基于nRF2401的无线数据传输系统
基于nrf2401的无线数据传输系统的设计与实现
接收端：无线数据传输接收系统与无线数据传输发
并行数据接口，读写时序适配6800系列时序，可直接与 送系统相类似，系统在工作之前要进行初始化，按照程
8位微处理器相连。其中2管脚与单片机PB6链接，控制 序设计开始读取接收到的数据，判定后进行数据处理与
OLED12864 12C总线的SCL功能。1管脚与单片机PB7链 显示，在显示屏上显示HC-SR04超声波检测传感器测的
接，控制OLED12864 12C总线的SDA功能。
距离值。检测到数据后，在OLED显示屏上显示当前检
测出的距离，通过接收端读取NRF24L01寄存器。并通
二系统软件设计
过OLED显示模块进行显示，显示完毕后返回NRF24L01。
（一）无线数据传输系统主程序设计
如果超出设定的距离，报警器进行报警。如果接收不到
首先对发送和接收部分分别进行系统初始化，然后 数据则继续检测。
发送部分的超声波模块检测距离，经过初始化后接收部
（四）OLED数据显示电路子程序设计
分开始接受发送端发送的数据并进入判断程序当接收到
OLED数据显示电路在工作之前会进行系统初始化。
数据未到达报警值时，程序直接进入OLED显示模块显示 初始化后等待无线数据传输发送系统采集端采集到的数
（三）无线数据传输收发系统子程序设计
作者简介： 曲镇帮、田江伟，男，沈阳工学院。郑琳（通讯作者），
女，汉族，辽宁人，沈阳工学院，教师，讲师，硕士学位。
发送端：首先对系统进行初始化，设置为发送模式，
卫星电视与宽带多媒体 15
卫星电视2019第5期正文.indd 15
2019/6/3 14:36:06
（二）HC-SR04超声波测距电路子程序设计 HC-SR04超声波测距电路在工作之前会对串口1进行
基于NRF2401无线通信的设计 毕业(设计)论文
第一章系统总体设计第一节引言数据采集技术是信息科学的一个重要部分，广泛地应用到测量、监测、工业控制、诊断、科学试验等各个领域中。
例如，当监测一些对人体有害的环境时，工作人员现场监测就可能对人的生命构成危害，这时我们可以采用测量站在线监测、工作人员在主控站查看数据的方式。
通信已经成为人类生活不可或缺的一部分。
传统上，通信是由电线、电缆以及光缆等物质媒介来传输的，但随着通信事业的发展，传统的通信传输已经跟不上需求，这就需要一个新的传输方式来支持未来通信。
无线数据传输，它不仅简单、方便而且还成本低廉，受到普遍欢迎，其开发的潜质也是有目共睹的。
第二节系统方案1.2.1设计任务实现无线数据传输，利用温度传感器采集现场的温度，由模/数转换器ADC将现场模拟信号（即电压）转化成数字信号，送给微处理器处理，最后通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
1.2.2无线数据传输概述一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
在本系统中采用无线传输模组nRF2401A。
第三节 系统主要功能及组成本系统由测量站和主控站两部分组成。
测量站实时采集温度和电压，并将采集到的数据传送到主控站。
主控站可以实时接收测量站的数据，并显示当前时间。
测量站的主要部分是STC89C52单片机及其控制的外围电路，其外围电路有检测部分和无线发射部分。
此外，为了方便调试还增加了显示部分、串口和控制部分。
测量站的硬件框图如图1-1所示： STC89C52LEDADC0809MAX232nRF2401DS18B20电源按键LCD图1-1 测量站框图 （1）检测部分采用温度传感器DS18B20和模数转换ADC0809。
（2）无线发射部分采用无线模块nRF2401A 模块。
基于nRF24L01无线数据传输
大学生科技活动项目资助申请书项目名称基于无线数据传输多点测温模块项目类别：课外科技制作申请人郭建所在单位机电工程学院指导教师：职称填报时间 2010.06.19校大学生科技活动领导办公室项目概况项目名称基于无线数据传输多点测温模块预期成果形式论文论著□研究报告□新产品√鉴定成果□专利□申请经费（元）项目主要参加人员概况姓名性别出生年月专业班级注：学生限报5人项目简介（300字）（简要说明申请项目的意义、研究内容及预期目标）随着网路技术及无线通信技术的飞速发展，短距离无线通信以其特有的抗干扰能力，高可靠性，安全性好，受地理条件限制少。
安装简便灵活的优点，在许多领域都有广阔的应用前景。
甚至在一些特殊的应用领了单片机不能采用有线数据通信，智能采用短距离的无线数据传输方式。
目前无线数据通信应用越来越广泛：遥控遥测，无线抄表，门禁系统，身份识别，非接触RF智能卡，无线标签等等。
凡是布线复杂或不允许布线的场合都希望通过无线方案来解决。
本项目主要研究了2.4GHz频段的射频芯片nRF24L01以及该芯片与单片机组成的无线多点测温系统。
并且自行设计相关硬件电路，软件系统及调试。
具体以下内容：1.完成基于无线技术的温度采集系统的总体方案设计.主要描述了该无线温度采集系统的工作原理，分析了个系统的参数，根据要求选择方案。
2..系统硬件电路设计.针对所选方案及选定期间，完成硬件电路的链接，并对各部分电路的原理及其在系统中所完成的功能做详细研究。
3..系统软件设计.系统软件是基于模块化的设计思路，本文按照硬件电路所完成不同的功能来设计不同的模块。
4.系统调试情况.根据各模块的调试结果，以及系统整体调试的情况，分析了调试过程中所遇到的问题及解决办法。
5.总结研究内容.最终实现无线数据传输可靠稳定，传输速率高等。
第1页（一）申请项目的依据和意义（国内外相关领域的研究现状及发展趋势，开展此项研究的必要性）：短距离无线通信技术是信息科学的一个重要方面，近几年来随着计算机，信息处理与存储的技术的日益精湛，短距离无线通信技术也得到了迅速的发展。
基于NRF24L01无限模块信息传输及基本功能实现
学术论婊??基于无限模块信息传输及基本功能实现盛蒙蒙邱烨罗维葛亦斌中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州 摘要】本文介绍了一种利硝无线数字传输芯片 和举片机构成的无线数据传输系统讨沧了系统的硬件电路设计和软件编程以及该系统的现有功能和能扩展的功能。
并讨跑该系统的硬件和软件嘲试。
运行表明该系统控制方便、 作稳定能窑现可靠的无线数据传辕。
著具有攮广价值。
【关键调 单冀穰无线穰臻 中嘲分类号 【文献标识码】攀 富现校荚于无线通讯的问题已经成为热门。
起初准备使用模块檄拟楼宇无线通信但因为设街价格和丁作难度等方瑟蠢嚣我弱最基选铎了茬泠凌较蘧秘襞强大容易实现的模块求做这个项目。
是单射频收发芯片工作于 频段芯片内置频率会箴嚣、功率数夭器晶体振荡器囊调制器等功能模块输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低以一的功率发射时作电流双有】 援毅嚣工童筝毫溅冀鸯 多静羝功率工作模式。
节能设计更方便。
其技术使可以使用同一天线嗣时接收两个不 一频道的数据。
适弼予多种无线逶臻黪场合妇器和智能数显仪表记录下来。
裳验装置如图所示。
警 干燥速率测定装置流张图风机管道孔板流墩计加热器嬲式干燥器气滤均布器称重传感器澄毛毡玻璃程镜门佼整粳蝶阀使用 处理实验数据实验原始数据戳囊骚藤嚣鸯錾疆赘定了失承重和实验时间的数据如表 所示。
用程序藏建一令 文 处理实验数据打开姒释及处理黢秣瓣 童程魏 生 所示。
输入原始教据作出失蓖水蕈和时间 的干燥曲线失重曲线如图辑示。
缀定不再失重时的术墩帮为湿物辩的慧承羹穰撵豹数 垂【霹黻诗筹年数字技术黾碰用 文章编号】——笼绫数据襞攘系统、无线惑菰、遥控务锬、遥控玩具等。
我们利 的无线收发功能实现了块单片机间的通信并互相控制实现了电子琴及数码管显示等功能。
穆臻麓说弱现育功能按键—按下时数码管分别艇示同时按的时候喇叭分别发出低、毽、 莲 、≯、、、 、高酱符。
按下 键主机接收从机发送内容信号按下键主机发送命令信号从瓶实现蹶机间的半双工通信。
项目(8)-基于NRF24L01的无线数据传输系统
基于NRF24L01的无线数据传输系统一、项目简介近年来无线传输技术一直处于活跃发展之中。
传输速度不断加快，传输的可靠性也在不断的提搞。
无线传输技术在生活中许多地方有着广泛用途。
该项目利用一种单片无线射频收发芯片NRF24L01和增强型STC 51单片机构成一个无线数据传输系统。
项目中分析了NRF24L01的功能、特性、工作原理及其寄存器操作等。
同时讨论系统的软硬件设计，在单片机的控制下进行无线数据传输，实现半双工点对点通信。
运行表明，该系统控制方便、工作稳定，能实现可靠的无线传输。
二、项目要求1、每次传输字节数为32。
2、采用中断方式接收数据。
3、完成点对点半双工通信。
4、扩展要求1：增加校验码。
5、扩展要求2：实现多点无线数据传输。
6、扩展要求3：结合TFT和触摸屏做一个良好的GUI。
三、项目方案首先要配置好硬件资源。
为完成项目，需要两套或两套以上实验板(扩展要求2需要两套以上)。
每套板子配套一个射频模块。
在初始化阶段要进行以下几个工作，分别是串口初始化、中断初始化、SPI 初始化、主从机配置、NRF24L01的通信参数设置。
SPI可选择用软件模拟SPI 或者硬件SPI，如果想追求传输速度，应采用硬件SPI。
为了提高数据传输的可靠性，在配置通信参数的时候应该设置自动应答(ACK)并设置一定次数的自动重发。
在两点或多点数据传输时，主机的发送地址和从机的接收地址必须严格一致。
另外，在多点数据传输时，不同的两条传输路线尽量选择不同的射频通道（总共可选125个工作频道）。
收发数据定义32字节为一帧数据。
在帧头或帧尾可以添加校验码或者用户识别码。
接收到数据后，通过串口向上位机发送接收的数据。
结合TFT和触摸屏的用户GUI可自行设计。
四、相关原理知识4.1、射频芯片NRF24L01简介nRF24L01 是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用ISM 频段的单片无线收发器芯片无线收发器包括:频率发生器增强型SchockBurst、TM 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器解调器。
nRF2401的无线数据传输系统
基于n RF2401的无线数据传输系统王 博,李 迅,马宏绪(国防科学技术大学,湖南省长沙市410073)【摘 要】 介绍了一种利用无线数字传输芯片和单片机构成的无线数据传输系统,讨论了系统的硬件电路设计和软件设计,以及无线数字传输芯片在突发传递模式下通过单片机的控制进行无线数据传输的原理,设计了在突发传递模式下可实现半双工通信的通用电路,并讨论了无线数字传输芯片初始配置和数据发送程序开发的关键技术。
运行表明,该系统控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线数据传输。
关键词:无线数据传输系统,单片机,nRF2401芯片中图分类号:T N919.72收稿日期:20042052190 引 言在监测系统中,数据从采集设备到处理终端,监测控制指令从处理终端到采集设备,均需经过传输过程这一重要环节。
当数据采集点处于运动状态,或者所处的环境不允许铺设电缆,采集设备必须与终端设备分离,此时只能通过无线方式进行数据传输。
本文介绍的无线数据传输系统,应用AT ME L 公司的AT89C52单片机控制NORDIC 公司的无线数字传输芯片nRF2401,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用半双工方式通信,两端数据传输模块完全通用。
该系统使用灵活、成本低廉,可方便地嵌入到无线监测系统中。
1 n RF2401芯片工作原理无线数字传输芯片nRF2401为本系统核心部件,芯片工作频段为2.4GH z ～2.5GH z ,工作电压为1.9V ～3.6V ,工作温度为-40℃～+85℃,有多达125个频道可供选择,最高通信速率1Mbit/s ,工作参数全部通过芯片状态字配置。
nRF2401提供掉电状态,在没有数据通信时可降低芯片功耗。
具有突发传递和直接传递两种工作模式。
突发传递模式应用在片缓冲器,以低速率向nRF2401写入待发数据,以高速率无线传输,尽量降低功耗。
直接传递模式与传统RF 器件工作模式一致。
1.1 n RF2401引脚功能芯片引脚排列见图1。
基于nrf24l01无线数据传输
大学生科技活动项目资助申请书项目名称基于无线数据传输多点测温模块项目类别：课外科技制作申请人郭建所在单位机电工程学院指导教师：职称填报时间 2010.06.19校大学生科技活动领导办公室项目概况项目名称基于无线数据传输多点测温模块预期成果形式论文论著□研究报告□新产品√鉴定成果□专利□申请经费（元）项目主要参加人员概况姓名性别出生年月专业班级注：学生限报5人项目简介（300字）（简要说明申请项目的意义、研究内容及预期目标）随着网路技术及无线通信技术的飞速发展，短距离无线通信以其特有的抗干扰能力，高可靠性，安全性好，受地理条件限制少。
安装简便灵活的优点，在许多领域都有广阔的应用前景。
甚至在一些特殊的应用领了单片机不能采用有线数据通信，智能采用短距离的无线数据传输方式。
目前无线数据通信应用越来越广泛：遥控遥测，无线抄表，门禁系统，身份识别，非接触RF智能卡，无线标签等等。
凡是布线复杂或不允许布线的场合都希望通过无线方案来解决。
本项目主要研究了2.4GHz频段的射频芯片nRF24L01以及该芯片与单片机组成的无线多点测温系统。
并且自行设计相关硬件电路，软件系统及调试。
具体以下内容：1.完成基于无线技术的温度采集系统的总体方案设计.主要描述了该无线温度采集系统的工作原理，分析了个系统的参数，根据要求选择方案。
2..系统硬件电路设计.针对所选方案及选定期间，完成硬件电路的链接，并对各部分电路的原理及其在系统中所完成的功能做详细研究。
3..系统软件设计.系统软件是基于模块化的设计思路，本文按照硬件电路所完成不同的功能来设计不同的模块。
4.系统调试情况.根据各模块的调试结果，以及系统整体调试的情况，分析了调试过程中所遇到的问题及解决办法。
5.总结研究内容.最终实现无线数据传输可靠稳定，传输速率高等。
第1页（一）申请项目的依据和意义（国内外相关领域的研究现状及发展趋势，开展此项研究的必要性）：短距离无线通信技术是信息科学的一个重要方面，近几年来随着计算机，信息处理与存储的技术的日益精湛，短距离无线通信技术也得到了迅速的发展。
基于nRF2401的无线数传系统设计
本 系 统 利 用 射 频 芯 片 ｎ Ｆ ４１ Ｒ ２ ０ ，在 单 片 机 ＡＴ ０ ２１ 的控制 下 ， ９Ｓ ３３ 实现 了短距 离 的无线 数据 通信 。
１ 概
述
次编 程 ， 通过 将增 强的 Ｒ Ｓ 位 Ｃ Ｕ 于 Ｆ Ａ Ｈ 集 成在 ＩＣ ８ Ｐ Ｌ Ｓ
存 器 内得到 保 留 ， 外部 中断或 硬件 复位才 可 以退 出此 只有 状态 。器件 是 以 Ａ ＭＥ 的高密 度非 易 失性 内存技 术 生 Ｔ Ｌ
产 的 。片 内 Ｆ ＡＳ 可 以通 过 ＩＰ接 口或 通 用 编程 器 多 Ｌ Ｈ Ｓ
速发展， 使得短距离射频通信技术成为一种热 门技术， 并
关键词 ： 线数据传输 ； 无 低功耗 ； Ｔ ０２ １ ； Ｆ ４１ Ａ ９Ｓ３３ｎ ２０ Ｒ
中图分类号 ：Ｔ ３ ９ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌ ｓ ａ ａ ｔ ａ ｓ ｅ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｎ ｓ ｇ ｆ ｗｉ ｅ ｅ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｓ ｓ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ＲＦ２ ０ ４ １
Ｍ ｉ ｓ ｒ ｆＥｄ ｃ ｔ ｎ，Ｔａｙ ａ ３ ０ １ ｉ ｎ ｔｙｏ ｕ ａｉ ｏ ｉｕ ｎ０ ０ ５ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅｔａ ｓｅ ｆ ｏ ｔｃ ｌｅ ｔｄｄ ｔ ａ ｅ ｓ ｆｃ ｂｅｗａ ｈ ｏ ｒｅｏ ｒ ｄ ｃｉｎ ａ ｄｌ ｉｇｏ ｅ ｐｅ，ｂ ｔ ｒ ｎ ｆｒｏ ｓ ｏｌｃｅ ａ ａｍ ｋ ｓｕ ｅｏ ａ ｌ ｙ ｉ ｔ ｅｃ ｕ ｓ ｆ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｎ ｆｐ ｏ ｌ ｍ ｎ ｐ ｏ ｖ ｕ ｔ ｙ ｉ ｅ ｔｉｔ ｄｉ ｉｌ ｒｄｓ ｏ ｈｅｗａ ｓｒ ｓｒｃｅ ｆ ｄｏ ｉｃ ｍｍ ｏ ｉｕ ｒ ｃ ｆｗｉｅｌｙ ｕ ．Ｉ ｌ ｓｏ Ｏｔ ｅｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｈｅｐ ｐ ｒｒ ａｉｅ ｈ ｎ ｅ ｄｏ ｓｔ ａ ｔｏ ｒ ｏ ｔ ｎａｌ ｉｎｔ ｈ ｈａ ａ ｔｒｓ ｉ，ｔ ａ ｅ ｅ ｌ ｓｔ ｅ ａ ｕ ｚ ｄ ｓｇ ｆａｗｉｅｅ ｓｄ ｔ ｒ ｎ ｆｒｓ ｓｅ ｉ ｈ ｒ ａ ｇ ａ ｅ ｎ ｓｎ ｌ ｈｐ ＡＴ９ Ｓ ３ ３ａ ｄｎ ｅ ｉｎ ｏ ｒ ｌｓ ａ ａｔａ ｓｅ ｙ ｔｍ ｎｓ ｏ ｔｒ ｎ ｅｂ ｓ ｄｏ ｉ ｇｅｃ ｉ ０ ２ １ ｎ ＲＦ２ ０ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｒ ｉ ４ １ｐ ｏ ｕ ｅ ｙＮｏ ｄｃ ｃ ｍｐ ｎ ．Ｆｉｓ ，ｉ ｅ ｐ ｕ ｄ ｈ ｈ ｉｅａ ｄ ｃ ｒ ｃｅ ｉｔ ｆｔ ｏ ｅｃ ｉ ｓ ｈ ｎｇｖ ｓｔ ｅｓ ｓ ｅ ｅ ｉ ｎｏ ａ ｄ ｒ ｎ ｏ ａｙ ｒｔ ｔ ｘ ｏ ｎ ｓｔ ｅｃ ｏｃ ｎ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｏ ｈｅｃ ｒ ｈ ｐ ，ｔ ｅ ｉｅ ｈ ｙ ｔｍ ｄ ｓｇ ｆ ｒ ｗａ ｅａ ｄ ｃ ｈ ｓ ｆｗ ａｅ Ｔｈ ｙ ｔｍ ａ ｈｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｉ ｐｅ ｆａ ｅ ｒ ｏ ｔ ｒ． ｅｓ ｓｅ ｈ ｓｔ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆｓｍ ｌ ｒ ｍ ｗｏ ｋ，ｌｗ ｏ ｔａ ｄ ｌＷ ｏ ｒｅ ｃ ａ ｄ ｉ ｈｅｓ ｍ ｅ ｗｉ Ｏ ｃ ｓ ｎ Ｏ ｐ ｗｅ ｔ ， ｎ ｓｔ ａ ｔ ｈ ｆｅｄ ａ ｄ ｔ ｅｍ ｏ ｉｏ ｉｇ ｏ ｔ ｔ ｆｇ ａ ｉｇ ｉｌ ｎ ｈ ｎ ｔ ｒｎ ｆｓ ａｅｏ ｅ ｒｎ ． Ｋｅ ｗｏｄ ：ｗｉｅｅ ｓｄ ｔ ｒ ｎ ｅ ；Ｏ ｐ ｗｅ ； ｙ ｒｓ ｒ ｌｓ ａａ ｔａ ｆｒ ｌ Ｗ ｏ ｒ ＡＴ９ Ｓ ３ ３； ＲＦ２ ０ ０２１ ｎ ４１
基于ARM和nRF24L01的无线数据传输系统
社 ，2007. [2] 周立功.深入浅出 ARM7：LPC213x/214x[M].北京：北京航天
航 空 大 学 出 版 社 ，2006. [3]王 成 儒 ，李 英 伟.USB2.0 原 理 与 工 程 开 发[M].北 京 ：国 防 工
SPI_Write_Buf （WRITE_REG+TX_ADDR ，TX_ADDRESS_， TX_AW）；
SPI_Write_Buf （WRITE_REG + RX_ADDR_P0，RX_ADDRESS_，RX_AW）；
SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_AA，0x01）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_RXADDR，0x01）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + SETUP_RETR，0x0a）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + CONFIG，0x4e）； } 当 接 收 端 nRF24L01 模 块 配 置 成 PRX 模 式 时 ， 配 置 nRF24L01 工 作 在 接 收 模 式 下 ，地 址 是 RX_AW，负 载 数 据 宽 度 是 TX_PL_W， 使 能 接 收 完 数 据 中 断 ，CRC 校 验 位 为 2 字 节，nRF24L01 处于 POWER_UP 状态。 程序如下： void nRF24L01_rx_config（void） { SPI_Write_Buf （WRITE_REG +RX_ADDR_P0，RX_ADDRESS_，RX_AW）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RX_PW_P0，RX_PL_W）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_AA，0x01）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_RXADDR，0x01）； SPI_RW_Reg（WRITE_REG + CONFIG，0x3f）； } 5.2 nRF24L01 的数据收发 （1）发送数据 当 nRF24L01 模 块 配 置成 发 送 模式 后 ，向 发送 FIFO 输入数据即可启动传输。 发送 8 Byte 的程序如下： void nRF24L01_send_data （uint8 *data） { SPI_Write_Buf（WR_TX_PLOAD，data，8）；
基于nRF2401的无线数据通信系统
文章编号：1002—8692(2008)S1-0072—02基于nR F2401的无线数据通信系统实用设计刘晓红．何永洪(重庆邮电大学通信工程学院，重庆400065)【摘要】设计了一种利用nR F2401和A R M芯片LPC2104构成的无线数据传输系统，讨论了系统的硬件电路设计和软件设计，以及无线数字传输芯片在突发传递模式下通过单片机的控制进行无线数据传输的原理。
设计了在突发传递模式下可实现半双工通信的通用电路，运行表明，该系统控制方便、工作稳定，能实现可靠的无线数据传输。
【关键词】nR F2401；无线数据通信；数据传输【中图分类号】TN925【文献标识码】AW i r el ess D a t a C om m uni ca t i on S ys t em B a se d o n nR F2401L I U X i ao-hong,H E Y ong-hong(School of C om m uni c at i on and I n f or m at i o n E n∥nee dng,C hon gqi ng U ni ve r si ty of Po s t s and T el ecom m un i cat i ons，C hongqi ng400065,C hi na)【A bst r act】A w i r el es s dat a t r ans m i s s i on syst em i m pl e m e nt ed w i t h a nR F2401a nd a n A R M s i ng l e chi p L PC2401i s des i g ned．r11l esy st e m ha r d w ar e a nd s of t w ar e desi gns ar e di s cussed i n det ai l．and t he t heor y of w i r el es s dat a t r ans m i s s i on w i t h w i r el es s digi ta l t r ans m i s s i on ch i p under t he S h ockBur s t m od e i s an al yze d．，11l e oper at i o n of sys t em s how s t h at i t i s eas y t o cont r ol a nd st abl y t o per f or m r eli ab l e w i r eles s dat a t rans m i s si on．【K ey w or ds】nRF2401；w i re l e ss dat a co m m u ni c at i on；d at a t r ans m i s s i on1引言nR F2401是挪威N or di c公司推出的单片无线收发一体芯片，工作于2．4～2．5G H z的I SM(工业、科学和医疗)频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，只需少量外围元件便可组成射频收发电路，常用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽车电子等方面。
基于nRF24L01的无线数据传输系统
基于nRF24L01的无线数据传输系统1 nRF24L01芯片的介绍nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5 GHz ISM频段。
工作电压为1.9～3.6 V，有多达125个频道可供选择。
可通过SPI写入数据，最高可达10 Mb／s，数据传输率最快可达2 Mb／s，并且有自动应答和自动再发射功能。
和上一代nRF2401相比，nRF2401数据传输率更快，数据写入速度更高，内嵌的功能更完备。
芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融进了增强式ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低，以-6 dBm的功率发射时，工作电流只有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。
1.1 nRF24L01引脚介绍芯片引脚排列见图1。
各引脚具体功能如下：CE为发射和接收的使能端；CSN为SPI的使能端；SCK为SPI 时钟输入；MOSI为SPI数据主输从人端；MISO为SPI数据主人从输端；IRQ为中断输出；VDD为电源端，接3 V直流电源；VSS为参考接地端；XC1，XC2为晶振端；VDD_PA给功率放大器供电1.8 V；ANT1，ANT2为天线接口端；IREF为参考电流端。
1.2 nRF24L01的指令结构nRF24L01所有的配置字都由配置寄存器来定义，这些配置寄存器可通过SPI口访问。
1.2.1 SPI接口设置SPI接口由SCK，MOSI，MISO及CSN组成。
(1)在配置模式下单片机通过SPI接口配置nRF24L01的工作参数。
(2)在发射或接收模式下单片机SPI接口发送或接收数据。
和SPI接口的指令共有8个，使用每个指令时必须使CSN变低，用完后将其变高。
单片机的控制指令从nRF24L01的MOSI引脚输入，而nRF24L01的状态信息和数据信息是从其MISO引脚输出并送给单片机的。
nRF2401高速无线传输及应用
用nRF2401实现的高速无线测量系统一般的数据测量系统是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，成为数字信号，存入数据存储器或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
有时由于环境条件的限制或高速测量的要求，使得一般的测量系统很难满足这样的要求。
高速无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
1 系统硬件设计本设计就是应高速无线测量的要求，利用无线收发器nRF2401、USB通信适配器PDIUSBD12实现的高速无线传输硬件系统。
主控站和测控站的具体实现框图如图1所示。
主控站电路与测量电路如图2和图3所示。
图1 系统框图图2 主控站电路图3 测量站电路nRF2401是一个单片集成接收、发射器的芯片，工作频率范围为全球开放的2.4GHz频段，125个频道。
采用GFSK调制时的数据速率为高速率1Mbps，高于蓝牙，具有高数据吞吐量。
nRF2401内置了CRC纠检错硬件电路和协议。
发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成。
1.9V～ 3.6V低电压，满足低功耗设计需要。
每个芯片可以通过软件设置最多40位地址，只有收到本机地址时才会输出数据(提供一个中断指示)。
PDIUSBD12是Philips公司推出的完全符合USB1.1规范的USB控制芯片，集成了SIE、FIFO存储器、收发器以及电压调整器。
2 系统软件设计对nRF2401的配置接口由CE、PWR、CS组成。
有4种工作模式(如表1所列)，数据通过DATA、CLK1输入。
表1 4种工作模式其发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成。
系统工作之前必须对nRF2401进行初始化配置，可通过DATA、CLK1串行输入120位的配置位。
nRF2401有2种通信方式：ShockBurst和Direct方式。
ShockBurst方式时，nRF2401可以自动加载数据头，进行CRC等工作，对外部编程的工作量少，为此在此系统中采用ShockBurst方式。
基于nRF2401的无线数据通信
基于nRF2401的无线数据通信高性能：nRF2401采用Nordic Semiconductor公司的无线通信技术，具有高速的数据传输速率和低延迟，可以满足各种无线通信需求。
低功耗：nRF2401的功耗非常低，可以通过降低工作电压、进入休眠模式等方式来延长电池使用寿命。
低成本：nRF2401芯片价格相对较低，可以降低整个无线通信系统的成本。
多通道：nRF2401支持多个通道，可以在不同的通道上进行无线通信，实现多路数据传输。
nRF2401的硬件电路设计主要包括电源电路、晶振电路、射频电路、接口电路等部分。
其中，射频电路是实现无线通信的关键部分，它包括天线、滤波器、功率放大器等部分。
nRF2401的软件程序设计主要包括数据的发送和接收两部分。
在发送数据时，主控制器将需要发送的数据通过SPI接口发送给nRF2401，然后由nRF2401将数据打包成无线信号发送出去；在接收数据时，nRF2401接收到无线信号后将其解包成原始数据并通过SPI接口传输给主控制器。
为了确保数据的可靠传输，需要设计一套数据传输协议。
该协议应该包括数据的帧格式、校验方式、通信协议等部分。
通过定义帧格式和校验方式，可以确保数据的正确性和完整性；通过定义通信协议，可以确保两个设备之间的数据传输顺序和方式正确无误。
基于nRF2401的无线数据通信可以应用于各种需要无线数据传输的场景，如智能家居、物联网、无线传感器网络等。
在这些场景中，nRF2401可以作为无线通信模块，将各个设备连接在一起，实现数据的快速传输和共享。
例如，在智能家居中，可以通过nRF2401将智能电器、智能照明、智能安防等设备连接在一起，实现各种设备的互联互通和智能化控制；在物联网中，可以通过nRF2401将各种传感器和执行器连接在一起，实现数据的采集和控制信号的传输。
基于nRF2401的无线数据通信具有高性能、低功耗、低成本和多通道等特点，可以广泛应用于各种需要无线数据传输的场景。
基于nRF2401和ATmega8L的数字语音无线传输系统设计
较长的传输距离 ． 接收端得 到的信号信噪 比高 ． 真度小 ， 在 失 并 伏 级 ， 到 Ａ Ｄ转 换 之 前 需 要 经 过 一 定 的滤 波 、 大 处 理 。 根据 送 ， 放 具 有 加 密 和 纠错 功 能 ． 证 了信 号 传 输 的 可 靠性 和保 密 性 。 统 语 音信 号特 点 ．放 大 电 路 应该 是 一 个 高 输 人 阻抗 ．高 共模 抑 制 保 系 采 用 微 控 制 器 和 射 频 无 线 收 发 芯 片构 成 短 距 离 无 线 通 信 方 案 ． 比， 漂 移 的 小 信 号 放 大 电路 ． 它 的带 宽 需 要 高 于 ２ Ｋ 。具 低 且 ０ Ｈｚ 成 本低 ． 用 方 便 。 应 体 电路 设 计 如 图 ２所 示
２总 体 方 案 设 计 ．
在 方 案 设 计上 ． 先 考 虑 的 是对 无 线 收 发 方 式 的 选 择 。 线 首 无
通 信 方式 按 其 介 质 不 同 有 红外 、 牙 、 频 等几 种 不 同 的 传输 方 蓝 射 式 。 者 选 择 了 射频 无 线 传 输 方 式 。 作 特别 是 随 着 射 频 无 线 收 发 芯 片 的 出现 ． 大 节约 了开 发 时 间 和 成 本 ． 用无 线 收 发模 块 和单 大 利
１引 言 ．
用 方 便 ． 广 泛 的应 用在 会 议 、 学 、 访 、 出 等 各 个 领 域 。本 件 设 计 节约 了成 本 。另 外 ． Ｔ ｅａ Ｌ单 片 机 还要 负 责 发送 端 和 被 教 采 演 Ａ ｍ ｇ８ 文 设 计 了一 种 数 字 语 音 无 线 传 输 系 统 ．该 系 统 在 发 送 端 把 语 音 接 收 端 的 加 密， 密 运 算 及 纠 错 编 码 程 序 ． 及 控 制 整 个 系 统 的 解 以 信 号 转 换 为 数 字信 号 ．并 经 过 加 密 和 纠 错 编 码 处 理 后 调 制 到 ２ 无 线 收 发程 序 ． ４ Ｈｚ Ｇ 的传 输 频 率 上 进 行传 送 在 接 收 端 提 取 有效 数 字 信 号 经 过 ３ 系 统 的硬 件设 计 纠 错 和 解 密后 还 原 为 模 拟 语 音 信 号 系统 采 用 的 是 ２ Ｇ ｚ 微 ３ １ 语音 预处 理 电路 ． Ｈ 的 ４ ． 由麦 克 风获 得 的语 音 信 号 非 常 的 弱 ．它 的 电 压一 般 只有 毫 波 频 率 进 行传 送 ．可 以 以 低 输 出 功 率 达 到 足 够 高 的 传 输 速 度 和
基于DS18B20和nRF2401的库区测温网络无线传输系统
现 多 点 测 温 ，选 用 Ｄ ａ ｌ ｌ ａ ｓ 图 １ 总 体 框 图 公 司 出 品 的 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０，
＿ － ＿ ＿＿－ ８ １ 重 孑座品 幂 ２ ０ １ ５ ． １ ０ Ｗ ＷＷ． ｅ ｅ ｐ ｗ． ｃ ｏ ｒ ｄ ． ｃ ｎ
责 任编 辑 ：叶 雷
Ｔｅ ｓ ｔ Ｍ ｅ ａｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ
库 区 温 度 直 接 关 系 到 库 存 物 资 的 分 ，二 者 之 间 的 通 信 通 过 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ ０ １ 实
所 示 。上 位 机 主 要 包 括 Ｐ Ｃ 安 全 与性 能 ， 目前 库 区温 度 数 据 的 传 现 ，如 图 ｌ 输 大 多 采 用 有 线 方 式 ．存 在 布 线 难 度 机 和 上 位 单 片 机 ，其 功 能 是 负 责接 收 大 、 材 料 成 本 高 、维 护 检 修 不 便 等 不 下 位 机 传 送 的 温 度 数 据 和 应 用 程 序 的
１ 总 体 方 案
下 位 矶
１ Ｉ ． Ｆ位簟 片韧
着 重 介绍 其 硬 件 电路 和 软件 设 计 。
上 位机
２ 电路 设 计
电 平 转捶
控制 １ ０ 个 库 区 散 热 风 扇 的 运 转 ：无 线 模块ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ ０ １ 通 过 接 口端 子 与 单 片 机
设 计应 用 １ 测试测 量
责 任 编 辑 ：和ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ ０ １ 的 库 区测 温 网 络 无 线 传 输系 统
Ｗｉ ｒ ｅｌ ｅｓ ｓ ｔ ｒ ａｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅｓ ｅｒ ｖ ｏｉ ｒ ｔ ｅｍｐｅｒ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ａｓ ｕ ｒ ｉ ｎｇ ｎ ｅ ｔ ｗｏｒ ｋ ｂａｓ ｅ ｄ ｏｎ ｎ ＲＦ ２４ ０１ ＆ＤＳ１ ８Ｂ２ ０
基于nRF24L01的色选机无线数据传输系统设计
基于nRF24L01的色选机无线数据传输系统设计摘要：色选机的无线数据传输系统可实现快速布局，也可将多台色选机组网进行统一管理。
该系统采用高速低功耗的nRF24L01作为无线收发器，采用LPC1768作为微处理器，实现系统间数据的高速传输。
该文详细论述了无线单元的组成结构及硬件设计，根据色选机功能系统需求设计无线传输协议架构，并进行了相应的软件设计。
通过实验验证，该无线数据传输系统性能良好，实用性较强，降低了因线路问题引发色选机故障的概率，进一步提高了色选机的智能化。
关键词：无线数据传输nRF24L01 无线单元传输协议中图分类号：TN919.72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0059-04Abstract：Wireless data transmission system of color sorter can help assemble quickly and connect sorters to be a net and realize management together.The system adopts low power wireless digital transmission chip―nRF24L01，and LPC1768 as microprocessor to do high speed data transmission between systems.This paper introduces structure and hardware design of wireless unit.According to sorter functions demands，designs protocol structure and software of wireless datatransmission.Through experiment testing，the wireless data transmission system running stable and reliable.It has high practicability and reduces line fault probability of sorter.It helps improve intelligent of color sorter.Key Words：Wireless data transmission；nRF24L01；Wireless unit；Transmission protocol色选机由多个功能系统构成，通过人机界面的控制系统输入各种指令实现各系统间协调工作。
基于nRF2401的无线数据传输系统
0 引言 无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场
合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、 工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领 域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。
目前，蓝牙技术和 Zigbee 技术已经较为成熟的应 用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这 些芯片相对昂贵，同时在应用中，802.15 解决方案需要 做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果 目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这 个代价就显得毫无必要[1]。
笔者介绍的无线数据传输系统采用挪威 Nordic 公司推出的工作于 2.4GHz ISM 频段的 nRF2401 射频 芯片。与蓝牙和 Zigbee 相比，nRF2401 射频芯片没有 复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可
以自由通信。更重要的是，nRF2401 射频芯片比蓝牙 和 Zigbee 所用芯片更便宜。系统由单片机 AT89C51 控制无线数字传输芯片 nRF2401,通过无线方式进行数 据双向远程传输,两端采用半双工方式通信，该系统具有 成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。 1 nRF2401 主要特性
侯天星等：基于 nRF2401 的无线数据传输系统
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引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
引脚名称 CE DR2
CLK2 DOUT2
CS DR1 CLK1 DATA DVDD VSS XC2 XC1 VDD_PA ANT1 ANT2 VSS_PA VDD VSS IREF VSS VDD VSS PWR_UP VDD
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中国农学通报
基于nRF2401的无线语音传输系统
－43－信息科学基于nRF2401的无线语音传输系统张艳鹏1刘嘉2（1、绥化学院物理与电子信息系，黑龙江绥化1520612、哈铁装卸有限公司绥芬河分公司，黑龙江绥芬河157300）1nRF2401介绍nRF2401是挪威Nordic 公司推出的单片2.4GHz 无线收发一体芯片。
它将射频、8051MCU 、9通道12位ADC 、外围元件、电感和滤波器全部集成到单芯片中，并采用2.4GHz 频带和0.18μm 工艺可提供ShockBurst 、DuoCeiver 、片上CRC 以及地址计算编码等功能。
nRF2401工作在2.4～2.5GHz 的ISM 自由频段，能够在全球无线市场畅通无阻[1-5]。
芯片能耗非常低，以-5dB ·m 的功率发射时，工作电流只有10.5mA ，接收时工作电流只有18mA ，多种工作模式使节能设计更方便。
nRF2401支持多点间通信，最高速率可达1Mb/s ，工作电压为1.9～3.6V ，有125个通道可以选择，可满足多频及跳频需要，主要工作参数大都可通过芯片状态字由用户根据需要自行配置。
它采用SOC 方法设计，只需要少量的外围元件就可组成射频收发电路。
nRF2401没有复杂的通信协议，完全对用户透明，同种产品芯片之间可自由通信。
nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK 滤波器、低噪声放大器、频率合成器、功率放大器等功能模块，外设很少，所以使用起来非常方便。
nRF2401的工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式，工作模式的选择由PWR_UP 、CE 和CS 三个引脚决定，具体配置如表1。
表1nRF2401的四种工作模式2语音系统的硬件设计2.1语音输入输出电路设计硬件电路主要实现语音信号的采集与输出以及MCU 与nRF2401模块之间的接口连接。
语音接收装置与语音发送装置电路基本相同，nRF2401模块之间进行的是半双工通信。
基于nRF24E1开发的短距离无线数据传输系统
美 信 公 司 的 9"B:...芯 片!具 体 电 路 如 图 :所 示 % <:>
: 天线部分的仿真
第 !"卷 第 #期 !**"年 +月
桂林电子工业学院学报
,-./012-34.5250 .0567/859: -3727;9/-05;97;<0-2-4:
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基于 ?@A!"BC开发的短距离无线数据传输系统D
郭 刚(李思敏Βιβλιοθήκη E桂林电子工业学院 通信与信息工程系(广西 桂林 F"C**"G
关 键 词 H短 距 离 无 线 数 据 传 输 O?@A!"BC芯 片 O仿 真
中 图 分 类 号 HP)QCQ’+
文 献 标 识 码 HN
文 章 编 号 HC**CRS"#SE!**"G*#RFTR*"
引言
短 距 离 无 线 数 据 传 输 是 一 种 线 缆 替 代 技 术 (在 工 业 生 产I医疗监 护I实 验 研 究 和 日 常 生 活 中 得 到 广 泛 的 应 用 J通 常 (短 距 离 无 线 数 据 传 输 系 统 由 接 口 I控 制 器 和 无 线 收 发 器 三 部 分 组 成 J在 早 期 的 短 距 离 无 线 数 据 传输设备中(三 部 分 是 以 分 立 形 式 存 在 的(这 造 成 系 统 的 体 积 I功 耗 大 (稳 定 性 差 J随 着 集 成 电 路 等 新 兴 技 术 的 快 速 发 展 (现 在 的 短 距 离 无 线 数 据 传 输 系 统 中 的 大 部 分 功 能 都 可 以 集 成 到 一 块 芯 片 内 J 因 此 (新 一 代 短 距离无线数 据 传 输 系 统 具 有 体 积 小I功 耗 低I稳 定 性 高 的 优 点 (这 些 系 统 可 以 方 便 地 嵌 入 到 各 种 设 备 中 (实 现 设 备 间 的 无 线 连 接 J
基于nRF2401的无线数据传输系统
圈 回 回 团 回 回
ＡＮＴ２为 天线 接 口端 ； Ｃ 、 ２为晶振 端 ； Ｆ为参 考 Ｘ １ ＸＣ Ｉ ＲＥ
电流端 ， 过 ２ ｆ 电 阻接地 ； ＷＲ— 通 ２ ｌ ｋ Ｐ ＵＰ为上 电端 ； Ｅ 为 Ｃ
工 作 状 态 使 能 端 ； Ｓ为 片 选 端 ， 制器 通 过对 ｎ Ｆ ４ １ Ｃ 控 Ｒ ２ ０
图 １ ｎ Ｆ ４ １芯 片 引脚 排 列 Ｒ ２０
Ｆｉ １ ｎＲＦ２ ｇ ４０１ ｐ ｎ ａｓ ｉ ｎｍ ｅ ｉ ｓｇ ｎｔ
收 稿 日期 ：０ ５１— ８ ２０ — ２２
作者 简 介 ： 晓红 （ ９ ８） 女 ， 王 １ ６ ， 中北 大学 实 验师 ， 主要 从 事 计 算 机 科 学 与 技 术研 究
Ｖｏ・ Ｎｏ １ ｌ５ ・
Ｍａ・ ２ ０ ｒ ０６
２０ ０ ６年 ３月
基于 ｎ Ｆ ４ １的无线数据传输 系统 Ｒ ２０
王 晓 红
（ 中北 大 学 ， 山西 太 原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
［ 要 ］ 介 绍 了无 线 传 输 芯 片 ｎ 摘 ＲＦ２ ０ ４ １以 及 该 芯 片 与 单 片机 的 接 口 ， 给 出 了 系 统 的硬 件 电 并
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第 ５卷
第 １ 期
太 原 师 范 学 院 学 报 （ 自然科学版）
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬＯＦ Ｔ ＹＵＡＮ ＮＯ Ｍ ＡＬ ＵＮＩ Ｒ Ｉ ＡＩ Ｒ ＶＥ ＳＴＹ （ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｅ ｉ
这 一重 要环 节． 当数 据采 集 点处 于运 动 状态 ， 者 所处 的环 境 不允 许铺 设 电缆 ， 集 设 备 必须 与 终端 设 备 分 或 采
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Ξ第5卷 第1期2006年3月 太原师范学院学报(自然科学版)JOU RNAL O F TA IYUAN NORM AL UN I V ER S IT Y (N atural Science Editi on ) V o l .5N o.1 M ar .2006基于nR F 2401的无线数据传输系统王晓红(中北大学,山西太原030051) 〔摘要〕 介绍了无线传输芯片nR F 2401以及该芯片与单片机的接口,并给出了系统的硬件电路和收发控制程序,实现了速率达1M bp s 的半双工无线传输系统.系统运行良好,功能容易扩展,可应用于多种无线传输场合.〔关键词〕 无线通信;nR F 2401;单片机〔文章编号〕 167222027(2006)0120064203 〔中图分类号〕 TN 99 〔文献标识码〕 A0 引言在监测系统中,数据从采集设备到处理终端,监测控制指令从处理终端到采集设备,均需经过传输过程这一重要环节.当数据采集点处于运动状态,或者所处的环境不允许铺设电缆,采集设备必须与终端设备分离,此时只能通过无线方式进行数据传输.本文介绍的无线数据传输系统,应用A TM EL 公司的A T 89C 52单片机控制NORD I C 公司的无线数字传输芯片nR F 2401,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用半双工方式通信,两端数据传输模块完全通用.该系统使用灵活、成本低廉,可方便地嵌入到无线监测系统中.1 nR F 2401工作原理nR F 2401无线收发一体芯片和蓝牙一样,都工作在2.4GH z 自由频段,能够在全球无线市场畅通无阻.nR F 2401支持多点间通信,最高传输速率超过1M b it s ,而且比蓝牙具有更高的传输速度.它采用SoC 方法设计,只需少量外围元件便可组成射频收发电路.与蓝牙不同的是,nR F 2401没有复杂的通信协议,它完全对用户透明,同种产品之间可以自由通信.更重要的是,nR F 2401比蓝牙产品更便宜.所以nR F 2401是业界体积最小、功耗最少、外围元件最少的低成本射频系统级芯片[1].图1 nR F 2401芯片引脚排列F ig 1 nR F 2401p in assignm ent1.1 nR F 2401引脚功能芯片引脚排列见图1.各引脚具体功能如下:V SS 2PA 、V SS 为参考接地端;VDD 为电源端,范围1.9V ～3.6V ;VDD 2PA 为功率放大+1.8V 电源输出端;AN T 1、AN T 2为天线接口端;XC 1、XC 2为晶振端;I R EF 为参考电流端,通过22k 8电阻接地;PW R 2U P 为上电端;CE 为工作状态使能端;CS 为片选端,控制器通过对nR F 2401的PW R 2U P 、CE 和CS 引脚状态组合设置,控制nR F 2401的工作方式,当状态组合为分别为1、1、0,1、0、1,1、0、0及0,×,×时,芯片分别处于激活、配置、待机及低功耗方式.CL K 1、CL K 2为通道1、2时钟信号端,由控制器提供,在突发模式下,控制器在时钟上升沿由DA TA 引脚向nR F 2401写入数据,在下降沿从Ξ收稿日期:2005212228 作者简介:王晓红(19682),女,中北大学实验师,主要从事计算机科学与技术研究.nR F 2401的DA TA 引脚读出数据;DR 1、DR 2为通道1、2接收数据就绪信号端;DA TA 、DOU T 为通道1、2数据端,控制器与nR F 2401由CL K 、DR 和DA TA 组成的三线接口交换传输的数据,通道1可接收和发送数据,通道2只能接收数据.nR F 2401的D uoCeiverTM 技术为RX 提供了两个独立的专用数字信道,因而可代替两个单独接收系统[2].1.2 nR F 2401状态字nR F 2401具有144位状态字.控制器将nR F 2401设为配置方式,然后由通道1向nR F 2401写入状态字的配置值,写时高位在前.配置方式下控制器写状态字的过程与激活方式下向nR F 2401写入数据的过程完全相同,都经由CL K 、DR 和DA TA 组成的三线接口完成.各状态字位功能如下:位143～122为测试保留;位121～120为发送闭环PLL ;位119～112为通道2数据段长度;位111～104为通道1数据段长度;位103～64为通道2硬件地址;位63～24为通道1硬件地址;位23～18为地址段长度;位17为校验段长度,值为1是16b it ,为0是8b it ;位16为校验使能,值为1是校验有效,为0是无效;位15为启用通道数,值为1是两通道接收,为0是单通道接收;位14为通信模式,值为1表示工作于突发模式,为0表示工作于直接模式;位13为通信速率,值为1是1M b it s ,为0是250kb it s ;位12～10为晶振频率,值为011时频率是16M H z ;位9～8为输出功率,值为11时功率是0dBm ;位7～1为工作频段,设值为X ,则通道l 为2400M H z +X ×1.0M H z ;位0为工作状态,值为1表示处于接收状态,为0表示处于发送状态.1.3 nR F 2401数据帧格式图2 突发模式下的帧格式F ig .2 D ata package diagram nR F 2401在突发模式下的帧格式见图2.PR E 2AM BL E 为数据包头,可设为4b it 或8b it .它的值与ADDR ESS 第1位有关.当ADDR ESS 第1位为0时,包头取值为“01010101”,反之则为“10101010”.一帧数据从ADDR ESS 到CRC 最多包含256b it .ADDR ESS 为接收方通道硬件地址段,可设定为8b it ～40b it ,只有符合本机硬件地址的数据帧才会被接收.CRC 为数据校验段,可设定8b it 或16b it 校验位.PL YLOAD 段为待发送数据段,长度为帧长度减去ADDR ESS 段和CRC 段的长度.发送数据时,控制器将数据写入nR F 2401,控制其将数据按帧格式打包无线发送;接收数据时,nR F 2401一旦检测到符合本机硬件地址的数据帧,便将数据帧解包,DR 信号置1提醒控制器读取数据.2 硬件设计系统硬件主要由单片机A T 89C 52和nR F 2401组成,采用两节5号电池3V 供电.电路图如图3所示.图3 系统电路原理图F ig 3 P rinci p le diagram of system circuit56 第1期 王晓红:基于nR F 2401的无线数据传输系统 单片机的控制信号和数据通过P 2口进行交换,S 1开关用于设置nR F 2401处于发射或接收状态,发光二极管D 1亮表示系统处于发射模式,D 2亮表示处于接收状态,D 3亮表示已收到数据.系统处于发射模式时,耗电约为3.5mA ,启动发射时约为13mA ,接收模式时耗电约为21mA .系统一上电时,单片机先读取S 1的状态,再通过P 2口对nR F 2401进行状态配置.若处于发射模式,单片机就把数据通过P 2.0一位位串行输入到nR F 2401,当P 2.4(CE )信号从1变为0时,nR F 2401就把从单片机收到的数据以1M b it s 的速率发射出去,这就是本系统所采用的突发模式,而直接模式是nR F 2401按单片机送出来的数据速率来发射,这样受单片机低速的影响会增加发送时间,致使功耗变大.若系统设为接收模式,nR F 2401就一直在监测天线上的信号,若有同频的信号就收下并打开信息包读取地址,地址与自己的相同就取出信息包里的有用数据,并使DR 信号为高电平通知单片机来取走.图4 程序流程图F ig .4 P rogram flow ing chart 整个系统的PCB 设计非常重要,在射频电路设计中,尤其是频率很高的电路的设计中,必须部分的或是大部分的采用场而非路的观点进行电路分析[3],PCB 布局走线的好坏将直接影响系统的通信距离.设计过程中始终遵循射频规律,元件布局紧凑,接地板尽可能大,所有的走线尽量在一层完成,保持接地板的完整性.考虑到成本和体积,本系统采用印制导线天线,因为环型或印制导线型天线被直接印在产品的PCB 上,这使得它成为在成本上最划算的天线[4].3 软件设计 软件编程采用汇编语言,程序流程图如图4所示. 按照硬件电路,系统程序的基本思路如下:系统上电后先配置nR F 2401,发射模式的状态字为0X 500800D 0DDDDDD 200DDDDDD 834A 05,接收模式的状态字为0X 500800D 0DDDD 2DD 00DDDDDD 834A 04.配置后通道1数据宽度8b it ,地址为00DDDDDD ,地址长度32位,CRC 校验16位,单通道接收,晶振12M ,工作频率2402M H z ,输出功率-5dBm .程序在每次完成发射或接收任务后,都会监测一下P 1.0的电平,来确定下一个循环的工作模式.4 结束语nR F 2401是一款性价比很高的单片无线收发芯片,其内置了CRC 纠检错硬件电路和协议,数据传输更为可靠.本文设计的无线数据传输系统在实际中运行稳定,在宽阔地带实测传输距离为120m ,由于天线印在PCB 板上,使得系统的成本低和体积小,在无线数据传输场合有很广阔的应用前景.参考文献:[1] 张 崇,于晓琳,刘建平.单片2.4G 无线收发一体芯片nR F 2401及其应用[J ].国外电子元器件,2004,(6):34236[2] 彭金萍,赵 锋,李福安.单片nR F 2401及其在电力系统近距离无线抄表中的应用[J ].电测与仪表,2005,(2):39241[3] 任岩松.无线接口及组网的设计与实现[D ].西安:西安交通大学,2003[4] 黄智伟.单片无线数据通信I C 原理与应用[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2004W irless Da ta Tran s m ission System Ba sed on nRF 2401W ang X i aohong(N o rth U niversity of Ch ina ,T aiyuan 030051,Ch ina ) 〔Abstract 〕 A w ireless tran s m issi on ch i p nR F 2401and its in terface w ith m icrocon tro ller are in troduced .A t the sam e ti m e ,the system hardw are and so rftw are are p rovided ,realizing w ireless tran s m issi on system w ith 1M bp s rate .T he system ’s p erfo r m ance is good and its functi on s can be exp anded easily to be app lied in m any w ireless comm un icati on regi on s .〔Key words 〕 w ireless comm un icati on ;nR F 2401;m icrocon tro ller 66太原师范学院学报(自然科学版) 第5卷 。