摘要：在噪音较大的场合中，现场环境复杂，在各个岗位上的工作人员往往需要及时有效的沟通。通过手机、无线对讲机等设备在噪音大的场合中受干扰程度大，本文针对此需求设计了一种基于PIC单片机和NRF24L01无线模块的无线应答装置，硬件设计包含开关电源模块，DC-DC电源模块，PIC16F1936单片机系统，NRF24L01无线发射接收模块，在不同的使用地点布置一台无线系统，任何一个对应的指令按钮被按下后，各个对应的命令指示器均亮，任何一个地点都可对此命令进行消除操作，实现了信息的传递，无线配置节省了布线，灵活移动，便于维护。
　　关键词：无线  单片机  稳压电源
　　硬件电路设计：
　　系统可在不同位置布置多台设备，每台设备由PIC单片机控制NRF24L01执行运作，设置4個按键用于发送指令，同时四个指示灯用于指示命令的类型，类型可由使用者自行定制统一，当任何一台设备按下按钮，相对应的指示灯亮起，同时通过单片机的处理通过NRF24L01发送相对应的指令给每个设备，各个设备接收到指令后对其解码，识别指令后将远传过来的指令进行亮灯，每台设备可以判断各个设备的当前状态，任何一台设备均可以消除相对应的指示指令，实现信号同步。
　　1、稳压电源
　　7805三端稳压 IC内部控制电路是一种具有过压、超流、过热等保护作用的控制电路，这样就使它在工作时性能非常稳定。该器件都是具备良好的高温和导体系数，所以该产品在工业中的应用也是非常普遍。它们就是运用自动化的本地调制方法去消掉噪音的影响。可以提供给系统稳定的电源，增强了无线传输过程中信号的抗干扰程度。
　　220v 交流电源经过四个 in4007 二极管进行整流后再经过电解电容滤波后生成直流电源，其中输出电压取样电阻连接到 2n2222a 基极，随着输出电压波动的变化，三极管的发射极和集电极之间的压降幅度受基极所控制，当输入电压波动幅度增大时，基极的电位减小，发射极、集电极压降幅度增大，输出电压变化减小，完成了调整。 通过TL431G可以对锂电池进行充电，系统可以配个7.4V的锂电池，防止无外部电源供电情况下保持正常通信。
　　2、CPU主控电路，CPU采用PIC单片机，PIC 8位单片机的指令很少、晶振可以配置4MHZ，PIC系列单片机具有双总线和两级指令流水结构，而且集成了多种通信接口，与NRF24L01通信使用SPI接口设计，编程简便，只需要对单片机进行简单的配置和程序编辑就可实现控制。PIC16F1936的RB端口可以配置为中断功能，当无线模块有数据需要接收时产生中断，单片机立即进行中断处理，中断程序中采用设定标志位后立即离开，随后立即释放，不会占用CPU资源进行中断长时间处理数据，根据标志位在程序在主程序循环中进行处理。RC5和RC4可复用引脚，配置为SPI的输入与输出。L300为磁珠，可以提高供电电源的抗干扰作用。
　　3、NRF24L01无线通讯模块设计，可以在2.4G到2.5G频道上进行通讯。通信速度快，输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传输，功耗很低。模块可以设置为接收模式或者发送模式，可以由主控单片机根据需要设置为发送或者接收，拥有一个发送通道，六个接收通道，发送端配置的地址需要与接收端的地址相同，在硬件初始化中需要对模块进行地址的固化，在设置PCB的时候可以使用PCB的铜板部分作为天线的设计。
　　软件设计：
　　系统上电后对单片机系统的内部模块和接口进行初始化后，对按键状态进行扫描，设定一台主机，主机对每台设备进行状态检查，轮询发送检查状态指令进行校验，保证每台设备状态的统一性，如果有设备状态不同，产生报警信号，确保了传递信息的正确性。每台设备扫描按键事件，当有事件产生发送相对应的指令给主机，由主机发送相应的状态给每个子机，子机接收信号后进行处理，程序流程如下：
　　子站程序流程为上电后对PIC系统进行初始化和对中断的配置，端口根据具体情况进行配置，接着对NRF24L01进行初始化，包括接收模式和发射模式的配置，NRF24L01有中断产生后对缓冲区内容进去读取保存，解码缓冲区内容并进行指令判断。通过端口扫描的方式对按键事件进行扫描，如果有按钮触发进行状态改变并发送给主机。
　　主站程序流程也是上电后初始化，判断是否有按键事件触发，有事件触发将指令编码通过写入NRF24L01缓冲区进行轮询发送，每台子机有对应的地址，发送完毕后空闲状态进行每台状态比对校验。
　　NRF24L01在PIC单片机中的初始化程序。
　　void nRF24L01_Initial（void）
　　{
　　NRF_StatusBits.nRF24L01_IRQ_Flag=0;
　　ANSELBbits.ANSB1=0;
　　INTCONbits.IOCIE=1;
　　IOCBNbits.IOCBN1=1;
　　nRF24L01_IRQ_T = 1;
　　OPTION_REGbits.nWPUEN=0;
　　WPUBbits.WPUB1=1;
　　nRF24L01_MISO_T = 1;
　　nRF24L01_CE_T = 0;
　　nRF24L01_CSN_T = 0;
　　nRF24L01_SCK_T = 0;
　　nRF24L01_MOSI_T = 0;
　　nRF24L01_CE=0;
　　nRF24L01_CSN=1;
　　nRF24L01_SCK=0;
　　OpenSPI（SPI_FOSC_16，MODE_00，SMPMID）; 　　TX_Mode（）;
　　RX_Mode（）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG+STATUS，0xff）;
　　}
　　接收模式程序
　　void RX_Mode（void）
　　{
　　uchar i;
　　nRF24L01_CE=0;
　　di（）;
　　if（GetRunStateMode（）==LEARN_RUN_MODE）{
　　SPI_Write_Buf（WRITE_REG + RX_ADDR_P0，RX_ADDRESS1，TX_ADR_WIDTH）;
　　}
　　else{
　　for（i=0;i<4;i++）{
　　RX_ADDRESS0[i]=_readcharfrom_EE（0xf0+i）;
　　}
　　SPI_Write_Buf（WRITE_REG + RX_ADDR_P0，RX_ADDRESS0，TX_ADR_WIDTH）;
　　}
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RX_PW_P0，TX_PLOAD_WIDTH）;   SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RX_PW_P1，TX_PLOAD_WIDTH）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_AA，0x3F）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_RXADDR，0x3F）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_SETUP，0x0f）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + CONFIG，0x0f）;
　　ei（）;
　　nRF24L01_CE=1;
　　datarate = 2Mbps.
　　}
　　发射模式程序
　　void TX_Mode（void）
　　{
　　uchar i;
　　nRF24L01_CE=0;
　　di（）;
　　if（GetRunStateMode（）==LEARN_RUN_MODE）{
　　SPI_Write_Buf（WRITE_REG + TX_ADDR，TX_ADDRESS1，TX_ADR_WIDTH）;
　　}
　　else{
　　for（i=0;i<4;i++）{
　　TX_ADDRESS0[i]=_readcharfrom_EE（0xf0+i）;
　　}
　　SPI_Write_Buf（WRITE_REG + TX_ADDR，TX_ADDRESS0，TX_ADR_WIDTH）;
　　}
　　if（nrf_Pipe==0x00）SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_CH，0）;
　　if（nrf_Pipe==0x01）SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_CH，40）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_AA，0x3F）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + EN_RXADDR，0x3F）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + SETUP_RETR，0x1a）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_SETUP，0x0f）;
　　SPI_RW_Reg（WRITE_REG + CONFIG，0x0e）;
　　ei（）;
　　nRF24L01_CE=1;
　　}
　　本無线应答装置适用于工厂环境比较嘈杂的场所，实测通讯距离250K传输速率50米，可以外加天线得到更远的传送距离，对比手机、对讲机等通讯工具来说信息传递准确率高，抗噪声能力强，现场只需要提供系统的供电电源，无需其余线缆，结合系统互相校验防错报警功能，可以提供可靠的信息交互，提高现场人员之间的交流质量与效率。
　　参考文献：
　　[1]李学海 .PIC单片机实用教程[M].第一版.北京航空航天大学出版社，2002：69-94，19-52
　　[2]丁锦淘 .PIC单片机速成教程[M].第一版.电子制作杂志社.2004：3
　　[3]彭树生 .PIC单片机原理与接口技术 电子工业出版社 2008.4
　　[4]王玲，孙冬冬 基于无线传输模块NRF24L01的简易智能家居系统设计电子测试