基于《24G无线传输》实例应用设计调试报告.docx
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基于《24G无线传输》实例应用设计调试报告
基于《2.4G无线传输》实例应用设计调试报告
前言
随着科技的发展进步，互联网技术的高速发展，人们对无线通信质量的需求不断提高。
老一代无线传输技术以无法满足现今需求。
于是新一代无线传输孕育而生；2.4G无线传输技术就是其中之一。
所谓的2.4G无线传输技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科学、医药、农业）之间。
所以简称为2.4G无线技术。
这个频段里是国际规定的免费频段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。
这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。
而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术，它的工作方式是全双工模式传输，在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。
这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。
此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率，比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。
这就为以后的应用层提高了可靠的保障。
综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术，2.4G有着自己独到的优势所在。
相比蓝牙它的产品制造成本更低，提供的数据传输速率更高。
相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。
一、设计思路
2.4G无线传输技术的功能十分强大，在这里笔者用自己设计的应用实例对其功能进行展示，意在学习掌握此项技术的基本应用。
笔者设计了一款基于AT89C2051和NRF24l01无线发射模块的无线抢答器，
能够实现8路无线抢答。
并且可用2节5号电池对其进行供电，效果非常不错，有效距离可达15M以上，且抗干扰能力强。
以基本实现2.4G无线传输技术的功能应用。
流程示意图：
发送端接收端
二、核心部件介绍
NRF24l01无线发射模块
nRF24.L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4GHz～2.5GHzISM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-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA，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。
产品性能：
1）2.4GHZ全球开放ISM频段免许可使用
2）最高工作速率2Mbps,GFSK高效调制
3）125个频道满足多点通讯和跳频通讯需求
4）1.9-3.6V工作，低功耗，待机模式仅1uA.
5）双通道数据接收，内置环行天线，体积仅17*34mm,通信距离在100m之内，软件编简单。
7）内置硬件8/16位CRC校验，收发中断标志，每次可发28字节
单片机AT89C2051
AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含2kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。
主要性能：
1）和MCS-51产品兼容
2）2KB可重编程FLASH存储器（1000次）
3）2.7-6V电压范围
4）全静态工作：
0Hz-24KHz
5）2级程序存储器保密锁定
6）128*8位内部RAM
7）15条可编程I/O线
8）两个16位定时器/计数器
9）6个中断源
10）可编程串行通道
11）高精度电压比较器（P1.0，P1.1，P3.6）
12）直接驱动LED的输出端口
三、原理图
1、发射端
2、接收端
四、原程序
1、发送程序
#include
#include
typedefunsignedcharuchar;
typedefunsignedcharuint;
//****************************************IO端口定义***************************************
sbitMISO=P1^2;
sbitMOSI=P3^2;
sbitSCK=P1^6;
sbitCE=P1^5;
sbitCSN=P1^7;
sbitIRQ=P1^3;
ucharTxBuf[2]=
{
0x01,0x02,
};
//*********************************************NRF24L01*************************************
#defineTX_ADR_WIDTH5//5uintsTXaddresswidth
#defineRX_ADR_WIDTH5//5uintsRXaddresswidth
#defineTX_PLOAD_WIDTH32//20uintsTXpayload
#defineRX_PLOAD_WIDTH32//20uintsTXpayload
uintconstTX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};//本地地址
uintconstRX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]={0x34,0x43,0x10,0x10,0x01};//接收地址
//***************************************NRF24L01寄存器指令*******************************************************
#defineREAD_REG0x00//读寄存器指令
#defineWRITE_REG0x20//写寄存器指令
#defineRD_RX_PLOAD0x61//读取接收数据指令
#defineWR_TX_PLOAD0xA0//写待发数据指令
#defineFLUSH_TX0xE1//冲洗发送FIFO指令
#defineFLUSH_RX0xE2//冲洗接收FIFO指令
#defineREUSE_TX_PL0xE3//定义重复装载数据指令
#defineNOP0xFF//保留
//*************************************SPI（nRF24L01）寄存器地址****************************************************
#defineCONFIG0x00//配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式
#defineEN_AA0x01//自动应答功能设置
#defineEN_RXADDR0x02//可用信道设置
#defineSETUP_AW0x03//收发地址宽度设置
#defineSETUP_RETR0x04//自动重发功能设置
#defineRF_CH0x05//工作频率设置
#defineRF_SETUP0x06//发射速率、功耗功能设置
#defineSTATUS0x07//状态寄存器
#defineOBSERVE_TX0x08//发送监测功能
#defineCD0x09//地址检测
#defineRX_ADDR_P00x0A//频道0接收数据地址
#defineRX_ADDR_P10x0B//频道1接收数据地址
#defineRX_ADDR_P20x0C//频道2接收数据地址
#defineRX_ADDR_P30x0D//频道3接收数据地址
#defineRX_ADDR_P40x0E//频道4接收数据地址
#defineRX_ADDR_P50x0F//频道5接收数据地址
#defineTX_ADDR0x10//发送地址寄存器
#defineRX_PW_P00x11//接收频道0接收数据长度
#defineRX_PW_P10x12//接收频道0接收数据长度
#defineRX_PW_P20x13//接收频道0接收数据长度
#defineRX_PW_P30x14//接收频道0接收数据长度
#defineRX_PW_P40x15//接收频道0接收数据长度
#defineRX_PW_P50x16//接收频道0接收数据长度
#defineFIFO_STATUS0x17//FIFO栈入栈出状态寄存器设置
//**************************************************************************************
voidDelay（unsignedcharn）;
voidinerDelay_us（unsignedcharn）;
voidinit_NRF24L01（void）;
uintSPI_RW（uintuchar）;
ucharSPI_Read（ucharreg）;
voidSetRX_Mode（void）;
uintSPI_RW_Reg（ucharreg,ucharvalue）;
uintSPI_Read_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）;
uintSPI_Write_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）;
unsignedcharnRF24L01_RxPacket（unsignedchar*rx_buf）;
voidnRF24L01_TxPacket（unsignedchar*tx_buf）;
//*****************************************长延时*****************************************
voidDelay（unsignedcharn）
{
unsignedchari;
for（;n;n--）
{
for（i=n;i;i--）
{
_nop_（）;
_nop_（）;
}
}
}
//******************************************************************************************
uintbdatasta;//状态标志
sbitRX_DR=sta^6;
sbitTX_DS=sta^5;
sbitMAX_RT=sta^4;
/******************************************************************************************
/*延时函数
/******************************************************************************************/
voidinerDelay_us（unsignedcharn）
{
for（;n>0;n--）
_nop_（）;
}
//****************************************************************************************
/*NRF24L01初始化
//***************************************************************************************/
voidinit_NRF24L01（void）
{
inerDelay_us（100）;
CE=0;//chipenable
CSN=1;//Spidisable
SCK=0;//Spiclocklineinithigh
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Page21
SPI_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
SPI_RW_Reg（WRITE_REG+CONFIG,0x0e）;//IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
}
/****************************************************************************************************
/*函数：
uintSPI_RW（uintuchar）
/*功能：
NRF24L01的SPI写时序
/****************************************************************************************************/
uintSPI_RW（uintuchar）
{
uintbit_ctr;
for（bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++）//output8-bit
{
MOSI=（uchar&0x80）;//output'uchar',MSBtoMOSI
uchar=（uchar<<1）;//shiftnextbitintoMSB..
SCK=1;//SetSCKhigh..
uchar|=MISO;//capturecurrentMISObit
SCK=0;//..thensetSCKlowagain
}
return（uchar）;//returnreaduchar
}
/****************************************************************************************************
/*函数：
ucharSPI_Read（ucharreg）
/*功能：
NRF24L01的SPI时序
/****************************************************************************************************/
ucharSPI_Read（ucharreg）
{
ucharreg_val;
CSN=0;//CSNlow,initializeSPIcommunication...
SPI_RW（reg）;//Selectregistertoreadfrom..
reg_val=SPI_RW（0）;//..thenreadregistervalue
CSN=1;//CSNhigh,terminateSPIcommunication
return（reg_val）;//returnregistervalue
}
/****************************************************************************************************/
/*功能：
NRF24L01读写寄存器函数
/****************************************************************************************************/
uintSPI_RW_Reg（ucharreg,ucharvalue）
{
uintstatus;
CSN=0;//CSNlow,initSPItransaction
status=SPI_RW（reg）;//selectregister
SPI_RW（value）;//..andwritevaluetoit..
CSN=1;//CSNhighagain
return（status）;//returnnRF24L01statusuchar
}
/****************************************************************************************************/
/*函数：
uintSPI_Read_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）
/*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
/****************************************************************************************************/
uintSPI_Read_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）
{
uintstatus,uchar_ctr;
CSN=0;//SetCSNlow,initSPItranaction
status=SPI_RW（reg）;//Selectregistertowritetoandreadstatusuchar
for（uchar_ctr=0;uchar_ctrpBuf[uchar_ctr]=SPI_RW（0）;//
CSN=1;
return（status）;//returnnRF24L01statusuchar
}
/*********************************************************************************************************
/*函数：
uintSPI_Write_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）
/*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
/*********************************************************************************************************/
uintSPI_Write_Buf（ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars）
{
uintstatus,uchar_ctr;
CSN=0;//SPI使能
status=SPI_RW（reg）;
for（uchar_ctr=0;uchar_ctrSPI_RW（*pBuf++）;
CSN=1;//关闭SPI
return（status）;//
}
/****************************************************************************************************/
/*函数：
voidSetRX_Mode（void）
/*功能：
数据接收配置
/****************************************************************************************************/
voidSetRX_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：
unsignedcharnRF24L01_RxPacket（unsignedchar*rx_buf）
/*功能：
数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中
/******************************************************************************************************/
unsignedcharnRF24L01_RxPacket（unsignedchar*rx_buf）
{
unsignedcharrevale=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）;//readreceivepayloadfromRX_FIFObuffer
revale=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
returnrevale;
}
/***********************************************
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