论文总字数：21272字

摘 要

在19世纪末期，从马可尼成功实现拖船之间的无线数据传输开始，人类就进入了现代无线通信的研究。从此，无线通信就获得了飞速的发展。在1个多世纪的时间里，无线通信技术获得了不断的发展，逐渐地应用到各行各业中。迄今为止，无线应用早已深入到人类日常生活的各个角落。

本设计是关于嵌入式系统中NRF2401无线通信的应用，选取的是NRF2401无线通信芯片作为系统的主机发送部分与从机接收部分，并与单片机相连接来实现数据的无线传输。相对于其他价格昂贵的无线芯片，NRF2401价格便宜，而且便于项目开发，适用于多种无线通信的场合，如无线数据通讯、无线门禁、无线键盘、智能运动设备等，其应用前景相当广阔。

本设计利用STM32开发平台来实现NRF2401无线数据通信的功能。NRF2401无线数据传输系统由四部分组成：单片机控制部分、NRF2401发送和接收部分、键盘部分和显示部分。单片机控制电路对NRF2401发送或者接收的数据进行分析，并根据设置的要求进行相应的处理；NRF2401模块根据得到的指令发送或者接收数据；外设键盘在相关电路的控制下，结合烧录进单片机的相关控制程序为NRF2401模块提供发送的数据。

关键词：无线通信 NRF2401 单片机

Embedded systems for wireless communications application of NRF2401

Abstract

In the late 19th century, humans have entered the modern wireless communication research, from Marconi successfully implemented wireless data transmission between the tug. Since then, the wireless communication is obtained rapid development. In more than one century of time, wireless communication technology to obtain a continuous development, and gradually applied to all walks of life. So far, wireless applications have been deep into every corner of the human daily life.

This design is applications of NRF2401 wireless communication on embedded systems, the NRF2401 wireless communication chip is selected as the host transmitting part and the receiving part of the system, and connected with the MCU to achieve the wireless transmission of data. Compared to other expensive wireless chips, NRF2401 is cheap, and easy to project development for a variety of occasions for wireless communication, such as wireless data communications, wireless access, wireless keyboard, intelligent sports equipment, its application prospect is very wide.

This design uses the STM32 development platform to achieve the function of NRF2401 wireless data communication. The NRF2401 wireless data transmission system consists of four parts: the MCU control part, the NRF2401 sending and receiving part, the keyboard part and the display part. The data sent or received of NRF2401 is analyzed by the MCU control circuit, and the corresponding treatment according to the requirements set; The NRF2401 module sends or receives data according to the instructions given; Peripherals keyboard under the control of the relevant circuit, combined into microcontroller programming control program to provide relevant data is sent to NRF2401 module.

Keywords: Wireless communication;NRF2401;MCU

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 无线通信的研究背景 1

1.2 无线通信的研究现状 1

1.3 本文的研究内容 2

第二章 NRF2401无线通信应用设计的总体方案 3

2.1 无线通信技术简介 3

2.2 无线通信技术的比较 3

2.3 无线通信收发芯片的比较 3

2.4 NRF2401无线通信的系统组成和功能概述 5

2.4.1 NRF2401无线通信的系统组成 5

2.4.1 NRF2401无线通信的功能概述 6

第三章 NRF2401无线通信系统的硬件 7

3.1 NRF2401无线数字传输芯片 7

3.1.1 NRF2401芯片简介 7

3.1.2 NRF2401芯片的结构和引脚说明 7

3.1.3 NRF2401芯片的工作模式 9

3.2 单片机STM32F103VET6 10

3.3 LCD液晶显示器和4×4键盘 10

3.3.1 LCD液晶显示器 10

3.3.2 4×4矩阵键盘 11

3.4 通信系统各部分硬件连接图 12

第四章 NRF2401无线通信的软件设计 13

4.1 主控模块的程序设计与说明 13

4.2 LCD显示模块的程序设计与说明 16

4.3 矩阵键盘模块的程序设计与说明 17

4.4 NRF2401无线通信模块的程序设计与说明 18

4.4.1 NRF2401无线通信主机部分 18

4.4.2 NRF2401无线通信从机部分 20

第五章 无线通信系统的调试与分析 22

5.1 Keil软件简介 22

5.2 软件仿真调试 22

5.3 软硬件联调 23

5.4 NRF2401无线通信系统测试结果 24

第六章 总结与展望 27

6.1 总结 27

6.2 展望 27

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 无线通信的研究背景

人类从古代开始就学会了通信，古代人利用烽火狼烟、飞鸽传书、击鼓鸣号进行消息传递，这些都是比较古老、简单的通信方式，利用的是人们的视觉和听觉，以及一些可以利用的资源来实现人与人之间的信息交互；近代，随着科技的发展，莫尔斯发明了电报、贝尔发明了电话，人类通信的方式得到了改善，通信的效率得到了很大的提高；后来，随着电磁波的发现，通信领域发生了翻天覆地的变化，各种各样新颖独特的通信方式出现在人们的生活中，人类在通信领域向前迈出了一大步，人类社会进入了通信时代的新纪元。

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