基于單片機(jī)的多機(jī)無線近距離通信系統(tǒng)電路設(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)用于各類的無線遙控器、無線報(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制作多機(jī)無線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。

　　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)量不能太小;對發(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)?；谠O(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。

　　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，當(dāng)控制腳為低電平時(shí)停止振蕩。因此，可以用控制腳對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的等幅高頻信號時(shí)，信號腳就輸出高電平，否則輸出低電平。所以接收信號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，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)，三級管T1導(dǎo)通，T2射級接地起振并發(fā)射等幅高頻433 MHz的信號;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的等幅高頻信號時(shí)，信號腳就輸出高電平到C2口，若未收到433 MHz的等幅高頻信號則輸出低電平。所以接收信號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的控制信號分別由主控芯片PICl6F877A的RB5和RC2發(fā)出。

　　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&TImes;48點(diǎn)陣的液晶屏，一屏可顯示4&TImes;7個(gè)（12&TImes;12點(diǎn)陣）漢字，或6&TImes;14個(gè)（6×8點(diǎn)陣）英文、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號等字符。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，12引腳接背光燈電源的控制級。9、 10引腳為諾基亞3310 LCD自帶的喇叭，此喇叭用單片機(jī)來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)對液晶電源造成影響，蜂鳴器和背燈光由5 V的電源來供電，與液晶電源分開。

　　本文闡述的設(shè)計(jì)方法集編碼和解碼技術(shù)、通信協(xié)議技術(shù)、抗干擾技術(shù)、編輯短信技術(shù)、液晶點(diǎn)陣顯示技術(shù)于一體。實(shí)現(xiàn)任意兩機(jī)之間可以互發(fā)70個(gè)ASCII碼字符的短信，可以像普通手機(jī)一樣編輯短信，機(jī)子可以由用戶命名以區(qū)別其他機(jī)子，實(shí)現(xiàn)一機(jī)對一機(jī)的通信，也可以用萬能名（“WDX”）實(shí)現(xiàn)一機(jī)對多機(jī)的通信?？梢源鎯?chǔ)一條發(fā)送出去的短信，也可以存儲(chǔ)一條剛接收到的短信和舊的短信。整個(gè)系統(tǒng)人機(jī)交互界面友好，類似于普通手機(jī)系統(tǒng)，有操作提示，易于操作。本設(shè)計(jì)中采用分層的協(xié)議可以很容易地把無線通信模塊用其他性能更好的無線模塊替換。