PIC單片機的多機無線通信系統(tǒng)設(shè)計

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、成本低等特點，廣泛應(yīng)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(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，實現(xiàn)任意兩機之間的多個字節(jié)數(shù)據(jù)通信。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)主要由PIC16F877A單片機構(gòu)成控制系統(tǒng)，周圍4個模塊分別是：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 主機電路的設(shè)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??；對發(fā)射和接收的短信進行存儲，要用到EEPROM數(shù)據(jù)存儲器模塊，EEPROM數(shù)據(jù)存儲器存儲的內(nèi)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(diào)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(shù)不少于3個。基于設(shè)計需要，采用Microchip公司的PIC16F877A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)計中使用MCLR、RB6、RB7三個接口作為在線仿真接口。

1.2 發(fā)射和接收電路的設(shè)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(dāng)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(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，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(yīng)。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(xiàn)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(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，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，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(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PIC16F877A的RB5和RC2發(fā)出。


1.3 液晶外圍控制電路的設(shè)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(shù)字、標(biāo)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。