[硕士论文精品]基于nrf2401a全双工通信的红外点名器

基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院1学年设计报告课题名称基于NRF2401通信的红外点名器班级08级作者ZSL基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院2摘要班级红外点名器是基于51单片机的实用自动点名设备，通过红外感应技术，具有前后门双通道同步显示计数功能。双通道采用RF2401B无线模块进行数据同步。基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院3目录第一章绪论1概述212设计要求以及主要指标3第二章系统总体设计21方案的确立42系统原理图框6第三章各模块电路设计315定时红外发射电路732红外接受电路设计83RF2401B模块电路9第四章系统程序设计41软件设计流程及描述1042源程序代码1第五章系统方案总评51题目的意义1252团队分工1353心得体会1454参考文献15基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院4第一章绪论1概述本系统基于51单片的红外通道计数点名原理，可用于对班级到场人员自动计数，也可用于超市、公司、停车场等人流密集场所进行出入人流量反馈。12设计要求以及主要指标指标要求（1）能够对通道内进出的人数进行统计；（2）当有人进入时自动加一，反之自动减一；（3）有效作用距离2M；（4）至少两位数码管显示。第二章系统总体设计21方案的确立方案一（1）红外发射电路采用5V直流驱动，并且采用反射式对管（2）前后门通信采用电线通信方案二（1）红外发射电路采用5定时电路构成的多谐振荡，产生窄脉冲方波信号驱动红外发光管，接收端用VS183一体化红外接收头。（2）前后门通信采用RF2401B无线模块进行同步通信基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院5比较方案一采用5V直流通过单片机调制38KHZ信号驱动红外发射二极管发射红外，一方面增加了编程的负担，另一方面红外发射距离极短，只有20CM左右。前后门采用有线连接，增加了布线难度，也影响美观。经小组最后商议以及老师指导，采用方案二。2系统原理图框第三章各模块电路设计315定时红外发射电路采用方案二的，5定时电路构成的多谐振荡前门后门进红外2红外1红外2接收1接收2接收1接收2RF2401BRF2401BSTC8952STC8952显示1显示2出进出基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院6PROTEUS75仿真求得38KHZ红外发射电路如下计算公式如下5定时器输出的矩形脉冲的周期为T07（R12R）C其高电平暂稳态的持续时间为T107（R12）C其低电平的暂稳态持续时间为T207R2C。频率为F14/R12RC占空比（R12）/R12R32红外接受电路设计电路图如下基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院7接收到的电平信号接入P2P233RF2401B模块电路RF2401B为低电压，小功耗模块。工作电压为3V，且，哦快价格昂贵，直接连单片机IO口容易烧毁，所以另外制作一个限流限压的驱动板。基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院8第四章系统程序设计41软件设计流程及描述系统开机后，单片机进行定时器0初始化TH0XF0TL0X0即定时4MS扫描对P2,P23口进行一次扫描，通过P2P23口接收的红外同步异步时序进行逻辑判断对缓冲变量“JISHU”进行加/减，显示RF2401B配置初始化后，两个门默认都为接受模式，会根据”JISHU”值的变化定义一个标志位，哪个门产生外部中断（计数/减数），则这个门被设为发送模式，发送“JISHU”值，另一个门接受到数据后，返回一个接收标志位，发送门收到标志位后，重新进入接收模式。正常时序有外部中断基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院942源程序代码MAINC函数INCLUDEIL“ISPLAY“INCLUDE“DELH“IL“RF2401B“SBITIRPSITI123SBITLEDP0SIT221UNSIGNEDINTCOUNTSICHARJISHUNSIGNEDRFLAG,IVOIDTIMER0VOIDTMOD0X1H0FTLX0EA1T0R1VOIDTIMER_SERVEINTERUPT1TH0XF0LIFIR1ELSIFIR1基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院10JISHUFLAG1ELSIFIR0JISHFLAG1ELSCOUNT0UNSIGNEDCHARECIVE10SIRST_FLAGVOIDMAINVOIDTIMER0CONFIG2401/必须执行的配置操作DELAY1ST_FLG00XFSETRXMODEWHIL1IFNRF2401_RXPACKETRECIVE1/返回1表明有数据包接收到IFRECIVE00XFFLAG0ELSJISHURECIVE0基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院1SETTXMODE/设置为发送模式FORI0IIL“DLAY“INCLUDE“ISPLH“SBITIRP2SITI13SBITLEDP20SIT21UNSIGNEDCHARSMG_DU0X3F,0X6,0X5B,0X4F,0X6,0X6D,0X7D,0X7,7F,FUNSIGNEDCHARGE,SHIVOIDISPLYVOIDLED210P0SMG_DUGEDELAY50LED120P0SMG_DUSHIDELAY50RF2401B配置函数INCLUDEIL“DLAY“DEFINEBYTE_BIT0X01FII12DEFINEBYTE_BIT20X4FII38DEFINEBYTE_BIT40X10FII52DEFINEBYTE_BIT60X40FII78/基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院13SBITPWR_UPP16SITCE12SBITSPSITDR110SBITCLKP37SITDAT/NRF2401CONFIGURATION保存的配置信息/芯片测试用,无需修改DEFINETEST_20X8E/MSBD143D136FI1/D13528DEFINETEST_0X1C/27D10/注意DAWADRX_WCR的值必须小于256单个数据包的大小必须小于32字节256位/DEFINEDAT2_W0X10/X102字节/频道2发送/接收数据长度单位BITDEFINEDAT1_0X8/0X81字节/频道1发送/接收数据长度单位BIT/注意2401忽略ADR中超过ADR_W设定宽度的那些位,同时地址不能全部设置为0/频道2接收地址DEFINERFCONFIG_BIT0TEST_2FIFIIT11DEFINERFCONFIG_BIT2TEST_0FIFIIT3DA2WDEFINERFCONFIG_BIT4T1_FIFIIT5ADR24DEFINERFCONFIG_BIT6_3FIFIIT7ADR2DEFINERFCONFIG_BIT8_1FIFIIT9ADR20DEFINERFCONFIG_BIT101_4FIFIITADR3DEFINERFCONFIG_BIT121_2FIFIIT3ADRDEFINERFCONFIG_BIT141_0FIFIIT5ADRW2|CR_L1|CR_EN基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院15DEFINERFCONFIG_BIT16RX2_EN7|CM6|RFDR_SB5|XOF2|F_PWRDEFINEFCONFIG_BIT17RCH1|XEN/通过宏定义将18字节的寄存器参数按照各个功能分解,以便于参数的调整UNSIGNEDCHARCODENRF2401_CONF18RFCOFIG_BIT0,FIG_BIT,RFCONFIG_BIT2,NFIIT3,RFCOFIG_BIT4,NFIIT5,RFCONFIG_BIT6,RFCONFIG_BIT7,RFCOFIG_BIT8,NFIIT9,RFCOFIG_BIT10,RFCONFIG_BIT1,RFCONFIG_BIT12,NFIIT3,RFCONFIG_BIT14,RFCOFIG_BIT15,FIIT6,RFCONFIG_BIT17/VOIDDELAY10VOIDICONFIG241I/配置2401,写入初始化设置VOIDSETTXMODEVOID/设置为发送模式ITRI/设置为接收模式VOIDNF2401_TXPACKETUNSIGNEDCHARTXBUF/发送TXBUF内的数据长度由DA1_W决定UNSIGNEDCHARNRF2401_RXPACKETUNSIGNEDCHARRXBUF/检查是否有数据需要接受如果有,则保存至XUF/返回值0没有接收到数据1接收到数据/NRF2401设置配置寄存器时序/BDATUNSIGNEDCHARDAT_BUF/用于BYTERAD和BYTEWRITE函数DFINDAT7DAT_BUFFORI0I8IDAT_BUFDAT_BUF1CLK1DAT/设置为输入状态IFA/读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成整个字节DAT_BUF|BYTE_BIT0ELSDAT_BUFCLK10RETURNDAT_BUFVOIDBYTEWRITEUNSIGNEDCHARSENDUNSIGNEDCHARIDAT_BUFSENDFORI0I8IIFDAT7/总是发送最高位DAT1ELSDAT0基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院17CLK1DAT_BUFDAT_BUF1CLK10VOIDCONFIG2401VOIDUNSIGNEDINTISICHARVARIBLECS0EPWR_UP1/上电FORI0I0IDELAY10/从上电到进入配置模式需要3MS的延时CS1/使RF2401进入配置方式FORI0I18IVARIBLENRF2401_CONFIBYTEWRITVARIBLEDELAY10CS/CS置低使配置有效DELAY10VOIDSETTXMODEVOID/设置为配置模式PWR_UP1CE0S1DELAY0/配置寄存器0字节RXEN设置为0发送模式DAT0CLK10/设置为ACTIVEMODESTX基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院18CS0E1DELAY0VOIDSETRXMODEVOID/设置为配置模式PWR_UP1CE0S1DELAY0/配置寄存器0字节RXEN设置为1接收模式DAT1CLK10/设置为ACTIVEMODESRXCS0E1DELAY0/接收方通道硬件地址UNSIGNEDCHARTXADRES0XC,0XC,0XC,0XC/RF2401数据发送函数VOIDN2401_TXPACKETUNSIGNEDCHARNVALINTIUSIGNEDCHARVARIBLE2CE1DELAY0FORIIADR_W/8I/写入接收地址按字节对齐VARIBLE2TXADRESIBYTEWRITVARIBL2VARIBLE2NVALBYTEWRITRIBLE2基于NRF2401通信的红外点名器三明学院物理与机电工程学院19CE0/CE置低使发送有效DELAY10/时钟信号高电平保持L/检测并接收数据函数/返回0没有数据接收