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。

　　1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)主要由PICl6F877A單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，周圍4個(gè)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(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(duì)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)。基于設(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。

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

　　1.3 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84×48點(diǎn)陣的液晶屏，一屏可顯示4×7個(gè)（12×12點(diǎn)陣）漢字，或6×14個(gè)（6×8點(diǎn)陣）英文、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)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(duì)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(jí)，12引腳接背光燈電源的控制級(jí)。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(duì)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。

　　2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)在主程序中運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)，使得各個(gè)模塊之間關(guān)系清晰明了。復(fù)位分為兩個(gè)部分，以區(qū)分上電復(fù)位與非上電復(fù)位，上電復(fù)位執(zhí)行上電復(fù)位初始化程序；運(yùn)用散轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)重要數(shù)據(jù)3比2表決，實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)重入；所有控制量（開關(guān)量）和接收數(shù)據(jù)集中處理，提高了處理效率；特殊功能寄存器冗余重置，使整個(gè)系統(tǒng)更穩(wěn)定地工作。主程序總流程如圖6所示。

　　3 通信模塊功能及算法

　　本無線通信協(xié)議模仿OSI分層模型分為以下3層，各層之間相互獨(dú)立，靈活性好，適應(yīng)性強(qiáng)。

　　（1）物理層

　　物理層處于最低層，其任務(wù)是傳送和接收比特流。物理層關(guān)心的問題是：如何表示“1”和“O”；如何排除干擾；傳輸是否在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行等。本設(shè)計(jì)中使用433 MHz高頻發(fā)射模塊和接收模塊作為無線通信橋梁，固定的頻率限制了數(shù)據(jù)傳輸在同一時(shí)刻只能在一個(gè)方向上進(jìn)行，所以兩個(gè)方向上的數(shù)據(jù)傳輸要在交替發(fā)生的情況下才能完成。

　　（2）數(shù)據(jù)鏈路層

　　數(shù)據(jù)鏈路層使用由物理層提供的服務(wù)，并通過添加錯(cuò)誤處理機(jī)制將簡單的數(shù)據(jù)鏈路改造成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，再提供給應(yīng)用層。數(shù)據(jù)鏈路層以碼字為單位傳輸數(shù)據(jù)，每一碼字包括數(shù)據(jù)和必要的校驗(yàn)信息。在此自定義為無線傳輸協(xié)議（Wireless Transmission Protocol,WTP）。