2.4GHz无线模块

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

控制信号 接收端

无线模块 接收模式 信号接收 单片机处理 无线模块 发送模式 单片机处理 发射信号 实现功能

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2.4 GHz～2.5 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。

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CMOS 8位单片机，片内含2k bytes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

typedef unsigned char uchar; typedef unsigned char uint;

//****************************************IO端口定义*************************************** sbit MISO sbit MOSI

=P1^2; =P3^2;

sbit SCK =P1^6; sbit CE =P1^5; sbit CSN sbit IRQ

uchar TxBuf[2]= {

0x01,0x02, };

//*********************************************NRF24L01************************************* #define TX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints TX address width #define RX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints RX address width #define TX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload #define RX_PLOAD_WIDTH 32 // 20 uints TX payload

uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //本地地址 uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址 //***************************************NRF24L01寄存器指令******************************************************* #define READ_REG 0x00 // 读寄存器指令 #define WRITE_REG 0x20 // 写寄存器指令 #define RD_RX_PLOAD 0x61 // 读取接收数据指令 #define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 写待发数据指令 #define FLUSH_TX 0xE1 // 冲洗发送 FIFO指令 #define FLUSH_RX 0xE2 // 冲洗接收 FIFO指令 #define REUSE_TX_PL 0xE3 // 定义重复装载数据指令 #define NOP 0xFF // 保留

//*************************************SPI(nRF24L01)寄存器地址****************************************************

#define CONFIG 0x00 // 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式 #define EN_AA 0x01 // 自动应答功能设置 #define EN_RXADDR 0x02 // 可用信道设置 #define SETUP_AW 0x03 // 收发地址宽度设置 #define SETUP_RETR 0x04 // 自动重发功能设置 #define RF_CH 0x05 // 工作频率设置

=P1^7; =P1^3;

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