基于nrf24l01电子防丢器的设计与实现

本科毕业论文(设计) 题目：基于nrf24l01电子防丢的设计与

实现

学院：物理与电子科学学院

班级：电子四班

姓名：***

指导教师：刘红梅职称：副教授

完成日期：2015年05月20日

基于nrf24l01电子防丢器的设计与实现

摘要：二十一世纪的今天，生活压力的加大，生活节奏的加快，人们丢失东西也就成了不可避免的一种“习惯”。这就让一系列以防丢为目的的电子产品也流行起来。本文设计了电子防丢器，该防丢器的功能主要由报警器的蜂鸣所体现，防丢器分为两个部分，设计时分为从机和主机，即发射模块和接收模块，有各自独立的发射和接收电路，因此其编码不相同不会相互干扰，从机放在怕被丢失的物件上，而主机则携带在主人身上，调整两个模块距离的远近就可以根据警报实现防丢器的保护与寻找两个功能。此次设计的电子防丢器采用的是集成芯片，所以电路比较简单，功耗与成本相对都比较低。

关键词：防丢器；报警器；从机；主机

目录

1 引言 (1)

1.1 课题的背景及意义 (1)

1.2电子防丢器的功能与原理 (1)

2 系统总体硬件设计 (2)

2.1 系统硬件概述 (2)

2.3 各组成模块选择 (2)

2.3.1 主控模块的选择 (2)

2.2.2 显示器选择方案 (4)

2.2.3 无线模块的选择方案 (5)

2.4 功能按键电路设计 (6)

2.5 系统报警电路 (6)

2.6 系统电源电路设计 (7)

3 系统软件总体设计 (7)

3.1 软件开发环境 (7)

3.2 编程语言 (7)

3.3软件总体设计 (8)

3.3.1程序结构 (8)

3.4 流程图 (9)

4 系统的分析与调试 (10)

5 结论与展望 (11)

参考文献 (11)

基于nrf24l01电子防丢器的设计与实现

1 引言

1.1 课题的背景及意义

为了减少现代快节奏的生活中因找不到贵重东西带来的些许急躁感，防丢器的设计就好像是最好的减压礼物，它不仅小巧，携带方面，而且环保、省电。要是带着的小孩走丢，更是焦急如焚，因此要避免这类事情的发生，电子防丢报警器更是最好的帮手。现在的市场上有各色各样的防丢器，这些原理同样可运用于警方的跟踪报警器，不仅可以解决生活中一些不可避免的小失误，同样也对一些警方所要侦破的案件有着极其重要的辅助作用，因此，考虑到它极其强大的市场前景，我选择对防丢报警器进行设计与实现。

1.2电子防丢器的功能与原理

这些防丢器都有主机和从机两个部分，由报警器的及时反应来得知贵重物品是否丢失和开启寻找模式轻松在所设定的范围内找到该贵重物品。该电子防丢器的是使用nrf24l01为无线模块，对于这个无线新型单片射频收发器件，因不同的发射和和接收模块使得无线发射频率也各不相同，因此不会相互干扰。子机有编码电路与无线发射电路两部分，母机则由再生式接收电路、译码电路、报警电路和电源电路构成。如果再生式接收电路接收到从机发射的无线信号，则会检波还原出原编码信号，然后发送到译码电路译码，由译码电路翻译出该信号，最后发送到报警电路。要是超过nrf24l01所限定的距离值，或者收到的比较弱的信号，译码电路就会因收不到信号不能进行译码，使得蜂鸣器报警。本文所设计的防丢器采用了单片2.4无线射频收发芯片nrf24l01和52单片机，在电路设计方面就比较简单，即可以在稳定的电路工作状态下来实现保护，寻找，报警功能，形成了一个简单的电子防丢器报警系统。

2 系统总体硬件设计

2.1 系统硬件概述

这次的毕业设计所要呈现的电子防丢报警器主要是由发射模块与接收模块两部分构成，发射模块也为主机模块，它是由单片机系统，无线模块，液晶显示模块，声光报警模块以及按键输入模块组成。接收模块即从机模块，从机模块是由单片机最小系统模块和无线模块组成。整个系统包括有两种工作模式，他们分别是保护模式和寻找模式。在保护模式下，当保护对象超出限定的保护距离外后，系统自动发出报警。在寻找模式下，当主机寻找到从机后，系统发出报警。保护距离可以通过设置无线模块的发射功率来设置。由于系统采用的无线模块NRF24L01可以被设置成4个档位的发射功率，所以本系统可以设置4种档位的保护距离设置。其中主控模块和无线模块是该电子防丢器的核心模块。当使用该套设备时，接收器应该设计的尽量体积小，这样才方便与宝贵物品粘放一起。

图2.1电子防丢器原理方框图

2.3 各组成模块选择

2.3.1 主控模块的选择

控制器模块选择，在价格方面进行对比，而且该设计需要手持设备，因而一款单片机就完全可以达到系统的要求。本设计中拥有一个控制器，它主要控制驱动信号产生，以及信息的显示等功能，控制器拥有很多种，下面介绍一些控制器

以及本设计采用的控制器。

方案一：选择STC89C52作为控制器。STC89C52是升级版的51内核的单片机芯片，是拥有8位CPU的高性能微控制器，采用“CISC”指令集，其所拥有的111条指令使得操作得心应手。还有，它的供电电压是5V和其他的一些芯片具有相同的供电电压，其抗干扰能力强，端口容易操作，构建其最小控制系统简单。

该方案的实用性和可靠性比较高，可以满足绝大多数控制，选择51单片机作为控制器，对于初学者可以很方便的构建一个最小控制系统，并且其的编程很简单，成本低，便于操作者实现控制目标。

方案二：选择具有16位CPU的控制器MSP430。MSP430是TI公司生产的一款低功耗控制芯片，其供电电压是3.3V，这种低功耗模式为节省能源消耗又做了贡献，该CPU采用“RISC”，有简简单单的27条指令与大量的模拟指令，大大小小的各种寄存器或者片内寄存器都可以更加灵活的进行运算。

方案三：选择STM32F103作为控制器。STM32F103体积小，集成资源十分丰厚，价格低，代码开源度大，易于开发，且有良好的应用背景，可靠性高。

联系本设计的任务，对于控制器的要求，所以从设计成本以及可靠性和实施难度等方面考虑，本设计选择控制方案一作为控制方案选择。

图2.3.1STC89C52引脚图