开题报告--基于nRF24L01的无线温度采集系统设计

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1、 开题报告表 课题名称 基于 nRF24L01 的无线温度采集系统设计 课题来源 自拟课题 课题类型 E 指导教师姓名 学生姓名 学 号 专 业 电子信息工程 开题报告内容： （调研资料的准备，设计目的、要求、思路与预期成果；任务 完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。 ） 1 1、调研资料的准备、调研资料的准备 首先在互联网上查阅有关资料，对“基于 nRF24L01 的无线温度采集系统设计”这一课 题有了初步的认识。其次复习了单片机和电路设计相关的基础知识，学习了 51 系列单片机 和无线射频模块 nRF24L01 及其应用电路的相关知识。 2 2、设计目的、设计目的

2、 基于射频模块 nRF24L01 的无线温度数据采集系统硬件电路及程序。 3 3、设计要求、设计要求 (1) 设计基于51系列单片机和无线射频模块nRF24L01并具有温度测量功能的无线通信 发送单元电路。 (2) 设计基于 51 系列单片机和无线射频模块 nRF24L01 的无线通信接收单元电路。 (3) 编写单片机与 nRF24L01 进行接口的程序，实现数据无线收发。 (4) 接收单元和发送单元均要求有温度显示， 并可设定温度上限和温度下限， 超限报警。 4 4、设计思路、设计思路 nRF24L01 是一款工业级内置硬件链路层协议的低成本无线收发器。该器件工作于 24 GHz 全球开放

3、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， 并融合增强型 ShockBurst 技术，其输出功率和通信频道可通过程序配置。拥有 ShockBurst 和 Enhanced ShockBurst 两种数据传输模式。可直接与单片机IO 连接，外接元件数目少。 nRF24L01 功耗低，以-6 dBm 的功率发射时，工作电流仅 9 mA；接收时，工作电流仅 123 mA，多种低功率工作模式(掉电和空闲模式)更利于节能设计。 系统硬件设计主要由采集发送和接收显示两部分组成。图 1 为采集发送电路原理图，该 电路主要由温度传感器 DS18B20、单片机 STC12LE540

4、8 和 nRF24L01 组成。 图1 采集发送电路 STC12LE5408 是增强型 8051 单片机，速度快，集成度高，电压范围宽(2238 V)， 和 MCS-51 系列单片机指令系统完全兼容。其内部还有 8 KB Flash 程序存储器，512 字节 RAM、2 KB EEPROM、4 路 PWM 以及硬件看门狗(WDT)等资源性价比高。 DSl8B20 是 DALLAS 公司生产的单总线数字 1-Wire 温度传感器，可把温度信号直接转 换成串行数字信号供单片机处理，采用 1-Wire 接口。DSl8B20 的数据端 DQ 可通过 47 k 的上拉电阻接 STC12LE5408。nR

5、F24L01 的 CE，CSN，SCK，MOSI，MISO，IRQ 引脚则可 接 STC12LE5408 的任意端口，但需在编程时注意，这里接至 P1 端口。由于 nRF24L01 具有 接收数据功能，所以接收显示电路由单片机 STC12LE5408、nRF24L01 和显示电路组成。所 采集的数据也通过串口发送至 PC 机进行处理。 数据采集发送部分上电后首先配置 nRF24L01 的相关寄存器使其工作在发射状态，然 后复位 DSl8B20，向 DSl8B20 发送温度转换命令，读取已转换的温度值，然后由 nRF24L01 发送其流程如图 2 所示。 N 开始 配置 Nfr24L01 为发送

6、 复位 18B20 发送跳过 ROM 命令 开始温度转换 读取温度值 通过 Nrf24L01 发送温值 发送完毕 Y 图 2 数据采集发送子程序流程 这里需注意 DS18B20 是单总线器件其硬件接口比较简单，这是以相对复杂的软件编 程为代价的。 DS18B20 与单片机的接口协议也是通过严格的时序来实现的。 虽然增加软件开 销，但由于 STC12LE5408 运行速度快，可以满足系统要求。 5 5、预期结果、预期结果 基于射频模块 nRF24L01 的无线温度数据采集系统硬件电路及程序，完成一篇毕业论文。 6 6、任务完成阶段、任务完成阶段 12 周 ：查阅相关资料，学习单片机和电路设计相关的基础知识。 36 周 ：完成电路设计，绘制电路原理图和 PCB 板图。 712 周 ：焊接电路，单片机编程实现设计功能。 1315 周 ：撰写毕业论文，准备毕业论文答辩。 7 7、完成设计（论文）所具备的条件因素、完成设计（论文）所具备的条件因素 计算机一台，主要参考书如下： 1 赵全利，肖兴达.单片机原理及应用教程（第 2 版）M.