PIC单片机的多机无线通信系统设计

现代通信技术的迅速发展使得许多应用领域都采用无线的通信方式进行数据传输。编解码芯片PT2262、PT2272组成的电路，由于具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，广泛应用于各类的无线遥控器、无线报警器以及玩具等其他小型电器装置。但是，这种电路极少用在多个字节数据的通信方面，具有一定的局限性。本文主要介绍利用433 MHz高频发射模块和接收模块来制作多机无线ASCII码格式的短信通信。该通信方式是在433MHz高频发射模块和接收模块的基础上自己定义无线传输协议，实现任意两机之间的多个字节数据通信。

1 硬件系统设计
本系统主要由PIC16F877A单片机构成控制系统，周围4个模块分别是：按键输入模块、显示输出模块、接收模块和发射模块。系统整体结构框图如图1所示。

1.1 主机电路的设计
由于系统涉及的程序量比较大，所以要求Flash程序存储器的存储量不能太小；对发射和接收的短信进行存储，要用到EEPROM数据存储器模块，EEPROM数据存储器存储的内容掉电时不会丢失；接收解码需要脉宽的捕捉和比较功能，要用到捕捉／比较／脉宽调制CCP模块；发射、接收以及时钟均要用到独立的定时器，所要求的定时器的个数不少于3个。基于设计需要，采用Microchip公司的PIC16F877A芯片作为系统的主控制器。该电路主要由主控芯片、晶体振荡电路和在线仿真接口组成，如图2所示。设计中使用MCLR、RB6、RB7三个接口作为在线仿真接口。

1.2 发射和接收电路的设计
采用433 MHz高频发射和接收模块。433 MHz的高频发射电路在控制脚为高电平时起振并发射等幅高频信号，当控制脚为低电平时停止振荡。因此，可以用控制脚对高频电路完成幅度键控(ASK调制)，相当于调制度为100％的调幅。当接收模块接收到433 MHz的等幅高频信号时，信号脚就输出高电平，否则输出低电平。所以接收信号脚的高低电平变化会与发射控制脚的高低电平变化相对应。多个接收模块可以同时接收到同一个发射模块发射的信号，可以实现一机发送，多机同时接收。图3所示电路是高频433 MHz载波的发射和接收模块。433 MHz的高频发射电路在控制脚B5为高平时，三级管T1导通，T2射级接地起振并发射等幅高频433 MHz的信号；当控制脚B5为低电平时，就停止振荡。因此，可以用控制脚B5对高频电路完成幅度键控(ASK调制)，相当于调制度为100％的调幅。当接收模块接收到433 MHz的等幅高频信号时，信号脚就输出高电平到C2口，若未收到433 MHz的等幅高频信号则输出低电平。所以接收信号脚的高低电平变化会与发射控制脚的高低电平变化相对应。例如给B5引脚输入图4所示的波形，那么在接收模块的C2引脚上也将出现同样的波形。注意，B5和C2的控制信号分别由主控芯片PIC16F877A的RB5和RC2发出。


1.3 液晶外围控制电路的设计
采用诺基亚3310 LCD显示模块。该LCD为84×48点阵的液晶屏，一屏可显示4×7个(12×12点阵)汉字，或6×14个(6×8点阵)英文、数字、标点符号等字符。该液晶显示器轻薄短小、低功耗电量，常用于手机显示。液晶外围电路如图5所示。