nrf24l01射频无线模块的无线距离声光报警器设计
摘 要所谓的智能无线防丢失报警器系统指的是一种以单片机等微型处理器作为主控核心，并且在片外结合相关功能传感器而构建成的一种控制系统，本课题就以这种系统作为研究对象，选用了大学期间较常使用的STC89C51单片机作为主控芯片，设计了一款能够实现持续发射无线应答信号，当物品丢失后由于距离过远而无法接收到应答信号时立即产生报警功能，与此同时本课题还配置了一个液晶屏电路用于丢失报警系统的工作状态进行显示。由于系统内部采用的各类芯片和传感器外形较小，所以使得整个系统的外观体积也非常小，达到了便携式的指标。这款系统在硬件方面以STC89C51单片机最小系统、LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器电路、NRF24L01射频无线通信电路和数据存储电路设计等构建而成，在软件方面以主程序、液晶驱动子程序、报警子程序、射频无线通信驱动子程序和AT24C02存储芯片驱动子程序等构建而成。为了能够直观的看到设计成果的工作状态，在课题的验证环节进行了多次测试实验，对各项功能指标都进行了测试，测试的结果显示这款智能无线防丢失报警器系统的一切工作正常，符合预期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 智能无线防丢失报警器的发展背景 1
（二） 智能无线防丢失报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能无线防丢失报警器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） NRF24L01射频无线模块简介 4
（四） LCD1602显示器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） AT24C02型EEPROM简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶屏电路设计 8
（三） 声光报警电路设计 8
（四） NRF24L01无线通信设计 9
（五） AT24C02电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 智能无线防丢失报警器的主程序流程设计 12
（二） 无线数据通信子程序流程设计 13
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（三） 液晶驱动子程序流程设计 14
（四） 丢失报警子程序流程设计 15
五、 实物制作与安装 16
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
智能无线防丢失报警器的发展背景
目前市面上大多数智能无线防丢失报警器系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602显示器、有源蜂鸣器、射频无线通信模块和EEPROM芯片，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。
本课题将要设计的这款智能无线防丢失报警器系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。
对智能无线防丢失报警器系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能无线防丢失报警器系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能无线防丢失报警器系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能无线防丢失报警器系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能无线防丢失报警器系统的发展。
智能无线防丢失报警器的国内外发展现状
智能无线防丢失报警器系统发展到今天这个阶段可以说是达到了一个成熟的阶段，主要表现在设计人员能够从市面上众多优秀的主控微处理器中选择出自己所需的型号，在32位微处理器领域，ARM7、ARM9以及意法半导体公司推出的STM32都是现如今国内外大多数嵌入式系统所青睐的主控芯片，而在智能无线防丢失报警器系统的设计方案方面，由于有较高质量的硬件设备作为基础，所以绝大多数的智能无线防丢失报警器产品都能够表现出非常高的稳定性和性能。在智能无线防丢失报警器系统的普及推广方面，由于目前市面上对于这种系统产品的需求较大，较多领域都在使用这种系统所提供的功能，所以有些研发单位就将这种智能无线防丢失报警器系统做成一个单独的功能模块，使其外形体积和成本大幅压缩，并且提供丰富的对外接口，使得其他用户能够直接使用这种智能无线防丢失报警器系统集成模块，这样就免去了再次开发的不必要麻烦。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是在提出基于STC89C51单片机的智能无线防丢失报警器系统课题后，对课题最终能够实现的功能指标进行了反复推敲，力图能够在现有知识水平的前提下将这款智能无线防丢失报警器系统的性能达到最大化，设计了一款能够实现持续发射无线应答信号，当物品丢失后由于距离过远而无法接收到应答信号时立即产生报警功能，与此同时本课题还配置了一个液晶屏电路用于丢失报警系统的工作状态进行显示。
1、能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够设计一个报警电路，并且能够通过STC89C51单片机管脚的驱动控制报警电路的工作状态；
3、能够实现对智能无线防丢失报警器系统工作过程中一些重要数据的无线收发功能，通过STC89C51单片机对NRF2401无线集成模块进行驱动，实现稳定的无线通信功能；
目录
一、 引言 1
（一） 智能无线防丢失报警器的发展背景 1
（二） 智能无线防丢失报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能无线防丢失报警器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） NRF24L01射频无线模块简介 4
（四） LCD1602显示器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） AT24C02型EEPROM简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶屏电路设计 8
（三） 声光报警电路设计 8
（四） NRF24L01无线通信设计 9
（五） AT24C02电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 智能无线防丢失报警器的主程序流程设计 12
（二） 无线数据通信子程序流程设计 13
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（三） 液晶驱动子程序流程设计 14
（四） 丢失报警子程序流程设计 15
五、 实物制作与安装 16
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
智能无线防丢失报警器的发展背景
目前市面上大多数智能无线防丢失报警器系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602显示器、有源蜂鸣器、射频无线通信模块和EEPROM芯片，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。
本课题将要设计的这款智能无线防丢失报警器系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。
对智能无线防丢失报警器系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能无线防丢失报警器系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能无线防丢失报警器系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能无线防丢失报警器系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能无线防丢失报警器系统的发展。
智能无线防丢失报警器的国内外发展现状
智能无线防丢失报警器系统发展到今天这个阶段可以说是达到了一个成熟的阶段，主要表现在设计人员能够从市面上众多优秀的主控微处理器中选择出自己所需的型号，在32位微处理器领域，ARM7、ARM9以及意法半导体公司推出的STM32都是现如今国内外大多数嵌入式系统所青睐的主控芯片，而在智能无线防丢失报警器系统的设计方案方面，由于有较高质量的硬件设备作为基础，所以绝大多数的智能无线防丢失报警器产品都能够表现出非常高的稳定性和性能。在智能无线防丢失报警器系统的普及推广方面，由于目前市面上对于这种系统产品的需求较大，较多领域都在使用这种系统所提供的功能，所以有些研发单位就将这种智能无线防丢失报警器系统做成一个单独的功能模块，使其外形体积和成本大幅压缩，并且提供丰富的对外接口，使得其他用户能够直接使用这种智能无线防丢失报警器系统集成模块，这样就免去了再次开发的不必要麻烦。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是在提出基于STC89C51单片机的智能无线防丢失报警器系统课题后，对课题最终能够实现的功能指标进行了反复推敲，力图能够在现有知识水平的前提下将这款智能无线防丢失报警器系统的性能达到最大化，设计了一款能够实现持续发射无线应答信号，当物品丢失后由于距离过远而无法接收到应答信号时立即产生报警功能，与此同时本课题还配置了一个液晶屏电路用于丢失报警系统的工作状态进行显示。
1、能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够设计一个报警电路，并且能够通过STC89C51单片机管脚的驱动控制报警电路的工作状态；
3、能够实现对智能无线防丢失报警器系统工作过程中一些重要数据的无线收发功能，通过STC89C51单片机对NRF2401无线集成模块进行驱动，实现稳定的无线通信功能；
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