基于nRF2401的无线LED点阵显示系统的设计

摘要：提出了一种基于nRF2401的 LED点阵信息显示系统的设计方法和电路。系统使用STC89C52RC和STC89C516RD单片机作为控制器，采用nRF2401进行数据无线传输，外部存储器使用M25P80进行存储。实验结果表明，该系统能够实现点阵信息无线传输和稳定显示，具有较高的性价比和良好的控制性能。

关键词：nRF2401 LED点阵 无线传输

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0048-02

1、引言

传统的LED显示屏的信息输入通常通过数据线与电脑直接连接来进行,并且只能固定地显示控制器内存储的信息，如果需要新的信息只能通过电脑联机来更新信息，对LED屏位置作调整时必须进行重新布线，因此传统LED显示屏不能满足远程信息实时的需求。本文提出设计一种基于nRF2401的无线LED点阵显示系统，将待显示的字符通过无线传输的方式发送到LED点阵显示屏进行显示，增强了点阵显示屏信息的灵活性、实时性和便携性。

2、总体设计

系统总体设计框图如图1所示。

上位机软件将用户输入信息进行字模转化后，通过RS-232串口传输发送控制模块，通过SPI接口连接无线发射模块，连接无线发射模块。无线发送模块进行FSK调制产生2.4GHZ的射频信号，通过天线将数据发出，无线接收模块接收射频信号进行解调，无线接收模块通过SPI接口连接接收显示控制模块，接收显示控制模块通过SPI接口连接外部存储器，并控制LED显示模块进行显示。

3、系统硬件设计

3.1 无线发送与接收电路

发送端模块的核心是一片STCT89C52RC单片机，单片机接收上位机发送的数据，并通过位于上位的nRF2401送给位于下位的nRF2401。nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置，内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块。接收控制电路的核心是一片STC89C516RD+单片机，接收端使用的是与发送端相同型号的无线射频接收芯片。

3.2 外部存储器电路

系统外部存储器电路图如图2所示。系统外部存储器采用意法半导体公司的M25P80闪存，M25P80闪存容量为8Mbit，具有先进的写保护机制，支持速度高达50MHz的SPI兼容总线的存取操作。工作电压范围2.7～3.6V,工作温度范围-40～+85℃，M25P80的读写通过SPI接口来实现。

3.3 LED点阵显示屏电路

LED显示模块主要是由一块80列16行的LED点阵组成。列数据使用单片机的串口发出并通过10块74hc164移位寄存器送给各列，行扫描信号使用单片机的IO口输出，使用两片74LS273锁存行扫描信号、两个或门进行片选、两片ULN2803用以增大IO口的带负载能力。

4、软件设计

软件包括下位机和上位机软件两个部分。上位机软件完成点阵字模的转换和字模编码的发送，采用VC++6.0编写。下位机软件完成字模编码的接收，无线传输，存储和LED点阵的控制与显示，采用C语言编写。上位机软件界面如图3所示。

5、结语

提出了一种基于nRF2401的 LED点阵信息显示系统的设计方法和电路。系统具有体积小、功耗低、实时性好，便携于携带等特点。实验结果表明该系统能够实现点阵信息无线传输和稳定显示，具有较高的性价比，良好的控制性能和较高的应用价值。

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