毕业设计（论文）-基于AVR的无线通信技术研究.doc

本科学生毕业论文论文题目：基于AVR的无线通信技术研究学 院：电子工程学院年 级：2008级专 业：电子信息科学与技术姓 名：学 号：指导教师： 2012 年 5 月 10 日摘要本作品以控制芯片ATMEGA16控制NRF24L01，简单的演示了新型的无线传输的性能及其潜在的意义。NRF24L01是先进的单片射频收发芯片，工作于2.42.5 GHz ISM频段。工作电压为1.93.6 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 Mbs，数据传输率最快可达2 Mbs，并且有自动应答和自动再发射功能。NRF24L01数据传输率快，数据写入速度高，内嵌的功能更完备。在我们的创新制作作品里，我们利用新的技术，结合我们课程中学到的AVR单片机，实现了无线图像的传输。关键词AVR单片机；NRF24L01；无线图像的传输Abstract This work ATMEGA16 control nRF24L01 to control chip, a simple demonstration of a new type of wireless transmission performance and their potential significance. NRF24L01 is an advanced single-chip RF transceiver chip, working in the 2.4 2.5 GHz ISM band. The operating voltage of 1.9 3.6 V-, up to 125 channels to choose from. Can write data via SPI, up to 10 Mb / s, the fastest data transfer rate of up to 2 Mb / s, and auto-answer and auto-launch feature. NRF24L01 data transfer rate is fast, write data to high-speed, embedded more complete. Our innovative production work, we take advantage of new technology, combined with our training program of the AVR microcontrollers, wireless image transmission.Key wordsAVR Microcontroller ；NRF24L01 ；Wireless image transmissionII目录摘要IAbstractII前言3第一章绪论41.1课题研究的背景41.2开发意义51.3课题实现的内容5第二章 系统功能分析72.1 AVR最小系统72.2 单片机ATMEGA16引脚介绍372.3 AVR外围硬件线路92.3.1复位线路的设计92.3.2 晶振电路的设计102.3.3 AD转换滤波线路的设计102.3.4 JTAG仿真接口设计102.4 LM2596功能102.4.1 LM2596 开关电压调节器102.4.2 LM2596开关电压调节器特点102.4.3典型应用（固定输出）112.4.4 LM2596端口用法112.5 LCD12864功能122.5.1 LCD12864模块的20个引脚定义如下：122.5.2 LCD12864模块接口说明：132.6 NRF24L01功能132.6.1 NRF24L01作用及原理132.6.2 NRF24L01工作模式142.6.3 待机模式152.6.4 掉电模式162.6.5 数据包处理方式162.6.6 NRF24L01电路部分172.6.7 NRF24L01的使用17第三章系统设计193.1发射和接收主控板系统电路图193.2 主电路图203.3程序流程图21结论22参考文献23附录一23致谢31前言今天我们已经进入了一个无线技术无所不在的时代。在家中，使用便利的无线电话；出门在外使用手机与远方的亲人通话、发短消息；开车，6PS系统为我们导航指路；工作，使用无线网卡可以随时随地地进行网上办公等等。随着技术的进步，无线通信和无线网络将迅速地向我们同常生活中的各个方面扩展，不久的将来我们大部分的电子产品都将是无线并可随时在线的，一个无线社会很快就将成为现实，并将深刻改变人们的生活方式。传统的数据通信是通过有线电缆实现的。随着射频技术、集成电路的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速率也越来越快，抗干扰能力也越来越强，加之短距离无线数据传输技术成熟，功率小，功能简单，携带方便，开发简单快速，使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛的应用。 本文以控制芯片ATMEGA16控制NRF24L01，简单的演示了新型的无线传输的性能及其潜在的意义。NRF24L01数据传输率快，数据写入速度高，内嵌的功能更完备。在我们的创新制作作品里，我们利用新的技术，结合我们课程中学到的AVR单片机，实现了无线图像的传输。第一章 绪论1.1课题研究的背景随着射频技术、集成电路的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速率也越来越快，抗干扰能力也越来越强，因此，越来越多的场合采用了无线传输技术。无线数据传输相比于有线传输有许多优点：1是成本低，省去了大量的布线；2是建网快捷，只需在每个终端连接无线数传模块和架设适当高度的天线即可； 3是适应性好，无线数据传输在一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，能解决因布线困难、电缆接插件松动、短路等带来的问题；4是扩展性好，采用有线传输方式，不能随意移动，设备重新布局就要重新布线，但采用无线数据传输，只需将设备与无线数传模块相连接就可以了；5是设备维护容易，有线通信链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而采用无线数据传输方式只需维护数传模块，出现故障时则能快速找出原因。目前应用于数据传输的无线通信技术主要有蓝牙(Bluetooth)，无线局域网 (WLAN)802.1lb，微功率超短波无线通信以及基于公用移动通信网络(GSM、CD姒)的传输方式。蓝牙(bluetooth)是一种短距离无线通信技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的24GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和lOm的传输距离(目前大功率的蓝牙芯片已经可以达到lOOm的覆盖范围)。它采用跳频扩频FHSS(Frequency Hopping SpreadSpectrum)技术，具有非常第1章绪论可靠的语音和数据传输能力，蓝牙芯片体积小、功耗低、其应用越来越广泛。但蓝牙芯片价格较为昂贵、传输距离较短、蓝牙技术尚无国际标准。IEEE8021lb是目Ij无线局域网(WLAN)的国际技术标准。工作在24 GtlZ的ISM频段，速率最高可达l 1Mbs，电波的覆盖范围可达lOOm左右。它采用直接序列扩谱DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)技术，增强了抗干扰能力。8021lb无线网络的最大优点是兼容性，用它来组建大型无线网络，运营成本低，投资回报快。目前此种设备还比较昂贵，妨碍了其推广和应用。微功率无线通信技术一般使用数字信号单片射频收发芯片，加上少量的外围元器件和微控制器构成无线通信模块。工作于ISM频段，即使用户对其工作机制没有较深了解，也可实现数据的无线传输功能。因其功率小，投资小，开发简单快速而应用广泛。基于公用移动通信网络(CDMA、GSM)的短消息系统、通用分组交换业务 (GPRS)等数据业务进行数据传输。其优点是：网络覆盖广，易组成网络；通信距离远、通信稳定可靠，抗干扰能力强；在此通信平台上的开发简单易行。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输。但是，采用这种无线数据传输的方式，目前的技术下数据的传输速率较低，此外还需支付高昂的通信费用。在上述无线数据传输技术中，基于8021lb的无线局域网WLAN、蓝牙 (bluetooth)，因其硬件设计、接口方式、通信协议及软件堆栈复杂，需专门的开发系统，开发成本高、周期长，最终产品成本也高，在工业领域中并未得到广泛的应用。基于公用移动通信网络(GSM、CDMA)的无线数据传输方式，虽开发容易，但运营费用高。而普通射频芯片就不存在这些问题，加之短距离无线数据传输技术成熟，功率小，功能简单，携带方便，开发简单快速，使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛的应用。1.2开发意义今天我们已经进入了一个无线技术无所不在的时代。在家中，使用便利的无线电话；出门在外使用手机与远方的亲人通话、发短消息；开车，GPS系统为我们导航指路；工作，使用无线网卡可以随时随地地进行网上办公，等等。随着技术的进步，无线通信和无线网络将迅速地向我们日常生活中的各个方面扩展，不久的将来我们大部分的电子产品都将是无线并可随时在线的，一个无线社会很快就将成为现实，并将深刻改变人们的生活方式。因此研究无线通信技术有着很重要的意义。1.3课题实现的内容以单片机ATMEGA16为平台，使用两组单片机，一个做主机，一个作从机。主机，即发射端，用软件编程，把图像制作成相应格式的编码，通过AVR单片机，把控制命令和数据写入到NRF24L01。NRF24L01以16位CRC校验后把命令和数据发射出去。接收端的NRF24L01接收信号之后通过一定的时序传送给从机ATMEGA16,经过单片机处理程序之后，发送到液晶上面显示，实现了2.4G的无线图像传输丁化成,耿德根,李君凯.AVR单片机的应用设计M.北京航天航空人学出版社. 2005.5:15l-184。第二章 系统功能分析采用ATMEGA16单片机作为微处理器,外围电路包括高 鹏、安涛.电路设计与制版PROTEL 99入门与提高M. 人民邮电出版社,2004:62-67：开关电源电路 AVR最小系统 2.4G无线发射单元；接收端电路包括：AVR最小系统 开关电源电路 2.4G无线接收单元 LCD12864液晶显示单元；2.1 AVR最小系统主控芯片ATMEGA16原理：32 个可编程的I/O 口16K字节的系统内可编程FLASH512 字节的EEPROM1K字节的片内SRAM32 个通用工作寄存器,所有的寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接。在典型的ALU 操作中，两个位于寄存器文件中的操作数同时被访问，然后执行运算，结果再被送回到寄存器文件。用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程。片内16K字节的ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口进行在线程序下载六个可以通过软件进行选择的省电模式：空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby 模式以及扩展的Standby 模式2.2 单片机ATMEGA16引脚介绍3曹巧嫒.单片机原理及应用M.北京:电子工业出版社,2002:45-58引脚说明：图2-1 ATMEGA16引脚图VCC 数字电路的电源GND 接地端口A(PA7.PA0) 端口A 做为A/D 转换器的模拟输入端。端口A 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A 处于高阻状态。端口B(PB7.PB0) 端口B 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B 处于高阻状态。端口B 也可以用做其他不同的特殊功能端口C(PC7.PC0) 端口C 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口D(PD7.PD0) 端口D 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口D 处于高阻状态。端口D 也可以用做其他不同的特殊功能RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。XTAL2 反向振荡放大器的输出端。AVCC AVCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时，该引脚应直接与VCC连接。使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC 连接。AREF A/D 的模拟基准输入引脚。2.3 AVR外围硬件线路童诗白,华成英.模拟电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2006: 123-125,312-330,408-4111.复位线路2.晶振线路3.AD转换滤波线路4.ISP下载接口5.JTAG仿真接口6.电源2.3.1复位线路的设计谢嘉奎, 宣约清, 冯军. 电子线路非线性部分(第四版) M . 北京: 高等教育出版Mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可(R0)。为了可靠，再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除干扰、杂波。当AVR在工作时，按下S0开关时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。重要说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，复位脚可以不接任何的零件，AVR芯片也能稳定工作。即这部分不需要任何的外围零件。2.3.2 晶振电路的设计Mega16内置RC振荡线路，可以产生1M、2M、4M、8M的振荡频率。2.3.3 AD转换滤波线路的设计李棠之, 杜国新. 通信电子线路M . 北京: 电子工业出版社, 2004:43-50社, 2000:56-63为减小AD转换的电源干扰，Mega16芯片有独立的AD电源供电。建议在VCC串上一只10uH的电感（L1），然后接一只0.1uF的电容到地（C3）。Mega16内带2.56V标准参考电压。重要说明：实际应用时，如果你想简化线路，可以将AVCC直接接到VCC，AREF悬空。即这部分不需要任何的外围零件。2.3.4 JTAG仿真接口设计仿真接口也是使用双排25插座。需要四只10K的上拉电阻。重要说明：实际应用时，如果你不想使用JTAG仿真，并且不想受四只10K的上拉电阻的影响，可以将JP1JP4断开。2.4 LM2596功能2.4.1 LM2596 开关电压调节器LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出 3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有 3.3V、5V、12V， 可调版本可以输出 1.2V37V之间的各种电压。 2.4.2 LM2596开关电压调节器特点 3.3V、5V、12V的固定电压输出和可调电压输出 可调输出电压范围 1.2V37V4% 输出线性好且负载可调节 输出电流可高达 3A 输入电压可高达 40V 采用 150KHz的内部振荡频率，属于第二代开关电压调节器，功耗小、效率高 低功耗待机模式，IQ的典型值为 80A TTL断电能力 具有过热保护和限流保护功能 封装形式：TO-220（T）和 TO-263（S） 外围电路简单，仅需 4个外接元件， 且使用容易购买的标准电感2.4.3典型应用（固定输出）图2-2 LM2596固定输出2.4.4 LM2596端口用法VIN 正输入端，在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压，同时为 LM2596提供所需的开关电流。 GND 接地端。 Output 输出端，这个脚上的电压可在（+VIN-VSAT）和-0.5V（大约）间转换。为了减小耦合，PCB上连接到该脚的铜线区域要尽量小。 Feedback 反馈端， 这个管脚把输出端的电压反馈到闭环反馈回路。2.5 LCD12864功能2.5.1 LCD12864模块的20个引脚定义如下：图2-3 LCD128641# Vss 逻辑电源地2# VDD 逻辑电源正5v3# V0LCD驱动电压4# RS数据/指令选择：高电平为数据，低电平为指令5# R/W读/写选择：高电平为读数据，低电平为写数据6# E读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据7# DB0数据输入输出引脚8# DB1数据输入输出引脚9# DB2数据输入输出引脚10# DB3数据输入输出引脚11# DB4数据输入输出引脚12# DB5数据输入输出引脚13# DB6数据输入输出引脚14# DB7数据输入输出引脚15# CS1片选择号，低电平时选择前64列16# CS2片选择号，低电平时选择后64列17# RET复位信号，低电平有效。18# VEE输出15v电源给V0提供驱动电源19# A背光电源LED正极20# K背光电源LED负极2.5.2 LCD12864模块接口说明：LCD12864接口说明：具体的电路还是两个电阻。一个背光限流电阻。一个液晶驱动电压调节电阻。背光电阻还是任何时候在19、20脚与电源之间串上个100欧电位器接上电源。调节电位器到合适亮度。具体值最好是到调试完程序能够正常显示后再将阻值确定换成固定电阻。液晶驱动电压的调整在数据线、电源线接好的前提下是在Vee(-15v)和地之间接一个电位器。中间接V0，通过调节电位器来调节V0上的电压。当V0上为-15V时为全暗(液晶显示为全黑)。当V0为0V时为全亮。调节电位器使屏幕从全暗刚好变到亮时，便可进行程序的调试。待屏幕显示正常后，进行对比度的细调，然后测量这两边的阻值在地和V0之间、V0和Vee之间换成两个固定电阻焊上就好了。注意在V0的电压是在一个很小的范围有效。我的就是在-2.2-2.5这个范围。仔细调节V0和地之间的电阻使V0上的电压在2.3V。2.6 NRF24L01功能郭刚,李思敏.基于NRF24L01开发的短距离无线数据传输系统J.桂林电子工业学院学报.2004,24(3):58-612.6.1 NRF24L01作用及原理NRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM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-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有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。发射数据：首先将nRF24L01配置为发射模式，接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10 us，延迟130 us后发射数据：若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_ DS置高，同时TX_PLD从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARCCNT)达到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被清除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。最后发射成功时，若CE为低则nRF24L0l进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。接收数据：首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130 s进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，以便通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L0l进入空闲模式1。2.6.2 NRF24L01工作模式CE，CSN，SCK，MOSI，MISO，IRQ这6个管脚为该芯片的控制引脚。微处理器通过对这6个引脚的控制就可以决定该芯片的工作模式。当PWR_UP、PRIM_RX和CE为“111”时，L01处于接收模式;为“101”时处于发射模式;为“1X0”时处于空闲模式1;为“0XX”时处于掉电模式。nRF24L01引脚功能：CE：使能发射或接收；CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01；IRQ：中断标志位；VDD：电源输入端；VSS：电源地；XC2，XC1：晶体振荡器引脚；VDD_ PA：为功率放大器供电，输出为18 V；ANT1,ANT2：天线接口；IREF 参考电流输入。图2-4 nRF24L01引脚排列说明：（1） VCC脚接电压范围为1.9V3.6V 之间，不能在这个区间之外，超过3.6V将会烧毁模块。推荐电压3.3V左右。（2） 除电源VCC和接地端，其余脚都可以直接和普通的5V单片机IO口直接相连，无需电平转换。当然对3V左右的单片机更加适用了。2.6.3 待机模式张海滨,郑维智.短距离无线通信在控制中的应用J.微计算机信息,2004,(11):129-130待机模式 I 在保证快速启动的同时减少系统平均消耗电流。在待机模式 I 下，晶振正常工作。在待机模式II下部分时钟缓冲器处在工作模式。当发送端TX FIFO寄存器为空并且CE为高电平时进入待机模式II。在待机模式期间，寄存器配置字内容保持不变。 2.6.4 掉电模式在掉电模式下,nRF24L01 各功能关闭，保持电流消耗最小。进入掉电模式后，nRF24L01 停止工作，但寄存器内容保持不变。启动时间见表格13。掉电模式由寄存器中PWR_UP位来控制手英洲,方旭明.短距离无线通信主要技术与应用J.数据通信,2004,(4):53-56。2.6.5 数据包处理方式nRF24L01有如下几种数据包处理方式： ShockBurstTM（与nRF2401，nRF24E1，nRF2402，nRF24E2数据传输率为1Mbps时相同） 增强型ShockBurstTM模式 ShockBurstTM模式： ShockBurst 模式下 nRF24L01 可以与成本较低的低速 MCU 相连。高速信号处理是由芯片内部的射频协议处理的，nRF24L01 提供 SPI 接口，数据率取决于单片机本身接口速度。ShockBurst 模式通过允许与单片机低速通信而无线部分高速通信，减小了通信的平均消耗电流。 在 ShockBurstTM接收模式下，当接收到有效的地址和数据时 IRQ 通知 MCU，随后 MCU 可将接收到的数据从RX FIFO寄存器中读出。 在 ShockBurstTM发送模式下，nRF24L01 自动生成前导码及 CRC 校验，参见表格 12。数据发送完毕后 IRQ 通知 MCU。减少了 MCU 的查询时间，也就意味着减少了 MCU 的工作量同时减少了软件的开发时间。nRF24L01内部有三个不同的RX FIFO寄存器（6个通道共享此寄存器）和三个不同的TX FIFO寄存器。在掉电模式下、待机模式下和数据传输的过程中 MCU 可以随时访问 FIFO 寄存器。这就允许 SPI接口可以以低速进行数据传送，并且可以应用于MCU硬件上没有SPI接口的情况下。 增强型的ShockBurstTM模式： 增强型ShockBurstTM模式可以使得双向链接协议执行起来更为容易、有效。典型的双向链接为：发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号，以便于发送方检测有无数据丢失。一旦数据丢失，通过重新发送功能将丢失的数据恢复。增强型的ShockBurstTM模式可同时控制应答及重发功能而无需增加MCU工作量。 2.6.6 NRF24L01电路部分耿德根,朱建用.AVR高速嵌入式单片机原理M.北京航空航天大学出版社,2002:101-103图2-5 电路图图2-6 PCB版图2.6.7 NRF24L01的使用吕增良.多路无线数据采集系统的设计D.中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(06):56-78使用nRF2401进行发送数据时，采用以下的步骤：(1)CE置高，使nRF2401开始工作；(2)逐位写入接收机的地址；(3)逐位写入要传送的数据；(4)CE 置低，激发nRF2401进行ShockBurstTM发射。Enhanced Shock Burst TM发射流程：A. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入 NRF24L01；B. 配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式。C. 微控制器把CE置高（至少10us），激发NRF24L01进行Enhanced Shock Burst TM发射； D.NRF24L01的Enhanced Shock Burst TM发射(1) 给射频前端供电； (2)射频数据打包(加字头、CRC校验码)； (3) 高速发射数据包； (4)发射完成，NRF24L01进入空闲状态。 Enhanced Shock Burst TM接收流程E.B.Martin,A.J.Morris.J.Zhang Process performance monitoring multivariate statistical process control IEE Proc-Control Appl,V01.143.No.2.March 1996:67-90： A. 配置本机地址和要接收的数据包大小； B. 配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把 CE置高；C. 130us后，NRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来； D.当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，NRF2401自动把字头、地址和CRC校验位移去；E. NRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中断)通知微控制器；F. 微控制器把数据从 NewMsg_RF2401 读出；G. 所有数据读取完毕后，可以清除 STATUS寄存器。NRF2401可以进入四种主要的模式之一。第三章系统设计3.1发射和接收主控板系统电路图REALTEK. RTL8910AS Realtek Full-Duplex Ethernet Controller with Plug and Play Function(RealPNP)M.DATASHEET.2000:80-873.2 主电路图REALTEK.RTL8910AS Realtek Full-Duplex Ethernet Controller with Plug and Play Function (RealPNP) M.DATASHEET.2000:89-953.3程序流程图 Kersey A.D:Optical fiber sensors for permanent downwell monitoring appl ication in the oil and gas industryM.ieice Transactions on Electronices:2000:105-120附录一发射电路主要程序：NRF24L01初始化：void init_NRF24L01(void)Low_24L01_CE; / chip enable Hign_24L01_CSN; / Spi disable Low_24L01_SCK; / Spi clock line init highSPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); SPI_RW_Reg(WRITE_REG+SETUP_RETR,0X1A); SPI_RW_Reg(WRITE_REG+SETUP_AW,0X02); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH);SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); Delay(6000);NRF24L01发送数据设置：void nRF24L01_TxPacket(char * tx_buf)Low_24L01_CE;/StandBySPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH);SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); Hign_24L01_CE;Delay(600);无线图像接收主要程序：char nRF24L01_RxPacket(char* rx_buf) char revale=0;sta=SPI_Read(STATUS); if(sta&0x40) Low_24L01_CE; SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);/ read receive payload from RX_FIFO bufferrevale =1;SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); return revale;NRF24L01的读写时序程序：/*长延时*void Delay(int s)unsigned int i;for(i=0; is; i+);for(i=0; is; i+);/*/*函数：uint SPI_RW(uint uchar)/*功能：NRF24L01的SPI写时序/*/char SPI_RW(char data)char i,temp=0; for(i=0;i8;i+) / output 8-bit if(data & 0x80)Hign_24L01_MOSI ; / output uchar, MSB to MOSIelse Low_24L01_MOSI; data = (data 1); / shift next bit into MSB.temp=1;Hign_24L01_SCK ; / Set SCK high.if(PORTB&0x04)temp+; / capture current MISO bitLow_24L01_SCK; / .then set SCK low again return(temp); / return read uchar/*/*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)/*功能：NRF24L01的SPI时序/*/char SPI_Read(char reg)char reg_val;Low_24L01_CSN; / CSN low, initialize SPI communication.SPI_RW(reg); / Select register to read from.reg_val = SPI_RW(0); / .then read registervalueHign_24L01_CSN; / CSN high, terminate SPI communicationreturn(reg_val); / return register value/*/*功能：NRF24L01读写寄存器函数/*/char SPI_RW_Reg(char reg, char value)char status;Low_24L01_CSN; / CSN low, init SPI transactionstatus = SPI_RW(reg); / select registerSP