單片機(jī)的多機(jī)無(wú)線短信通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代通信技術(shù)的迅速發(fā)展使得許多應(yīng)用領(lǐng)域都采用無(wú)線的通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。編解碼芯片PT2262、PT2272組成的電路，由于具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類的無(wú)線遙控器、無(wú)線報(bào)警器以及玩具等其他小型電器裝置。但是，這種電路極少用在多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的通信方面，具有一定的局限性。本文主要介紹利用433 MHz高頻發(fā)射模塊和接收模塊來(lái)制作多機(jī)無(wú)線ASCII碼格式的短信通信。該通信方式是在433MHz高頻發(fā)射模塊和接收模塊的基礎(chǔ)上自己定義無(wú)線傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)任意兩機(jī)之間的多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)通信。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由PICl6F877A單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，周圍4個(gè)模塊分別是：按鍵輸入模塊、顯示輸出模塊、接收模塊和發(fā)射模塊。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1．1 主機(jī)電路的設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)涉及的程序量比較大，所以要求Flash程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)量不能太��；對(duì)發(fā)射和接收的短信進(jìn)行存儲(chǔ)，要用到EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的內(nèi)容掉電時(shí)不會(huì)丟失；接收解碼需要脈寬的捕捉和比較功能，要用到捕捉／比較／脈寬調(diào)制CCP模塊；發(fā)射、接收以及時(shí)鐘均要用到獨(dú)立的定時(shí)器，所要求的定時(shí)器的個(gè)數(shù)不少于3個(gè)�；�于設(shè)計(jì)需要，采用Microchip公司的PICl6F877A芯片作為系統(tǒng)的主控制器。該電路主要由主控芯片、晶體振蕩電路和在線仿真接口組成，如圖2所示。設(shè)計(jì)中使用MCLR、RB6、RB7三個(gè)接口作為在線仿真接口。

1．2 發(fā)射和接收電路的設(shè)計(jì)

采用433 MHz高頻發(fā)射和接收模塊。433 MHz的高頻發(fā)射電路在控制腳為高電平時(shí)起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)控制腳為低電平時(shí)停止振蕩。因此，可以用控制腳對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ASK調(diào)制)，相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。當(dāng)接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號(hào)時(shí)，信號(hào)腳就輸出高電平，否則輸出低電平。所以接收信號(hào)腳的高低電平變化會(huì)與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對(duì)應(yīng)。多個(gè)接收模塊可以同時(shí)接收到同一個(gè)發(fā)射模塊發(fā)射的信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)發(fā)送，多機(jī)同時(shí)接收。圖3所示電路是高頻433 MHz載波的發(fā)射和接收模塊。433 MHz的高頻發(fā)射電路在控制腳B5為高平時(shí)，三級(jí)管T1導(dǎo)通，T2射級(jí)接地起振并發(fā)射等幅高頻433 MHz的信號(hào)；當(dāng)控制腳B5為低電平時(shí)，就停止振蕩。因此，可以用控制腳B5對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ASK調(diào)制)，相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。當(dāng)接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號(hào)時(shí)，信號(hào)腳就輸出高電平到C2口，若未收到433 MHz的等幅高頻信號(hào)則輸出低電平。所以接收信號(hào)腳的高低電平變化會(huì)與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對(duì)應(yīng)。例如給B5引腳輸入圖4所示的波形，那么在接收模塊的C2引腳上也將出現(xiàn)同樣的波形。注意，B5和C2的控制信號(hào)分別由主控芯片PICl6F877A的RB5和RC2發(fā)出。

1．3 液晶外圍控制電路的設(shè)計(jì)

采用諾基亞3310 LCD顯示模塊。該LCD為84×48點(diǎn)陣的液晶屏，一屏可顯示4×7個(gè)(12×12點(diǎn)陣)漢字，或6×14個(gè)(6×8點(diǎn)陣)英文、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等字符。該液晶顯示器輕薄短小、低功耗電量，常用于手機(jī)顯示。液晶外圍電路如圖5所示。

本設(shè)計(jì)中，諾基亞33lO LCD用3 V的電壓供電。其中，1引腳是電源腳，6引腳接地線，2引腳為SCLK，3引腳為SDIN。4引腳為數(shù)據(jù)／地址選擇端，分別給4引腳高低電平，可以控制單片機(jī)對(duì)諾基亞3310 LCD寫數(shù)據(jù)或者寫命令。5引腳為使能端，低電平有效。8引腳為復(fù)位端，低電平有效。11引腳接背光燈電源的正級(jí)，12引腳接背光燈電源的控制級(jí)。9、10引腳為諾基亞3310 LCD自帶的喇叭，此喇叭用單片機(jī)來(lái)控制的聲音效果并不理想，所以改用直流自帶振蕩蜂鳴器。為了避免蜂鳴器和背燈光工作時(shí)對(duì)液晶電源造成影響，蜂鳴器和背燈光由5 V的電源來(lái)供電，與液晶電源分開(kāi)。

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)   

本系統(tǒng)在主程序中運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)，使得各個(gè)模塊之間關(guān)系清晰明了。復(fù)位分為兩個(gè)部分，以區(qū)分上電復(fù)位與非上電復(fù)位，上電復(fù)位執(zhí)行上電復(fù)位初始化程序；運(yùn)用散轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)重要數(shù)據(jù)3比2表決，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)重入；所有控制量(開(kāi)關(guān)量)和接收數(shù)據(jù)集中處理，提高了處理效率；特殊功能寄存器冗余重置，使整個(gè)系統(tǒng)更穩(wěn)定地工作。主程序總流程如圖6所示。