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PC机与单片机之间的双工通信设计

单片微型谋略机简称单片机,它是将中央处置惩罚器(CPU)、存储器RAMROM)、准时/计数器和各类接口电路都集成到一块集成电路芯片上的微型谋略机。跟着谋略机技巧尤其是单片机技巧的成长,人们已越来越多地采纳单片机来对一些工业节制系统中如温度、湿度等参数进行检测和节制。PC机具有强大年夜的监控和治理功能,而单片机则具有快速及机动的节制特征,经由过程PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通信,是许多测控系统中常用的一种通信办理规划。是以若何实现PC机与单片机之间的通信具有异常紧张的现实意义。针对一些远间隔节制或者是危险性对照高的数据采集和节制的利用环境,本文主要先容一种用双工要领实现PC机与单片机之间的串行通信。

1 设计规划

为了经由过程串口实现PC机与单片机间的双工通信,可有如下设计规划。

(1)设计规整洁:有线传输

此规划是指PC机与单片机之间经由过程电缆线传输数据。有线传输的上风是机能对照稳定,调试简单,而不够之处在于它的利用范围不敷广、机能不敷好,而且传输间隔受限,这样就大年夜大年夜影响了系统的利用范围。

(2)设计规划二:无线传输

此规划是指PC机与单片机经由过程无线信道传输数据。无线传输的最大年夜上风是利用范围广,受间隔约束较小,在必然范围内可以不用斟酌间隔问题,还可以利用在一些高温、危险的场合。

是以,本文选用无线传输规划经由过程串口来实现PC机与单片机之间的双工通信。无线传输可以用不合的要领来实现,常用的有红外要领、蓝牙要领,其他的还有射频收发芯片如CC1100,PT2262/2272芯片等。

红外通信是使用950nm近红外波段的红外线作为通报信息的载体,经由过程红外光在空中的传播来通报信息,由红外发射器和接管器实现。发射端将二进制数字旌旗灯号调制成某一频率的脉冲序列,经电光转换电路,驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。接管端将接管到的光脉冲转换成电旌旗灯号,再经解调和译码后规复出原二进制数字旌旗灯号。其最大年夜优点是:不易被人发明和截获,保密性强;险些不会受到电气、天电、工资滋扰,抗滋扰性强。此外,红外线通信机体积小、重量轻、布局简单、价格低廉。不够之处在于它必须在视距内通信,且传播受气象的影响。

CCll00是一种低资源真正单片的UHF收发器,为低功耗无线利用而设计。CCll00构建高机能射频无线数据传输技巧规划利用无线通讯模块采纳透明模式进行通讯,即所收即所发,具有通讯间隔远、低功耗、接口机动等优点,应用者无需编码和节制。CCll00通信间隔(视距)大年夜于300m,而且能隔墙遥控,操作方便。

综合上述阐发,本文先容的是采纳CCll00收发器经由过程串口来实现PC机与单片机之间的双工无线通信

2 硬件设计

2.1 总体框图

此双工无线通信系统的总体框图如图1所示。因为此系统可实现双工通信,是以它可分为两个通信历程:PC机(上位机)经由过程上位机法度榜样界面发送数据给单片机,并送给液晶屏显示响应的数据;键盘输入数据传给单片机,接着发送给PC机,并在PC机上位机法度榜样界面上显示出来。

2.2 实现电路图

对应于上述框图的电路什物图如图2所示。其阁下两个电路分手对应上述框图中的阁下两个部分。总体来说,它包括电平转换电路、单片机处置惩罚部分、无线收发部分(CCll00收发器 )、液晶显示模块和键盘输入模块五个部分。

(1)电平转换电路

PC机的串行口采纳的是标准的RS 232接口,单片机的串行口电平是FTL电平,而TTL电平特点与RS 232的电气特点不匹配,是以为了使单片机的串行口能与RS 232接口通信,必须将串行口的输入/输出电平进行转换。平日用MAX232芯片来完成电平转换。

(2)单片机部分

单片机部分包括单片机、复位电路和时钟电路。它将串口送过来的数据传输给CC1100收发器,或者将CCll00收发器传送过来的数据经由过程串口给PC机。单片机的复位电路和时钟电路是单片机事情所必需的。

(3)无线收发部分

无线收发部分由CC1100收发器组成,它将接管到的数据经由过程天线发射出去或从天线接管发送过来的数据。

(4)液晶显示模块

此处选用LCDl602液晶模块,其内部的字符发生存储器已经存储了160个不合的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英翰墨母的大年夜小写、常用的符号和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码。

(5)键盘输入模块

在键盘中按键数量较多时,为了削减I/O口的占用,平日将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是经由过程一个按键加以连接。这样,一个端口(如P1口)就可以构成4×4=16个按键,比之直接将端口用于键盘多出了一倍。由此可见,在必要的键数对照多时,采纳矩阵法来做键盘是对照好的。矩阵式键盘的按键识别措施为行扫描法。此处选用4×4的矩阵键盘来输入O~9的数字和a~f的字母。

3 软件设计

本系统的软件设计方面包括上位机法度榜样和单片机法度榜样的设计。上位机法度榜样要实现的功能是在电脑上显示一个操作界面,它可代替串口调试对象。

3.1 上位机法度榜样

上位机法度榜样可以用VB,VC++等说话来编程,但本规划采纳对照方便的C#来编程实现,其流程图如图3所示。

3.2 单片机法度榜样

单片机法度榜样主要包括主法度榜样、单片机发送子法度榜样、单片机接管子法度榜样、液晶显示子法度榜样、键盘输入子法度榜样五部分,均采纳C说话进行模块化编程。因为篇幅缘故原由,下面只给出了单片机发送子法度榜样和接管子法度榜样,如图4,图5所示。

4 测试结果

测试时,连接好硬件打开串行口COM1,并设波特率为9600b/s.单片机发送字符串“675”给PC机,其液晶显示如图6所示,响应的PC机界面显示如图7所示。PC机发送“69asd”给单片机,液晶屏上即可接管到“69asd”,如图8,图9所示。测试结果阐明:基于串行口的PC机与单片机之间的双工无线通信是切实可行的,而且无线传输的间隔至少可达到100m.

5 结语

采纳CCll00收发器经由过程串口实现了PC机与单片机之间的双工无线通信。此系统可利用到一些远间隔节制或者是危险性对照高的数据采集和节制的场合,用于采集温度、湿度等参数,还可扩展到无线传感器收集领域,实现诸如无线抄表、智能家居等系统。

滥觞;21ic

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