- PIC单片机的多机无线通信系统设计

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。

本设计中，诺基亚3310 LCD用3 V的电压供电。其中，1引脚是电源脚，6引脚接地线，2引脚为SCLK，3引脚为SDIN。4引脚为数据／地址选择端，分别给4引脚高低电平，可以控制单片机对诺基亚3310 LCD写数据或者写命令。5引脚为使能端，低电平有效。8引脚为复位端，低电平有效。11引脚接背光灯电源的正级，12引脚接背光灯电源的控制级。9、10引脚为诺基亚3310 LCD自带的喇叭，此喇叭用单片机来控制的声音效果并不理想，所以改用直流自带振荡蜂鸣器。为了避免蜂鸣器和背灯光工作时对液晶电源造成影响，蜂鸣器和背灯光由5 V的电源来供电，与液晶电源分开。
2 软件系统设计   
    本系统在主程序中运用模块化结构，使得各个模块之间关系清晰明了。复位分为两个部分，以区分上电复位与非上电复位，上电复位执行上电复位初始化程序；运用散转结构，再根据重要数据3比2表决，实现无扰动重入；所有控制量(开关量)和接收数据集中处理，提高了处理效率；特殊功能寄存器冗余重置，使整个系统更稳定地工作。
3 通信模块功能及算法
    本无线通信协议模仿OSI分层模型分为以下3层，各层之间相互独立，灵活性好，适应性强。
    (1)物理层
    物理层处于最低层，其任务是传送和接收比特流。物理层关心的问题是：如何表示“1”和“O”；如何排除干扰；传输是否在两个方向上同时进行等。本设计中使用433 MHz高频发射模块和接收模块作为无线通信桥梁，固定的频率限制了数据传输在同一时刻只能在一个方向上进行，所以两个方向上的数据传输要在交替发生的情况下才能完成。
    (2)数据链路层
    数据链路层使用由物理层提供的服务，并通过添加错误处理机制将简单的数据链路改造成可靠的数据链路，再提供给应用层。数据链路层以码字为单位传输数据，每一码字包括数据和必要的校验信息。在此自定义为无线传输协议(Wireless Transmission Protocol，WTP)。
    (3)应用层
    应用层处于最高层，它为应用进程提供了接入点，直接为用户的应用进程提供服务。在此自定义为短信通信协议(Message Communication Protocol，MCP)。
3.1 定时器T2中断模块
    中断处理采用片内CCPI中断捕捉方式，对外部接口引脚CCP上输入的脉冲信号上升沿或下降沿进行实时捕捉检测。借助于这个强大的边沿捕捉功能，很容易对信号的高电平时间进行检测，从而实现对WTP解读功能。中断服务程序流程如图7所示。

 

在解读WTP过程中只要判断出同步码，就对这一码字进行初始化，把脉冲个数计数器清O；然后每捕捉到一个高电平，脉冲个数计数器就加1并保存记录该脉冲。捕捉到一个高电平后，若高电平时间宽度为409．6～819．2μs，就认为是窄脉冲；高电平时间宽度为819．2～1 228．8μs，就认为是宽脉冲；若高电平时间宽度小于409．6μs或大于1 228．8μs，则认为该脉冲为干扰信号，当低电平时间宽度大于819．2μs时也认为是干扰信号。收到干扰信号后将脉冲个数计数器清0，并把正在接收的码字丢弃处理。当接收到25个脉冲后对前面16个脉冲进行处理，若每个位码不是由一个窄脉冲和一个宽脉冲组成的，就认为接收正常。接收正常后，通过一个接收到数据的标志位反馈到MCP(短信通信协议)上处理，通信协议会根据该标志位到接收缓存中取刚刚接收到的数值。
    一个字节的数据波形如图8所示。根据无线传输协议定义，发送的一个完整的码字由数据码、校验码、同步码组成(图中用虚线隔开这3个部分)。数据码和校验码都用宽度不同的脉冲来表示，2个窄脉冲表示“0”，2个宽脉冲表示“1”。每组字码之间有同步码隔开，同步码用一个窄脉冲和一个比较宽的低电平表示。一个字码由8位数据码、4位校验码和1个窄脉冲组成。若每个位码用2个脉冲来代表，则一个码字就是由25个脉冲组成。无线传输协议定义窄脉冲时间宽度为739．2μs，宽脉冲时间宽度为1 156．8μs，而脉冲之间的低电平时间统一为331．2μs，同步码的低电平时间宽度为5 ms。
    图8表示发送～个十六进制数“57H”，ASCII码的“57H”表示字符“W”。图中前16个脉冲表示“57H”的数据码，二进制表示为“B01010111”；中间8个脉冲表示校验码，在该协议中校验码固定定义为半个字节的“AH”，二进制表示为“B1010”；同步码则为一个时间宽度为739．2μS的窄脉冲和一个时间宽度为5 ms的低电平。