无线通信协议编写

1、单片机无线通信模块开发与应用五好久没发贴了，这场病病得不轻啊，不过病早好了，这次延误是因为 在北京接了个工程，而且正好是关于这套系统的应用，所以干脆就拖了 一段时间.说正题了 .前面那么多贴子只是一些外围的制作和设计，但没有外 围的建设怎么能做出好东西呢？呵呵，这次给大家发点正经东西，相信 这就是大伙儿最关心的局部-通信协议，其实也不能称其为协议，只能 叫做射频编码，为了便于理解起见才叫它通信协议的，大家心里清楚这 点就行了，免得说我混淆视听.通信协议分成硬件层和软件层，硬件层， 即数据的电信号表示方法，而软件层,指的是数据包的处理.由于软件 层定义很广，且跟应用场合相关，不同的应用可能使用完

2、全不同的协 议，所以这里就只说说如何传输数据包吧.相信大家都有这能力进行下 一步的扩展.我也会在今后的贴子里给出一些应用的实例，以供参考.我看到论坛上有些朋友之前也做过无线模块的应用，却不成功，例 如明浩提过他做的232无线模块，干扰很大，通信不能进行.为什么会 这样呢？要解释这问题，先要说说无线模块的结构和特性：发射:无线模块使用一个三级管进行射频发射，从说明书上可看到, 当连续发送时间高于5毫秒时，发射效率会降低.接收:超再生电路.超再生电路有一个特性，即在没有信号时会收到 大量的白噪声，接收模块已经对该噪声进行了处理，白噪声被大幅度削 弱了，但是，这并不是说噪声就完全消除了 ，事实上,当

3、信号源停止发射 后几毫秒，噪声会再次出现，也就是所谓的零电平干扰，根据说明书的 提示,这段时间大约为5毫秒.别外,说明书上也指出，信号发射的宽度不应小于0.08毫秒，占空 比也不能太大，否那么很容易受到干扰.从上面的资料，我们可以很轻易地分析出干扰来源.根据资料，我们可以得出一个大概的设计原那么：1.占空比有限制，我们人为限制到1:4之内.2.发射时间小于3毫秒.3.两次发射的间隔小于3毫秒.4.正式发射信号前要使用前导信号，以消除零电平干扰.根据上面几点，我参考红外信号算法，写出了发送一字节的算法：1.上下信号电平交替使用，与实际被发送数据的电平值无关，而发 送宽度及两次发送的间隔宽度，与被

4、发送数据的电平值相关，对应关系 在后面作出描述.2.以宽度为0.6毫秒的宽度表示位低电平3.以宽度为1.2毫秒的宽度表示位高电平4.以宽度为1.8毫秒的宽度表示数据正文的发送与结束.以下给出流程：1.从零电平开始，交替发送/停止宽度为0.6毫秒的信号，数量为单 数个，最少要有2个,发送完后信号电平白然回到高电平，这里，我称该 组信号为前导信号，用来去除零电平干扰.前导信号的第一个信号 很可能会丧失，但其设计目的本来就是用来丧失的，所以无须关心接收 方实际收到的数量，该信号在接收方接收时只要收到一个即可.2.发送一个宽脉冲，作为数据引导，指示下一个信号将是数据正文.由于有前导信号保护，该信号不会

5、丧失.3.发送数据正文的各个位，低位在前，从bit0开始,位的值为0时发 送0.6毫秒信号，值为1时发送1.2毫秒脉冲.这里要再次说明，所谓 发送信号,并不等于发送射频信号，关闭射频同样是发送信号.4.发送一个宽脉冲，作为结束信号，表示数据发送完毕，脉冲结束后 射频信号正好白然转为停止发送，即零电平.上面的文字说明有点复杂，下面给出图示，图示中的字节数据值为 十六进制数A6,图中高电平时为发送射频信号：|-|_|-|_|-|-|_|-|_|-|_|-|_|-|A B C DE FA:无关信号，可能为任何电平值.此时数据还未开始发送，不关心 其电平为何值.B:前导信号，交替发送/静默0.6毫秒.

6、C:引导信号，静默1.8毫秒.D:一字节数据正文， 用发送/静默0.6毫秒表示0,发送/静默0.6毫 秒1.2毫秒表示1.E:结束信号，发送射频1.8毫秒.F:无关信号，可能为任何电平值.此时数据已经发送完毕，不关心 其电平为何值.看图是不是清楚多了 ？如果还不懂，那我也没方法了 .接下来是一个写好的例子，发送和接收例程都有，一次发送或接收24个字节定长数据包.程序使用了并行工作机制，发送和接收可同时 进行，但由于发送与接收共用同一个内存块作缓冲区，所以应用时不能 时调用，有兴趣的可以白已改改程序，使用独立的缓冲区，这样就可以 同时发送和接收了，但我个人认为意义不大，因为收到的数据就是白已 发

7、的数据，没什么实际用处.晶振采用22.1184M,串口通信速率115200bps如果使用11.059M,232串口通信速率要改成57600.MCU端源代码下载:/202.103.67.224/shaoshan/mu/mcu/rftest1.rarPC端源代码下载:/202.103.67.224/shaoshan/mu/mcu/scommtest.rarPC端代码默认端口是COM4,白已改改吧，改成你要的就行了，具 体怎么改，去上一讲里面找.由于单片机的内存限制，数据包不能做得太大，同时，长数据包比短 数据包的受干扰机率更大，所以,24字节是一个比拟实用的值.经测试， 发送接收全部不用天线，发射

8、电压为5V时，传输距离5米，如果加上25公分天线，传个几十米不成问题，想要更远那么要提高发射电压了 ，电压 上限为12V,理论上应该有300米，由于我白已的应用场合是家用，所以 没测试过，不知道实际有多远.使用例子的时候注意一下，测试程序main()的发送与接收是用条 件编译分开的，下面的代码中已有说明.发送与接收要单独编译和烧 片，要两套硬件才能完成测试.在正式应用中，应注意一点：收发程序都 并非退出后就有数据的，一定要重复调用，直到满足特定条件.并且，每 两次调用的时间间隔不能超过50微秒， 否那么会丧失数据.为什么要将 程序写成这样？是因为，写成这样子，我们就可以在发送和接发数据的 同时

9、作一些别的事情，例如键盘扫描，红外发送接收，LED数码管驱动等.#if 1测试时,发送方写稍？1接收改成#if 0正式应用的话，请将程序插入你白已的应用中，收发不能同时 执行.调用格式：/ while(w_send_step 6 + W_BUF_LEN * 8)(/ w_send();/这里可写些别的代码，例如键盘扫描，LED驱动等，但时间 不能超过50uS/ / while(w_recv_step = 3 + W_BUF_LEN * 8)/ w_recv();/这里可写些别的代码，例如键盘扫描，LED驱动等，但时间 不能超过50uS/ if(send_over)(for(i=0; iW_BU

10、F_LEN; i+) w_buf = out_data+;START_SEND();w_send();#elsew_recv();if(recv_over)for(i=0; i4; i+)serial_out(w_buf);START_RECV();#endif测试应注意，例子中用到了串口调试，用于显示接收到的数据，所以 得做一个上一节所讲的串口通信线才行，不然看不到效果.再次说明， 晶振采用22.1184M,串口通信速率115200bps如果使用11.059M,232串口通信速率要改成57600.另外，每次接收到的数据只输出了头4个，不要以为是每次只收到 了4个字节，因为输出例程没有使用并行工作机制，一次输出24个字 节的数据会占用大量时间，使射频接收程序错过数据接收时机，造成数 据包丧失.事实上，以程序中用到的115200bps为例，每次最多只能向 串口输出10个左右数据.后面的数据显示出来意义也不大，只要头几 个字节接收正常，后面的数据一般都不会有问题，如果你愿意，可以在 数据包内再加上校验和.例子中的引脚定义原来的设计有些不同， 我原来的设计是P3.5接 接收模块，后来改成P3.2了，大家可以根据白已实际的接法改一下程 序，也可以直接改一下接线，由于程序工作于查询模式而不是中断方 式,所以接哪个脚都可以.