基于nRF24E1无线耳机的设计

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1、目录KC021-1第1章绪论11.1课题的研究目的和意义11.2短距离无线通信技术的现状与发展趋势21.3关于2.4GHz频段的历史背景、应用前景及发展现状41.4本课题要注意的主要问题4第2章系统方案的总体设计72.1系统方案构想与确定72.2器件的选择11第3章系统各部分硬件的设计133.1系统的总体设计133.2无线耳机nRF24E1核心电路133.2.1nRF24E1简介143.2.2芯片引脚功能以及结构143.2.3nRF24E1收发器子系统（nRF2401）183.2.4模数/数模转换器及电压基准源293.2.5电源管理模块293.2.6GPIO通用输入/输出293.

2、2.7外部存储器303.3麦克风输入电路和扬声器输出电路313.4天线的设计及其与nRF24E1的接口电路333.5PCB板的设计36第4章系统的软件设计394.1主程序设计414.2接收子程序模块414.3发送子程序模块434.4中断子程序模块44第5章应用系统的调试455.1硬件的调试455.2软件的调试455.3系统联调455.4现场调试4657目录结论47致谢49参考文献51附录5357第1章绪论前言短距离的无线通信技术在无线通信系统的实现中扮演着重要的角色。短距离无线通信的方式有两种：红外IrDA(InfraRedDataAssociation)和无线射频技术(Radi

3、oFrequency)。由于红外方向性强、距离短，而且不能有遮挡物，所以很难推广应用。射频技术因为功耗低和无方向性等优点而受到青睐。目前世界上流行的蓝牙技术（Bluetooth）是一种开放性短距离无线通信技术标准，它就是一种无线射频技术。但是，与普通的射频技术相比，蓝牙技术很难满足快速开发和低成本的要求。首先，蓝牙技术复杂度高。因为蓝牙的传输量较大，往往几百Kbps,而普通射频技术的传输量在100Kbps以内。因此蓝牙硬件设计、软件及其协议编程不但复杂而且昂贵。而且，蓝牙成本高，只有大批量时才有可能降为5美元/片；而无线射频芯片一般在3美元以下。因此普通无线射频可实用、经济地实现

4、无线通信。蓝牙很少有实用的例子，一般只多见于手机和PC之间的通信，而某些无线射频芯片已经广泛投入了实用，如汽车的安全系统、无线身份识别卡、无线抄表、饭店中的无线传感器、无线鼠标、机器宠物、遥控器、键盘等。它们具有低成本、低功耗、能够快速开发应用的特点，来实现设备的无线连接。本课题研究开发的无线耳机，可以应用在许多方面，比如手机上用无线耳机接听手机电话，省却了耳机电线，同时免除了存在争议的手机辐射问题。还可以用于智能系统中的无线通信，比如近几年盛行的足球机器人比赛，机器人之间为了配合而互相通信以及主机为了作全局指挥与机器人之间的通信就需要无线耳机。所以我们相信无线耳机是有很宽广的市

5、场前景的。本论文首先介绍了无线通信技术的现状与发展趋势，并对2.4GHz频段的历史背景进行了探讨。接下来分别对该系统的硬件设计和软件设计进行了详细介绍，最后给出了代码。焊接了PCB板，并测试了系统性能。57第1章绪论第1章绪论1.1课题的研究目的和意义崇尚自由的人类都会有向往自由、并且追求自由的潜在天性，美国的山姆大叔把“自由女神”当作它们国家的象征，无数英雄儿女前赴后继就是为了“自由”这两个字。人类为了自由不断追求着摆脱空间或者时间的束缚和局限。对于处于社会中人类个体或者群体来说，交流就是作为主体的行为，但是在遥远的过去，由于时间空间的限制，很难进行远距离的信息交换。给当时人类

6、的社会行为造成很大的不便。追求自由的人们为此进行了不懈的努力。自由的理念体现了在人类的设计天赋中，从最初单调的信件联络到后来的电报，到后来的有线语音电话，无一不渗透着人们渴望摆脱客观限制所作的努力，这个历程显然没有结束，通信电缆渐渐地成为了人们心中的绊脚石，有没有能够取代那些冗长的电缆的技术呢？经过几十年的探索和努力，电报从有线到无线，电话从有线到无线，网络从有线到无线。如今，一张人们描画已久的蓝图已经在面前展示：遥远阿尔卑斯的窗景,仿佛就在眼前,你的声音随电波信号穿越大洋,无论何地都能触及到天涯一角的知己,这就是无线通信给我们带来的惊喜。短距离的无线通信技术在无线通信系统的实现

7、中扮演着重要的角色。短距离无线通信的方式有两种：红外IrDA(InfraRedDataAssociation)和无线射频技术(RadioFrequency)。由于红外方向性强、距离短，而且不能有遮挡物，所以很难推广应用。射频技术因为功耗低和无方向性等优点而受到青睐。目前世界上流行的蓝牙技术（Bluetooth）是一种开放性短距离无线通信技术标准，它就是一种无线射频技术。但是，与普通的射频技术相比，蓝牙技术很难满足快速开发和低成本的要求。首先，蓝牙技术复杂度高。因为蓝牙的传输量较大