基于單片機的多機無線近距離通信系統(tǒng)電路設計

　　現代通信技術的迅速發(fā)展使得許多應用領域都采用無線的通信方式進行數據傳輸。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、成本低等特點，廣泛應用于各類的無線遙控器、無線報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字節(jié)數據的通信方面，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上自己定義無線傳輸協(xié)議，實現任意兩機之間的多個字節(jié)數據通信。

　　主機電路的設計

　　由于系統(tǒng)涉及的程序量比較大，所以要求Flash程序存儲器的存儲量不能太小;對發(fā)射和接收的短信進行存儲，要用到EEPROM數據存儲器模塊，EEPROM數據存儲器存儲的內容掉電時不會丟失;接收解碼需要脈寬的捕捉和比較功能，要用到捕捉/比較/脈寬調制CCP模塊;發(fā)射、接收以及時鐘均要用到獨立的定時器，所要求的定時器的個數不少于3個。基于設計需要，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。設計中使用MCLR、RB6、RB7三個接口作為在線仿真接口。

　　發(fā)射和接收電路的設計

　　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起振并發(fā)射等幅高頻信號，當控制腳為低電平時停止振蕩。因此，可以用控制腳對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制），相當于調制度為100%的調幅。當接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號時，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與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對應。多個接收模塊可以同時接收到同一個發(fā)射模塊發(fā)射的信號，可以實現一機發(fā)送，多機同時接收。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，三級管T1導通，T2射級接地起振并發(fā)射等幅高頻433 MHz的信號;當控制腳B5為低電平時，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調制），相當于調制度為100%的調幅。當接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號時，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與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對應。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計

　　采用諾基亞3310 LCD顯示模塊。該LCD為84×48點陣的液晶屏，一屏可顯示4×7個（12×12點陣）漢字，或6×14個（6×8點陣）英文、數字、標點符號等字符。該液晶顯示器輕薄短小、低功耗電量，常用于手機顯示。液晶外圍電路如圖5所示。

　　本設計中，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引腳為數據/地址選擇端，分別給4引腳高低電平，可以控制單片機對諾基亞3310 LCD寫數據或者寫命令。5引腳為使能端，低電平有效。8引腳為復位端，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。

　　本文闡述的設計方法集編碼和解碼技術、通信協(xié)議技術、抗干擾技術、編輯短信技術、液晶點陣顯示技術于一體。實現任意兩機之間可以互發(fā)70個ASCII碼字符的短信，可以像普通手機一樣編輯短信，機子可以由用戶命名以區(qū)別其他機子，實現一機對一機的通信，也可以用萬能名（“WDX”）實現一機對多機的通信?？梢源鎯σ粭l發(fā)送出去的短信，也可以存儲一條剛接收到的短信和舊的短信。整個系統(tǒng)人機交互界面友好，類似于普通手機系統(tǒng)，有操作提示，易于操作。本設計中采用分層的協(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。