儿童防丢失报警器开题报告

四、拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等）

图1.防丢失报警器设计框图

根据防丢失报警器的工作原理，本次设计拟选用STC89C52单片机作为主控制器，nRF24L01芯片作为无线射频信号收发器，发射机和接收机都采用相同的配置，设计框图如图1。

STC89C52是深圳宏晶公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节的在系统可编程Flash存储器，512字节数据存储器，32个通用I/O口，3个16位定时器/计数器，5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口。结合STC89C52 的特点，完全可以满足本次设计防丢失报警器的功能要求。

nRF24L01是一款工作在2.4Ghz~2.5Ghz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，内部包括频率发生器、增强型ShockBurst模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、通信频道和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。nRF24L01功耗低，当工作在发射模式下以-6dBm的功率发射时，工作电流只有9.0mA；接收模式时工作电流为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低，在正常工作下有效距离大约是0~50米，可以满足本次设计的要求。

本次设计的防丢失报警器的主要工作原理：首先，硬件电路设计主要包括DC/DC 电源供电电路设计、nRF24L01芯片与单片机的接口设计以及nRF24L01 芯片的外围电路设计。然后，nRF24L01芯片与主控芯片STC89C52采用SPI接口方式进行通信。主控制芯片STC89C52可以使用GPIO模拟SPI接口工作时序或者SPI控制器两种方式来控制射频芯片。接着，对报警器的软件开发采用基于C语言的Keil 工具，单片机对

nRF24L01芯片的控制包括在配置模式下对nRF24L01的初始化配置、发送数据和接收存储数据。

发射流程的设计：根据设计的要求，把接收机的地址和要发送的数据按时序送入发射机的nRF24L01模块，配置CONFIG寄存器为发送模式，并选定其发射功率，微控制器把CE置高至少10us，激发nRF24L01进行Enhanced ShockBurstTM发射，若发送成功，则产生TX_DS中断；若重发超限，则产生MAX_RT中断。第一次发射成功后，每隔100ms，nRF24L01再次发送原始数据。发射机工作流程如图2所示。

接收流程的设计：首先配置接收机地址和要接收的数据包大小，配置CONFIG寄存器，使其进入接收模式，拉高CE位，130us 后，nRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；使用nRF24L01模块的自动应答功能，接收机工作时自动检测发射机发射的信号，当接收到的数据包内包含正确的地址和CRC校验码后，nRF24L01自动把字头、地址和CRC校验位移去。nRF24L01通过把状态寄存器STATUS的RX_DR标志位置位通知微控制器产生接收中断，微控制器读出接收缓冲器中存放的数据并校验数据位，所有数据读取完毕后，清除STATUS寄存器中的标志位。当发射机和接收机超出设定距离范围时，接收机收不到接收的信号，蜂鸣器发出报警声并且LED 灯闪烁，通知主人物品已经丢失或者儿童走丢。通过判断无线通信模块NRF24L01是否能进行正常发射、接收信号，从而判断所要保护的物品是否在安全范围内。接收机工作流程如图3所示。

图2.发射机工作流程图3.接收机工作流程

毕业设计(论文)开题报告