基于nRF24L01的无线门禁控制系统的设计与实现

　　本文基于51单片机和无线数据收发芯片nRF24L01，设计了一种无线门禁控制系统，该系统成本低，方案简单，扩展性好．通过人脸识别上位机系统，能够实时检测和识别来访者身份．如果数据库中包含来访者信息，则步进电机打开门锁，LCD显示来访者信息;否则，步进电机不转动，报警器报警，LCD显示报警信息．

　　1、系统硬件设计 　　1．1、系统结构和功能

　　系统结构主要由PC端软件系统，发送端，无线数据传送模块和接收端组成，系统整体结构如图1．

　　

　　PC端软件主要是检测和识别来访者身份信息，并将信息转换成数据帧形式，通过RS232串口传送给发送端．发送端完成数据帧的加密、无线模块初始化和数据帧的发送．接收端完成数据帧的接收、解密和数据帧的命令响应，并且控制门禁系统．

　　1．2、发送端和接收端硬件设计

　　发送端和接收端采用的控制芯片是STC公司生产的89C52RC单片机，这是新一代高速，低功耗，超强干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟周期，采用11．0592MHz外部晶振起振，工作电压为3．8V～5．5V，DIP40封装，内部集成EEPROM，用户应用程序空间为8K，支持ISP下载程序．

　　除了上述主控芯片外，还要预留必要的功能模块驱动接口，主要包括：nRF24L01无线射频芯片接口，步进电机接口，LCD液晶接口和其他的外部扩展接口．

　　nRF24L01无线射频芯片接口共有8个引脚，分别为GND，VCC，CE，CSN，SCK，MOSI，MISO和IRQ，其中GND为电源地，VCC为3．3V工作电压，IRQ为外部中断引脚，其余为芯片的控制引脚和数据引脚．采用USB供电，电压约为5V，所以需要将5V电压转换成3．3V电压．电源转换电路主要采用AMS1117-3．3芯片，它是一个正向低压降稳压器，具有1%的有效精度，电路设计如图2．

　　

　　图2中AMS1117-3．3芯片VIN引脚接5V电压，VOUT输出3．3V电压．加入CJ3极性电容，用于去除稳压前后电路中的纹波．

　　nRF24L01无线射频芯片的接口电路设计如图3．

　

　　图3中nRF24L01射频模块的CE，SCK，MISO，MOSI，CSN外接1K电阻与单片机P2口连接，IRQ外接1K电阻与单片机外部中断引脚连接，每发送或接收一帧数据后都会触发单片机外部中断．

　　步进电机接口为6引脚，其中VDD为5V电压，GND为电源地，其余为步进电机励磁引脚，分别与单片机P1口连接，由P1口提供励磁脉冲．