如何使用433 MHz RF模塊和AVR微控制器構建無線項目

使我們的項目無線化總是讓它看起來很酷，并擴展了可以控制的范圍。從使用普通紅外 LED 進行短距離無線控制到 ESP8266 進行全球 HTTP 控制，有很多方法可以無線控制某些東西。在本項目中，我們將學習如何使用 433 MHz RF 模塊和 AVR 微控制器構建無線項目。

在這個項目中，我們做以下事情：-

我們將 Atmega8 用于射頻發(fā)射器，將Atmega8用于射頻接收器部分。

我們將 LED 和按鈕與 Atmega8 微控制器連接。

在發(fā)射器方面，我們將按鈕與Atmega連接并傳輸數據。在接收器側，我們將無線接收數據并在LED上顯示輸出。

我們使用編碼器和解碼器IC來傳輸4位數據。

接收頻率為433Mhz，使用市場上廉價的RF TX-RX模塊。

所需組件

Atmega8 AVR 微控制器 （2）

USBASP 編程器

10 針 FRC 電纜

面包板 （2）

發(fā)光二極管 （2）

按鈕 （1）

HT12D 和 HT12E 對

射頻模塊

電阻器 （10k，47k，1M）

跳線

5V電源

使用的軟件

我們使用CodeVisionAVR軟件編寫代碼，使用SinaProg軟件使用USBASP程序員將代碼上傳到Atmega8。

在介紹原理圖和代碼之前，讓我們先了解RF模塊與編碼器-解碼器IC的工作原理。

433MHz 射頻發(fā)射器和接收器模塊

這些是我們在項目中使用的發(fā)射器和接收器模塊。它是433 MHz最便宜的模塊，這些模塊在一個通道中接受串行數據。

如果我們看到模塊的規(guī)格，變送器的額定工作電壓為3.5-12V，發(fā)射距離為20-200米。它確實以433 MHz 頻率的 AM（音頻調制）協(xié)議傳輸。我們可以以 4KB/S 的速度以 10mW 的功率傳輸數據。

在上圖中，我們可以看到發(fā)射器模塊的引腳。從左到右，引腳是VCC，DATA和GND。我們還可以添加天線并將其焊接在上圖中表示的點上。

對于接收器規(guī)格，接收器的額定電壓為5V 直流，靜態(tài)電流為 4MA作為輸入。接收頻率為433.92 MHz，靈敏度為-105DB。

在上圖中，我們可以看到接收器模塊的引腳。四個引腳從左到右依次為VCC、數據、數據和GND。中間的兩個引腳在內部連接。我們可以使用任何一個或兩個。但是，最好同時使用兩者來降低噪聲耦合。

此外，數據表中沒有提到一件事，模塊中間的可變電感或POT用于頻率校準。如果我們無法接收傳輸的數據，則發(fā)射和接收頻率可能不匹配。這是一個射頻電路，我們需要將發(fā)射器調諧到完美的發(fā)射頻率點。此外，與發(fā)射器相同，該模塊也有一個天線端口;我們可以以線圈形式焊接焊絲，以獲得更長的接收時間。

傳輸范圍取決于提供給發(fā)射器的電壓和兩側天線的長度。對于這個特定的項目，我們沒有使用外部天線，而是在發(fā)射器側使用了5V。我們檢查了5米的距離，效果很好。

電路圖

射頻發(fā)射器側電路圖

引腳 D7 的 atmega8 -> 引腳 13 HT12E

引腳 D6 的 atmega8 -> 引腳 12 HT12E

atmega8 的引腳 D5 -> 引腳 11 HT12E

引腳 D4 的 atmega8 -> 引腳 10 HT12E

按鈕固定 Atmega 的 B0。

HT12E 引腳 15 和 16 之間的 1M 歐姆電阻。

HT12E 的引腳 17 連接到射頻發(fā)射器模塊的數據引腳。

HT12E 至 5V 的引腳 18。

HT12E 的 GND 引腳 1-9 和引腳 14 以及 Atmega 的引腳 8。

射頻接收器側電路圖

atmega8 的引腳 D7 -> 引腳 13 HT12D

引腳 D6 的 atmega8 -> 引腳 12 HT12D

引腳 D5 的 atmega8 -> 引腳 11 HT12D

引腳 D4 的 atmega8 -> 引腳 10 HT12d

LED 連接到 Atmega 的引腳 B0。

HT12D的引腳14到射頻接收器模塊的數據引腳。

HT12D 引腳 15 和 16 之間的 47Kohm 電阻。

HT12D 的 GND 引腳 1-9 和 Atmega 的引腳 8。

LED 連接到 HT12D 的引腳 17。

5V 至 Atmega 的引腳 7 和 HT12D 的引腳 18。

使用 CodeVision 為 Atmega 8 創(chuàng)建項目

安裝這些軟件后，請按照以下步驟創(chuàng)建項目并編寫代碼：

第 1 步。打開 CodeVision 單擊“文件 -> 新建”-> 項目。將出現(xiàn)確認對話框。點擊是

第 2 步。代碼向導將打開。單擊第一個選項，即 AT90，然后單擊確定。

第 3 步。選擇您的微控制器芯片，在這里我們將采用如圖所示的Atmega8。

第 4 步：-單擊端口。在變送器部分，按鈕是我們的輸入，輸出4條數據線。因此，我們必須初始化 Atmega 的 4 個引腳作為輸出。單擊端口 D.通過單擊使位 7、6、5 和 4 輸出。

第 5 步：-單擊程序 - >生成，保存并退出。現(xiàn)在，我們一半以上的工作已經完成

第 6 步：-在桌面上創(chuàng)建一個新文件夾，以便我們的文件保留在文件夾中，否則它將分散在整個桌面窗口中。根據需要命名您的文件夾，我建議使用相同的名稱來保存程序文件。

我們將有一個接一個的三個對話框來保存文件。對保存第一個對話框后將出現(xiàn)的其他兩個對話框執(zhí)行相同的操作。

現(xiàn)在，您的工作區(qū)如下所示。

我們的大部分工作都是在向導的幫助下完成的。現(xiàn)在，我們只需要為發(fā)射器和接收器部分編寫幾行代碼，就是這樣......

按照相同的步驟為接收器部分創(chuàng)建文件。在接收器部分，只有 Led 是我們的輸出，因此使端口 B0 位輸出。

代碼和解釋

我們將編寫使用 RF 無線切換 LED的代碼。本文末尾給出了發(fā)射器和接收器側的 Atmega 的完整代碼。

射頻發(fā)射器的 Atmega8 代碼：

首先包含delay.h頭文件以在我們的代碼中使用 delay。

#include

#include

void main(void)

{

現(xiàn)在，來到代碼的最后一行，您將在其中找到一個 while循環(huán)。我們的主代碼將在此循環(huán)中。

在 While 循環(huán)中，我們將在按下按鈕時將0x10字節(jié)發(fā)送到 PORTD，并在未按下按鈕時發(fā)送0x20。您可以使用任何值進行發(fā)送。

while (1)

{

if(PINB.0 == 1) {

PORTD = 0x10;

}

if(PINB.0 == 0) {

PORTD = 0x20;

}

}

}

射頻接收器的Atmega代碼

首先在 void main 函數上方聲明變量，用于存儲來自 RF 模塊的傳入字符。

#include

#include

#include

unsigned char byte = 0;

void main(void) {

現(xiàn)在來到while循環(huán)。在此循環(huán)中，將傳入字節(jié)存儲到 char 變量字節(jié)，并檢查傳入字節(jié)是否與我們在發(fā)射器部分中寫入的字節(jié)相同。如果字節(jié)相同，請將端口 B.0設置為高電平，而不是使用 PORTB.0 來切換 LED。

while (1)

{

byte = PIND;

if(PIND.7==0 && PIND.6==0 && PIND.5==0 && PIND.4==1)

{

PORTB.0 = ~PORTB.0;

delay_ms(1000);

} } }

構建項目

我們的代碼完成了?，F(xiàn)在，我們必須構建我們的項目。單擊“構建項目”圖標，如下所示。

構建項目后，將在調試> Exe文件夾中生成一個十六進制文件，該文件可以在您之前為保存項目而創(chuàng)建的文件夾中找到。我們將使用此十六進制文件通過Sinaprog軟件上傳到Atmega8中。

將代碼上傳到 Atmega8

根據給定的圖表連接電路以編程Atmega8。將FRC電纜的一端連接到USBASP編程器，另一端將連接到微控制器的SPI引腳，如下所述：

FRC 母連接器引腳 1 -> 引腳 17，Atmega8 的 MOSI

引腳 2 連接到 atmega8 的 Vcc，即引腳 7

引腳 5 連接到 atmega8 的復位，即引腳 1

引腳 7 連接到 atmega8 的 SCK，即引腳 19

引腳 9 連接到 atmega8 的 MISO，即引腳 18

引腳 8 連接到 atmega8 的 GND，即引腳 8

按照電路圖連接試驗板上的其余組件，然后打開Sinaprog。

我們將使用Sinaprog上傳上面生成的十六進制文件，因此打開它并從設備下拉菜單中選擇 Atmega8。從調試> Exe 文件夾中選擇十六進制文件，如下所示。

現(xiàn)在，單擊程序。

您已完成，您的微控制器已編程。使用相同的步驟在接收器側對另一個Atmega進行編程。

Code for Transmitter Part:


#include

#include

void main(void)

{

DDRB=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=0

PORTB=(0<

// Port C initialization

// Function: Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRC=(1<
// State: Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTC=(0<

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRD=(1<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTD=(0<
while (1)

{

if(PINB.0 == 1) {

PORTD = 0x10;

}

if(PINB.0 == 0) {

PORTD = 0x20;

}

}

}


Code for Receiver Part:


#include

#include

// Declare your global variables here

unsigned char byte = 0;

unsigned char lightON = 0;//light status

int LED_status = 0;

void main(void)

{

// Input/Output Ports initialization

// Port B initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=Out Bit0=Out

DDRB=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=0 Bit0=0

PORTB=(0<
// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRD=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTD=(0<
while (1)

{

byte = PIND;

if(PIND.7==0 && PIND.6==0 && PIND.5==0 && PIND.4==1 && LED_status==0)

{

PORTB.0 = ~PORTB.0;

delay_ms(1000);

}

}

}