 置高时，使IRQ 变低，以便通知MCU。

最后发射成功时,若CE 为低则nRF24L01 进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE 为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE 为高，则进入空闲模式2。

接收数据时,首先将nRF24L01 配置为接收模式，接着延迟130μs 进入接收状态等待数据的到来。

当接收方检测到有效的地址和CRC 时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR 置高，IRQ 变低，以便通知MCU 去取数据。

若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。

最后接收成功时，若CE 变低，则nRF24L01 进入空闲模式1。

4、软件流程图图三软件流程图5、原理图与PCB排布图图四PCB排布图图六PCB实物图一、参考文献【1】黄继昌等编著; 实用报警电路【M】.北京：人民邮电出版社，2005.2 【2】肖景和编著; 实用报警电路300例【M】.北京：中国电力出版社，2005,6 【3】何社成,苏勇编; 报警·指示提醒·告知应用电路【M】.济南：山东科学技术出版社，2007.1【4】黄智伟编著;单片无线收发集成电路原理与应用【M】.北京：人民邮电出版社，2005.9【5】李朝青主编;无线发送/接收IC芯片及其数据通信技术选编【M】.北京：北京航空航天大学出版社，2003.5【6】于永, 戴佳, 常江编著;51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲【M】.北京：电子工业出版社，2008.10二、元件清单无线收发模块nrf24l01 2个51单片机2个1.5V电源4个蜂鸣器2个拨动开关2个按键开关4个晶振2个电阻、电容、二极管、铜板、导线等三、测试方法及技术指标1、先打开发射机电源，同射机的红色LED就会闪烁，表示发射机已经工作了2、将接收机的电源开关拨到“N-ON”位置，发出“嘀－”的一声开机提示音，可以正常工作3、调节接收机的转轮可以改变防丢距离，一般箱包、手机约3米，小孩和宠物15米左右4、当子机超过防丢距离时，主机会“嘀嘀－”报警，并且振动提醒。

防丢报警的距离：0～25米，连续可调（无障碍空旷地）具备双模式报警功能，可以设定防丢模式，当发射机和接收机离开一定距离接收机报警，也可以设定为寻物模式，当发射机和接收机靠近一定距离接收机报警发射机体积：44x28x8毫米重量为9.3克，使用CR2032的钮扣电池一粒，如果每天使用8小时可以使用3周左右。

接收机体积：60x36x15毫米重量为35.5克，使用7号电池一节，如果每天使用8小时，每分钟32次提示音，可以使用2个月左右。

附件：程序（核心）#include <reg52.h>#include <intrins.h>typedef unsigned char uchar;typedef unsigned char uint;//****************************************NRF24L01端口定义***************************************sbit MISO =P1^5;sbit MOSI =P1^4;sbit S CK =P1^3;sbit C E =P1^1;sbit C SN =P1^2;sbit I RQ =P1^6;//************************************按键sbit K EY1=P2^6;sbit K EY2=P2^5;//************************************数码管位选sbit l ed1=P2^4;sbit l ed2=P3^5;//*********************************************NRF24L01********* #define TX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints TX address width#define RX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints RX address width#define TX_PLOAD_WIDTH 20 // 20 uints TX payload#define RX_PLOAD_WIDTH 20 // 20 uints TX payloaduint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};//本地地址uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};//接收地址//***************************************NRF24L01寄存器指令*******************************************************#define READ_REG 0x00 // 读寄存器指令#define WRITE_REG 0x20 // 写寄存器指令#define RD_RX_PLOAD 0x61 // 读取接收数据指令#define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 写待发数据指令#define FLUSH_TX 0xE1 // 冲洗发送FIFO指令#define FLUSH_RX 0xE2 // 冲洗接收FIFO指令#define REUSE_TX_PL 0xE3 // 定义重复装载数据指令#define NOP 0xFF // 保留//*************************************SPI(nRF24L01)寄存器地址#define CONFIG 0x00 // 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式#define EN_AA 0x01 // 自动应答功能设置#define EN_RXADDR 0x02 // 可用信道设置#define SETUP_AW 0x03 // 收发地址宽度设置#define SETUP_RETR 0x04 // 自动重发功能设置#define RF_CH 0x05 // 工作频率设置#define RF_SETUP 0x06 // 发射速率、功耗功能设置#define STATUS 0x07 // 状态寄存器#define OBSERVE_TX 0x08 // 发送监测功能#define CD 0x09 // 地址检测#define RX_ADDR_P0 0x0A // 频道0接收数据地址#define RX_ADDR_P1 0x0B // 频道1接收数据地址#define RX_ADDR_P2 0x0C // 频道2接收数据地址#define RX_ADDR_P3 0x0D // 频道3接收数据地址#define RX_ADDR_P4 0x0E // 频道4接收数据地址#define RX_ADDR_P5 0x0F // 频道5接收数据地址#define TX_ADDR 0x10 // 发送地址寄存器#define RX_PW_P0 0x11 // 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P1 0x12 // 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P2 0x13 // 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P3 0x14 // 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P4 0x15 // 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P5 0x16 // 接收频道0接收数据长度#define FIFO_STATUS 0x17 // FIFO栈入栈出状态寄存器设置//**************************************************************** void Delay(unsigned int s);void inerDelay_us(unsigned char n);void init_NRF24L01(void);uint SPI_RW(uint uchar);uchar SPI_Read(uchar reg);void SetRX_Mode(void);uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);//*****************************************长延时void Delay(unsigned int s){unsigned int i;for(i=0; i<s; i++);for(i=0; i<s; i++);}//**************************************************************** uint bdata sta; //状态标志sbit R X_DR =sta^6;sbit T X_DS =sta^5;sbit M AX_RT =sta^4;/****************************************************************/*延时函数/****************************************************************/ void inerDelay_us(unsigned char n){for(;n>0;n--)_nop_();}//**************************************************************** /*NRF24L01初始化//**************************************************************** void init_NRF24L01(void){inerDelay_us(100);CE=0; // chip enableCSN=1; // Spi disableSCK=0; //SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写本地地址SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 频道0自动ACK应答允许SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0); // 设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为32字节SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); //设置发射速率为1MHZ，发射功率为最大值0dB}/****************************************************************/ *函数：uint SPI_RW(uint uchar)/*功能：NRF24L01的SPI写时序/****************************************************************/ uint SPI_RW(uint uchar){uint bit_ctr;for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit{MOSI = (uchar & 0x80); // output 'uchar', MSB to MOSIuchar = (uchar << 1); // shift next bit into MSB..SCK = 1; // Set SCK high..uchar |= MISO; // capture current MISO bitSCK = 0; // ..then set SCK low again}return(uchar); // return read uchar}/**************************************************************** /*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)/*功能：NRF24L01的SPI时序/****************************************************************/ uchar SPI_Read(uchar reg){uchar reg_val;CSN = 0; // CSN low, initialize SPI communication...SPI_RW(reg); // Select register to read from..reg_val = SPI_RW(0); // ..then read registervalueCSN = 1; // CSN high, terminate SPI communicationreturn(reg_val); // return register value}/****************************************************************/ /*功能：NRF24L01读写寄存器函数/****************************************************************/ uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value){uint status;CSN = 0; // CSN low, init SPI transactionstatus = SPI_RW(reg); // select registerSPI_RW(value); // ..and write value to it..CSN = 1; // CSN high againreturn(status); // return nRF24L01 status uchar}/****************************************************************/ /*函数：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于读数据，reg：为寄存器地址，pBuf：为待读出数据地址，uchars：读出数据的个数/***************************************************************/ uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars){uint status,uchar_ctr;CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranactionstatus = SPI_RW(reg); // Select register to write to and read status ucharfor(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0); //CSN = 1;return(status); // return nRF24L01 status uchar }/**************************************************************** /*函数：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于写数据：为寄存器地址，pBuf：为待写入数据地址，uchars：写入数据的个数/****************************************************************/ uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars){uint status,uchar_ctr;CSN = 0; //SPI使能status = SPI_RW(reg);for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++) //SPI_RW(*pBuf++);CSN = 1; //关闭SPIreturn(status); //}/****************************************************************/ /*函数：void SetRX_Mode(void)/*功能：数据接收配置/**************************************************************** ************************************/void SetRX_Mode(void){CE=0;SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收CE = 1;inerDelay_us(130);}/****************************************************************/ /*函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)/*功能：数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中/**************************************************************** **************************************/unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf){unsigned char revale=0;sta=SPI_Read(STATUS); // 读取状态寄存其来判断数据接收状况if(RX_DR) // 判断是否接收到数据{CE = 0; //SPI使能SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from RX_FIFO bufferrevale =1; //读取数据完成标志}SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志return revale;}/**************************************************************** *******************************************/*函数：void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)/*功能：发送tx_buf中数据/**********************************************************************************************************/void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf){CE=0; //StandBy I模式SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH);// 装载数据SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送CE=1; //置高CE，激发数据发送inerDelay_us(10);}//************************************主函数************************************************************ void main(void){unsigned char tf =0;unsigned char TxBuf[20]={0}; //unsigned char RxBuf[20]={0};init_NRF24L01() ;led1=1;led2=1;P0=0x00;TxBuf[1] = 1 ;TxBuf[2] = 1 ;nRF24L01_TxPacket(TxBuf); // Transmit Tx buffer dataDelay(6000);P0=0xBF;while(1){if(KEY1 ==0 ){TxBuf[1] = 1 ;tf = 1 ;led1=0;Delay(120);led1=1;Delay(120);}if(KEY2 ==0 ){TxBuf[2] =1 ;tf = 1 ;led2=0;Delay(120);led2=1;Delay(120);}if (tf==1){nRF24L01_TxPacket(TxBuf); // Transmit Tx buffer data TxBuf[1] = 0x00;TxBuf[2] = 0x00;tf=0;Delay(1000);}SetRX_Mode();RxBuf[1] = 0x00;RxBuf[2] = 0x00;Delay(1000);nRF24L01_RxPacket(RxBuf);if(RxBuf[1]|RxBuf[2]){if( RxBuf[1]==1){led1=0;}if( RxBuf[2]==1){led2=0;}Delay(6000); //old is '1000' }RxBuf[1] = 0x00;RxBuf[2] = 0x00;led1=1;led2=1;}}。