nRF24L01+无线收发系统设计
nrf24l01发送接收一体程序（以调通-解决了接收端只能接收一次的问题）
nrf24l01发送接收一体程序（以调通-解决了接收端只能接收
一次的问题）
基于单片机无线报警系统主机（机载设别）系统程序
/**************************************************/
#include
#include
#define uchar unsigned char
/***************************************************/
#define TX_ADR_WIDTH 5 // 5字节宽度的发送/接收地址
#define TX_PLOAD_WIDTH 4 // 数据通道有效数据宽度
uchar code TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH] = {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; // 定义一个静态发送地址
uchar RX_BUF[4]={0,0,0,0};
uchar TX_BUF[4]={0x20,0x20,0x20,0x20};
uchar flag; //无线模块接受数据标志
uchar DATA = 0x01;
uchar bdata sta;
unsigned int a,k; //定时器延时参数
uchar mark; //传感器响应标志位
uchar mark1; // 延时标志位
sbit RX_DR = sta^6; //接受数据成功标志位
sbit TX_DS = sta^5; // 发送成功标志位
sbit MAX_RT = sta^4; //最大重发上限标志位
sbit HW=P2^0; //红外感应模块输入端
NRF24L01无线模块收发程序(实测成功 多图)
NRF24L01无线模块收发程序(实测成功多图)
本模块是NRF24L01无线传输模块，用于无线传输数据，距离不远，一般只是能够满足小距离的传输，目测是4-5m，价格一般是4元左右，可以方便的买到。
51最小系统学习板就可以，当时是用了两块学习板，一块用于发送，一块用于接收。
小车也是比较容易购到的，四个端口控制两个电机，两个控制一个电机，当两个端口高低电平不同时电机就会转动，即为赋值1和0是电机转动，赋值可以用单片机作用，当然这是小车启动部分，前进后退左转右转就是你赋值0和1的顺序问题了。
整体思路是用发射端的按键控制小车，即为按键按下就前进，再按其他按键实现其他功能，本次程序是在用NRF24L01发射数据在接收端用1602显示的基础上改变。
下面是程序源码（有好几个文件，分别创建）
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////
#include
#include
#include'1602.h'
#include'delay.h'
#include 'nrf24l01.h'
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uint Weight_Shiwu=1234;
unsigned char KeyScan(void);//键盘扫描
// unsigned char KeyScan(void);//键盘扫描
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理
nRF24L01是一款低功耗的2.4GHz无线收发器，广泛应用于无线通信领域。它采用射频芯片nRF24L01+和微控制器相结合的方式，可以实现无线数据传输和接收功能。本文将详细介绍nRF24L01的工作原理及其相关技术参数。
一、nRF24L01的基本结构
nRF24L01由射频芯片和微控制器组成，射频芯片负责无线通信的收发功能，而微控制器则负责控制和处理数据。
1. 射频芯片
nRF24L01射频芯片是一款集成度高、性能稳定的射频收发器。它支持2.4GHz 频段，采用GFSK调制方式，具有快速的数据传输速率和较低的功耗。射频芯片包含了射频收发器、调制解调器、频率合成器等功能模块，能够实现无线通信的基本功能。
2. 微控制器
nRF24L01通常与微控制器相结合使用，常见的微控制器有Arduino、STM32等。微控制器负责控制射频芯片的工作模式、发送和接收数据的处理，以及与其他设备的交互等功能。
二、nRF24L01的工作模式
nRF24L01具有多种工作模式，包括发送模式、接收模式和待机模式等。下面将详细介绍每种工作模式的特点和工作原理。
1. 发送模式
在发送模式下，nRF24L01将数据发送给接收端。发送模式的工作原理如下：
- 设置发送端的地址和通信频道。
- 将待发送的数据写入发送缓冲区。
- 发送端开始发送数据，nRF24L01将数据通过射频信号发送出去。
- 发送完毕后，发送端等待接收端的应答信号。
2. 接收模式
在接收模式下，nRF24L01接收来自发送端的数据。接收模式的工作原理如下：- 设置接收端的地址和通信频道。
无线温度监测系统设计-nRF2401
宁夏师范学院
基于nRF24L01模块的无线通信系统
设计
姓名：杜伟
专业：电子科学与技术专业
指导教师：张俊芳
职称：讲师
摘要
温度是一个非常重要的参数。在工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测温装置来检测温度。传统直接布线测量不满足要求，特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境，通过直接布线测量不现实。因此采用无线传输温度检测尤为必要。
目前有些设计能够实现无线温度采集，但价格过高是其最大的缺点。在实际温度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要降低功耗。因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。本文提出一种采用单片机SCT89C52控制DS18B20实现的无线温度测量系统。通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对温度的检测，能够同时进行温度检测，是可以实现远程控制的无线温度检测系统。低功耗、实时性的无线温度检测是该设计的最大特点。无线传输采用nRF24L01模块传输。
该系统结构简单，可靠，功耗较低，成本低，是一种无线传感器的解决方案。
关键字：单片机 STC89C52 无线传输 nRF24l01 DS18B20
Abstract
Temperature is a very important parameters. In the industrial, medical and military and life and many other place, it needs to use the temperature measurement device to detect temperature. The traditional direct measurement wiring does not meet the requirements, especially in some environmental bad industrial environment and outdoor environment, through the direct wiring measurement is not practical. So using wireless transmission temperature testing is necessary.
基于nRF24L01的无线信息传输设计
摘要
当今，通过信息的采集、传输、处理和控制器作出相应的决策，进而实现对一定对象的监控和控制，是一个无论在民用、工业，还是军事领域，都被人们乐此不疲地研究着的热门技术。而信息传输的可靠性无疑是控制器作出正确决策的重要前提。
无线传输以其成本廉价、占用空间小、环境适应性好、扩展性好和设备维护上更容易实现等优点正在逐步越来越受到人们的青睐。RF24L01SE微功率无线通讯模块，采用Nordic公司的NRF24L01芯片，2.4G全球开发ISM频段免许可证使用，最高工作速率达2Mbps，125频道满足多点通信和跳频通信需要，体积小巧约31mm*17mm，尤其方便嵌入式开发与应用,高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合无线音视频传输、工业控制领域等需要较大传输速率的无线通讯需求。
此外，采集到的信息和数据应能够使工作人员直观方便地读出，为此，配备质优价廉的显示设备成为必要。常用的显示设备有LED点阵和LCD液晶显示，而LCD液晶显示由于具有低功耗、显示功能强大和编程简单而很好地符合了人们节约能源的要求，LCD1602和LCD12864是LCD系列中比较常见的模块化产品，它们含有齐全的字库，亦可根据自己的要求取模显示特殊的符号，这两种产品分别只引出16和20个插针，使用方便。
关键词：无线传输监控NRF24L01 工业控制LCD1602 LCD12864
目录
一．系统简介 (3)
二．STC89C54RD+单片机 (3)
三．4*4矩阵输入键盘 (4)
四．无线nRF24L01模块 (4)
1.模块性能及特点： (5)
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理
nRF24L01是一款常用的无线通信芯片，广泛应用于物联网、智能家居等领域。本文将详细介绍nRF24L01的工作原理，包括其引言概述、正文内容以及分割部份的详细阐述。
引言概述：
nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发器，采用射频通信技术，具有较长的通信距离和稳定的信号传输能力。它可以实现点对点和多节点的无线数据传输，适合于各种物联网应用场景。下面将从四个方面详细介绍nRF24L01的工作原理。
一、射频通信原理
1.1 载波频率和信道选择：nRF24L01工作在
2.4GHz频段，可选择不同的信道进行通信，以避免干扰。
1.2 调制方式：nRF24L01采用高斯频移键控（Gaussian Frequency Shift Keying，GFSK）调制方式，通过改变载波频率来传输数字信号。
1.3 发射功率和接收灵敏度：nRF24L01的发射功率和接收灵敏度可以根据实际需求进行调整，以达到最佳的通信效果。
二、工作模式和配置
2.1 工作模式：nRF24L01可以工作在发送模式和接收模式，通过配置寄存器可以实现模式的切换。
2.2 寄存器配置：nRF24L01内部有多个寄存器，用于配置通信参数、地址和数据包长度等信息。
2.3 数据包结构：nRF24L01的数据包包含了信道、地址、数据和校验等部份，通过配置寄存器可以自定义数据包结构。
三、数据传输和错误处理
3.1 数据发送：nRF24L01通过发送数据包的方式进行数据传输，可以实现点对点和广播传输。
3.2 数据接收：nRF24L01在接收模式下，可以接收其他节点发送的数据包，并通过中断或者轮询方式进行数据接收。
nrf24l01无线通信模块与51单片机工作原理
nrf24l01无线通信模块与51单片机工作原理无线通信技术在现代社会中扮演着重要的角色，其中nrf24l01无线
通信模块与51单片机也成为了无线通信的重要组成部分。本文将探讨nrf24l01无线通信模块与51单片机的工作原理，以及它们之间的配合
关系。
一、nrf24l01无线通信模块
nrf24l01无线通信模块是一种低功耗的2.4GHz无线收发模块，广泛应用于物联网、无线传感器网络等领域。其工作原理基于射频通信技术，通过无线信道进行数据的传输。nrf24l01模块由无线收发器和嵌入
式射频微控制器组成，具备高速率、长距离传输和多通道选择等特性。
1. 发射端工作原理
nrf24l01发射端主要由收发器、天线和控制电路组成。当51单片机
通过SPI总线与nrf24l01通信时，可将要发送的数据通过控制电路和收发器转换成射频信号，并通过天线发送出去。发送端的工作原理可简
述为以下几个步骤：
a. 初始化设置：通过配置寄存器进行初始化设置，包括工作频率、
数据传输速率、天线增益等参数。
b. 数据准备与发送：将待发送的数据加载到发送缓冲区中，并通过
发送指令启动数据的发送。
c. 发送前导码：在发送数据之前，发射端会先发送一段前导码作为
同步信号，以确保接收端正确接收数据。
d. 数据传输与重发机制：发送端将数据以数据包的形式传输，接收
端在接收到数据后会进行确认应答，发送端根据应答情况决定是否进
行重发。
2. 接收端工作原理
nrf24l01接收端与发送端相似，主要由收发器、天线和控制电路组成。当发送端通过射频信号将数据发送过来时，接收端的工作原理如下：
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理
nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发模块，广泛应用于无线通信领域。它采用射频（RF）技术，能够在2.4GHz频段进行无线数据传输。本文将详细介绍nRF24L01的工作原理。
1. 无线通信原理：
无线通信是通过无线电波在空间中传播信息的一种通信方式。nRF24L01利用射频信号进行无线通信，通过调制和解调技术实现数据的传输和接收。
2. nRF24L01的硬件结构：
nRF24L01由射频前端、基带处理器和SPI接口组成。射频前端负责射频信号的发送和接收，基带处理器负责数据的调制和解调，SPI接口用于与主控制器进行通信。
3. 工作模式：
nRF24L01有两种工作模式：发送模式和接收模式。在发送模式下，它将数据通过射频信号发送给接收端。在接收模式下，它接收来自发送端的射频信号，并解调出原始数据。
4. 发送端工作原理：
发送端首先将要发送的数据通过SPI接口发送给nRF24L01的基带处理器。基带处理器将数据进行调制，将其转换为射频信号。射频前端将射频信号发射出去，经过空间传播后到达接收端。
5. 接收端工作原理：
接收端的射频前端接收到发送端发射的射频信号。射频前端将射频信号经过放大和滤波处理后送给基带处理器。基带处理器将接收到的射频信号进行解调，得到原始数据。
6. 通信协议：
nRF24L01采用自己的通信协议，包括数据包格式、通信速率、信道选择等。发送端和接收端需要使用相同的通信协议才干正常通信。
7. 功耗管理：
nRF24L01具有低功耗设计，可以通过设置工作模式、发送功率和休眠模式等来控制功耗。在不需要进行通信时，可以将nRF24L01设置为休眠模式，以节省能源。
基于nRF24L01的无线通信模块设计报告正文
1前言
本次我们三人小组设计的是无线通信模块，根据设计要求我们选择了无线收发模块nRF24L01、单片机STC89C52、LCD1602和键盘模块等作为本次设计的硬件需求。首先我们与老师一起讨论了一些设计的相关事宜和设计思路。接下来我们一起画好了模拟电路图，在老师的帮助下我们对电路图进行了补充和完善。完成这些基本工作后，在老师和同学的帮助下我们买回了自己所需的元器件。接着我们变分工完成了元器件的焊接连接和程序的编写，然后便是模块的上电调试，设计的答辩和设计报告的完善。
我们本次之所以会选择无线通信模块的设计，是我们觉得无线通信技术是现代社会中一门很重要的技术，我们掌握好了这门技术对以后我们的工作生活都有很大的帮助。我们本次设计的无线通信模块虽然只是我们的一次小小的体验，但我们都知道无线通信在我们现在所处的信息时代是多么的重要，如今我们生活的方方面面无不与无线通信息息相关。我们所熟悉的手机、电脑、电视等等都与无线通信有着直接的联系。甚至在某些高端领域方面无线通信技术能反映一个国家的科技水平和综合国力。我们国家的无线通信技术虽然在世界上排在了前面的位置，但与一些发达国家相比我们任然有很大差距，如太空中有差不多80%的通信卫星是美国的。
当然我们本次设计的无线通信模块只是很基础的无线通信模块，我们所达到的效果就是两个模块间能相互发送一些简单的字符和数字。
2总体方案设计
本次设计我们考虑用C语言和汇编去实现模块的无线通信功能，但我们编写程序时发现汇编语言较难写且可读性差，因此我们选择了用C语言作为本次的软件实现。要实现无线通信功能，我们选择了小巧轻便的无线收发模块nRF24L01。在单片机方面考虑到52系列优于51系列且很好购买，我们选择了STC89C52单片机。在液晶显示上，我们只要求能显示一些简单的数字和字母，我们选择了LCD1602。键盘输入方面我们选择的是4×4矩阵键盘。以上各模块的功能信息在后面都有更为具体的介绍。
基于nRF24L01的通用无线通信模块设计
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｌ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｃｅ ｎ ｎｄ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２ １ ２ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍｓ ，ｅ ｔ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｎ ＲＦ ２ ４ Ｌ ０ １ ；ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ；ＭＣＵ
无线 通信技术 广泛应用 于数据采 集 、 工业控 制 、 实 时 检
沈 勇 ，蒋文雄 ， 段 勇
（ 江 苏科 技 大 学 计 算机 科 学 与 工程 学 院 ，江 苏 镇 江 ２ １ ２ ０ ０ ３ ）
摘 要 ：为 了便 于 电 子设 备 与 外界 的数 据 交 互 ， 设 计 了一 种 结构 简 单 、 传输可靠 、 配 置 灵 活 的 通 用 无 线 通 信 模 块 。 该模
中图分类号： ｒ Ｐ ２ ７ ４
文 献标 识 码 ： Ａ
基于51单片机与nRF24L01无线门禁控制系统设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｄ ｏ ｏ ｒ ｇ ｕ ａｒ ｄ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ５ １ Ｍ ＣＵ ａ ｎｄ ｎ 啦 ４Ｌ０１
Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｙｏ ｎ ｇ ｈ ｏ ｎ ｇ ，Ｃａ ｏ Ｊ ｉ ａ ｎ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ ｈ ｕ ａ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ４ ４，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｖｏ ｌ ＿ ２ ７ Ｎｏ ．１
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３— ４ ８ ０ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ １ ５
基于 ５ １单 片机 与 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １无 线 门禁 控 制 系统 设 计
张永宏 ，曹 健 ，王丽华
（ 南京信息工程大学 信息与控制学 院，江苏 南京 ， ２ １ ０ ０ ４ ４ ）
基于nRF24L01的无线数据传输系统设计
收到有效地址和数据 时， Ｑ通知 Ｍ Ｕ， Ｉ Ｒ Ｃ 随后 Ｍ Ｕ可 Ｃ 低 、 功耗低、 软硬件设计简单等特点 ， 于短距离 的无 将接收到的数据从 Ｒ ＩＯ中读出 ， Ｓｏｋ ｕｓ模 对 Ｘ ＦＦ 在 ｈｃＢ ｒ ｔ 线数据传输很有应用价值 。 式下 ， Ｒ ２ Ｌ １自动生成前 导码 和 Ｃ Ｃ校 验， ｎ Ｆ４ ０ Ｒ 减少
本系统选 用 的 Ｍ Ｕ为 Ｃ ０ １３０ 是完全集 成 Ｃ ８ ５Ｆ １ ， 的混合信号片上系统 型 Ｍ Ｕ芯片。它主要有 以下特 Ｃ 点： 高速、 流水线结构的 ８５ 兼容 ＣＰ一 １ ０１ Ｉ ５ 内核（ 可达
收稿 日期 ：０ ０—１ ０ ２１ ２— ８
・
１９・ ０
ＭＣ Ｕ通 过 Ｓ Ｉ ｎ Ｆ４＿１进 行 通讯 ， 先 需 要 Ｐ 与 Ｒ ２Ｉ Ｄ 首
２１ ０ １年 ２月
湖北第 二师范学院学 报
Ｊｕｎ ｌｏ ｂ ｉＵ ｉｅｓｔ ｆ ｕ ａｉｎ ｏ ｒａ ｆＨｕ ｅ ｎｖ ｒｉ ｏ ｃｔｏ ｙ Ｅｄ Ｖ０ ２ Ｎｏ ２ １ ８ ．
．
第２ ８卷第 ２期
基 于 ｎ Ｆ ４ ０ 的无 线数 据 传 输 系统 设 计 Ｒ ２ Ｌ１
／ ～ ～ 。 ‘
对 ｎ Ｆ４ ０ 进行配置 ， Ｒ ２Ｌ １ 发送端配置为发送模式 ， 接收
端 配置 为接 收模式 。
，
NRF24L01详细教程
NRF24L01详细教程
NRF24L01是一款低功耗2.4GHz无线收发模块，广泛应用于各种无线通信项目中。它可以使微控制器与其他设备进行无线通信，例如Arduino 与Arduino之间的通信、Arduino与无线传感器节点的通信等。下面是一个详细的NRF24L01教程。
1.NRF24L01的基本介绍
NRF24L01是一款由Nordic Semiconductor公司生产的低功耗无线收发模块，采用2.4GHz频段，具有快速的通信速率、低功耗、高阻塞容限等特点。它可以与各种微控制器（如Arduino）进行通信，是一种理想的无线通信解决方案。
2.NRF24L01的物理连接
在开始使用NRF24L01之前，需要将其与微控制器进行物理连接。NRF24L01模块有8个引脚，分别是：VCC、GND、CE、CSN、SCK、MOSI、MISO和IRQ。其中，VCC和GND连接到供电电源，CE和CSN连接到微控制器的任意数字引脚，而SCK、MOSI和MISO连接到SPI总线。
3.NRF24L01的库文件安装
在编程之前，需要安装与NRF24L01相关的库文件。可以在Arduino IDE的库管理器中并安装"nRF24L01"库。安装完成后，就可以在程序中引用该库文件了。
4.NRF24L01的基本设置
在程序中，首先需要进行NRF24L01的基本设置。首先，在程序开头引入"NRF24L01.h"库文件。然后，在setup(函数中，通过调用
"NRF24L01"类的对象进行初始化设置。设置包括设置CE与CSN引脚、设置通信频率、设置收发地址等。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理
nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发模块，广泛应用于无线通信领域。它采用射频芯片nRF24L01+，具有多种功能和特点，包括高速率、多通道、自动重发、自动频道切换等。下面将详细介绍nRF24L01的工作原理。
1. 射频通信基础知识
在了解nRF24L01的工作原理之前，我们先来了解一些射频通信的基础知识。
射频通信是通过无线电波传输信息的一种方式，它利用无线电频谱进行信号传输。射频通信系统由发送端和接收端组成，发送端将要传输的信息转换为无线电波，接收端接收并解码这些无线电波，还原出原始信息。
2. nRF24L01的硬件结构
nRF24L01模块包含一个射频收发芯片和一些外围电路。射频收发芯片负责无
线信号的调制、解调、发送和接收，外围电路则提供电源、时钟、天线等支持。
3. 工作频率和通道
nRF24L01工作在2.4GHz频段，这个频段被分为多个通道，每一个通道之间的频率间隔为1MHz。nRF24L01的工作频率可以通过寄存器设置，可以选择不同的
通道进行通信。这种设计可以避免频率冲突，提高通信的可靠性。
4. 发送和接收模式
nRF24L01可以在发送和接收两种模式下工作。发送模式下，发送端将要传输
的数据通过SPI接口发送给nRF24L01，nRF24L01将数据进行调制，并通过天线
发送出去。接收模式下，接收端通过天线接收到无线信号，nRF24L01将信号解调，并通过SPI接口将数据传输给接收端。
5. 数据包结构
nRF24L01发送和接收的数据被组织成数据包。数据包包含一个地址字段、一
基于nRF24L01的无线温度监测系统
１ 系 统 功 能 及 构 成 研 究
２ ２ 无 线 传 输 模 块 部 分 － 系 统通 过无 线 收 发 模 块 传 输 现 场 采 集 的数 据 ，系 统所 处 环 境 较恶 劣 ， 数 据 传 输 的 可 靠 性 要 求 较 高 。 综 合 考 虑 以上 因 素 ， 对
本 系 统 主 要 由 ＰＩ ８ ２ ５ Ｃ１ Ｆ ４ ５微 控 制 器 ，数 字 温 度 传 感 器
Ｔ １ ２及 无 线 收 发 模 块 ｎ Ｆ ４ ０ ＭＰ ０ Ｒ ２ Ｌ １三 个 部 分 构 成 。温 度 采 集
端 及 接 收 端 系 统 框 图 分 别 如 图 １ 图 ２所 示 。 采 集 端 中 、
Ｐ Ｃ１ Ｆ ４ ５用 于 向数 字 温 度 传 感 器 发 送 控 制 信 号 ， 取 温度 传 Ｉ ８ ２５ 读
度 传 感 器 Ｔ １ ２ 无 线 收 发 模 块 ｎ Ｆ ４ ０ ， 控 制 器 三 个 部 分 。重 点描 述 系统 采 集 端软 硬 件 的设 计 与 实现 。系统 具 有 电 ＭＰ ０ ， Ｒ ２ Ｌ １微 路 简 单 ， 温 精 确 度 高 ， 功 耗 ， 本低 等 优 点 。 测 低 成
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理
引言概述：
nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器，广泛应用于物联网、无线传感器网络和家庭自动化等领域。本文将详细介绍nRF24L01的工作原理。
一、发送和接收模块
1.1 发送模块
nRF24L01的发送模块由微控制器、射频前端和天线组成。微控制器负责控制数据的发送，通过SPI接口与nRF24L01通信。射频前端将数字信号转换为射频信号，并将其发送到天线。
1.2 接收模块
接收模块由天线、射频前端和微控制器组成。天线接收到射频信号后，射频前端将其转换为数字信号，并将其传输给微控制器进行处理。
1.3 通信协议
nRF24L01使用2.4GHz的ISM频段进行通信，并采用GFSK调制方式。它支持多种通信协议，如SPI、I2C和UART等。通过设置相应的寄存器，可以实现不同的通信方式和数据传输速率。
二、工作频率和通道
2.1 工作频率
nRF24L01工作在2.4GHz的ISM频段，这个频段被分为多个频道。不同的国家和地区有不同的频段规定，因此在使用nRF24L01时需要根据所在地区的规定选择合适的频率。
2.2 通道设置
nRF24L01提供了多个通道供用户选择。通过设置相应的寄存器，可以选择不
同的通道进行通信。通道的选择可以避免与其他设备的干扰，并提高通信的可靠性。
2.3 频率调谐
nRF24L01支持频率调谐功能，可以根据环境和应用需求进行调整。通过设置
寄存器中的频率调谐字节，可以微调nRF24L01的工作频率，以适应不同的场景。
三、数据传输和调制方式
3.1 数据传输
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nRF2401无线收发系统设计
一 实验目的
培养基本实验能力和工程实践能力，通过实验锻炼基本实验技能，使同学们掌握单片机的基本工作原理和单片机系统应用设计的技能，掌握单片机的简单编程方法以及调试方法，并能应用于电子系统设计中，提高同学们对综合电子系统的设计能力，加深对无线通信系统理论知识的理解，增强工程实践能力，培养创新意识，提高分析问题和解决问题的能力。
二 实验基本要求
（1）正确使用电子仪器；
（2）根据项目设计要求能够进行单片机系统硬件电路设计和软件编程； （3）学会查阅接口电路手册和相关技术资料；
（4）具有初步的单片机电路硬件和软件分析、寻找和排除常见故障的能力； （5）正确地记录实验数据和写实验报告。
三 实验器材
万能板、单片机、nRF2401无线收发模块、液晶屏、晶振、按键、发光二级管、开关、电容、电阻、5V 电源适配器、导线、万用表、电烙铁、焊锡。
四 GFSK 调制解调原理
4.1 调制
频移键控方式，幅度恒定不变的载波信号频率随着调制信号的信息状态而切换，通常采用的是二进制频移键控，即载波信号频率随着数据信息码的“0”、“1”变化进行切换。根据频率变化影响发射波形的方式，FSK 信号在相邻的比特之间，呈现连续的相位或不连续的相位。一种常见的二进制FSK 信号产生方法是根据数据比特码是“0”还是“1”，在两个振荡频率分别为 c d f f +和 c d f f -的振荡器间切换，这种FSK 信号的表达式为：
[]()()2π() 0FSK H c d b S t v t f f t t T ==
+≤≤ （二进制1）
[]()()2π() 0FSK L c d b S t v t f f t t T ==
-≤≤ （二进制0） c f 和d f 分别代表载波信号频率和恒定频率偏移，而b E 和b T 分别表示单比特能量和比
特周期。这种方法产生的波形在比特码“0”，“1”切换时刻是不连续的，这种不连续的相位会造成诸如频谱扩展和传输差错等问题，信号的功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落，在无线系统中一般不采用这种FSK 信号，而是使用信号波形对单一载波振荡器进行调制，这样FSK 信号可以表示如下：
[
]()2π()2ππ()t
FSK c c S t f t t f t h m d θττ-∞⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦
⎰
上式中，h 是频率调制系数，定义为2/b b h f R =，b R 为比特率，尽管调制波形()m t 在“0”和“1”比特间转换时不连续，但是相位函数()t θ是与()m t 的积分成比例，所以是连
续的，大部分信号能量集中在以载波频率为中心的主瓣范围，功率谱密度函数按照频率偏移的负四次幂衰减。
为了进一步减小信号的频谱旁瓣，可以在前加入一级高斯滤波器，高斯滤波器的传递函
数为：
222π()h t t α⎛⎫=- ⎪⎝⎭
，其中：α=
通过高斯滤波，平缓了输入信号的相位变化，大大压缩了信号频谱的旁瓣。
cos(2π)
f t θ+0c +1-1
()
x t
图1 典型的GFSK 调制
输入信号()x t 是随机二进制信号形成的双极性方波，方波经高斯滤波器后是：
()()*(/)g t h t t T =∏
式中﹡号表示线性卷积运算，矩形脉冲定义为：
1/, /2
(/) 0, T t T t
T ⎧<⎪∏=⎨⎪⎩
其它
通过数学推导，得到的表达式可表示为：
1
g()=
2π2π2t Q Q T
⎡⎤⎛⎛-⎢⎥ ⎝
⎝⎣⎦
式中Q 定义为：
2/2
()d t
Q t ττ∞
-=⎰
连续相位通过频率调制产生为：
()2π[]()d t
n t h x n g nT θττ∞
-∞
=-∞
=-∑⎰
式中h 是调制指数；()x n 是对()x t 离散时间采样。
4.2 解调
尽管高斯滤波器减小了发送GFSK 信号对带宽的需求，但是以接收端得到符号间干扰为代价的。GFSK 是频率调制信号，所以采用鉴相和鉴频的方法来解调。令：
()()()k x t x k g t kT ∞
=-∞
=
-∑
()x t 是引入码间干扰的()x t ，基带同相和正交成分分别表示为：
()
0()cos 2π()d t I t h x t τθ-∞=+⎰
()
()sin 2π()d t
Q t h x t τθ-∞
=+⎰
基带信号的相位可以通过：
1
0()tan 2π()d ()t Q t h x I t ττθ--∞⎛⎫
=+ ⎪⎝⎭⎰计算。
在输出端可以通过：
11d ()ˆ()()tan ()()2πd ()t nT k Q t x
n x t x k g nT kT h t I t ∞
-==-∞
⎛⎫⎛⎫===- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑ 获得数字信号()x n 。
0c cos(2π)
f t θ+
图2 典型的GFSK 解调
五 主要器件介绍
5.1 51单片机
引脚功能：
MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布请参照——单片机引脚图： P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。 P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。 P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。 P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。 P0口有三个功能：
1、外部扩展存储器时，当作数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）
2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）
3、不扩展时，可做一般的I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O 口使用，其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能：
1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用
2、做一般I/O 口使用，其内部有上拉电阻； P3口有两个功能：
除了作为I/O 使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。有内部EPROM 的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的。 即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG ） 编程电压（25V ）：31脚（EA/Vpp ）
ALE/PROG 地址锁存控制信号：在系统扩展时，ALE 用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。当CPU 对外部进行存取时，用以锁住地址的低位地址，即P0口输出。ALE 有可能是高电平也有可能是低电平，当ALE 是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE 信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE 是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器的内容，我们稍后也会介绍。