国家发展改革委：对九湖直流等跨省跨地区特种输电工程实行电价定价，监审
06-18
单片机简称单片机。
它在一块电路芯片上将中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种接口电路集成到一台集成微型计算机中。
随着计算机技术特别是单片机技术的发展，人们在一些工业控制系统中越来越多地采用单片机来检测和控制温度、湿度等参数。
PC机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速、灵活的控制特点。
它通过PC机的RS串行接口与外部设备进行通信，这是许多测量和控制系统中常用的通信解决方案。
因此，如何实现PC机与单片机之间的通信具有非常重要的现实意义。
针对一些远程控制或者高风险的数据采集与控制应用，本文主要介绍一种双工方式实现PC与单片机之间的串行通信。
1 设计方案 为了实现PC机与单片机通过串口进行双工通信，可采用以下设计方案。
(1) 设计方案一：有线传输 该方案是指PC与单片机之间通过电缆传输数据。
有线传输的优点是性能相对稳定、调试简单。
但其缺点是其应用范围不够广、性能不够好、传输距离有限，极大地影响了系统的应用范围。
(2) 设计方案二：无线传输 该方案是指PC与单片机通过无线通道传输数据。
无线传输的最大优点是应用范围广，受距离限制较小。
在一定范围内，不需要考虑距离问题，在一些高温和危险的情况下也可以使用。
因此，本文采用无线传输方案，通过串口实现PC与单片机的双工通信。
无线传输可以通过不同的方式实现。
常用的方法有红外线和蓝牙。
其他还有射频收发芯片如CC、PT/chip等。
红外通信采用nm近红外波段的红外线作为载体来传输信息。
信息的传输是通过红外光在空气中的传播来实现的，这是通过红外发射器和接收器来实现的。
发射端将二进制数字信号调制成一定频率的脉冲序列，通过电光转换电路驱动红外发射管以光脉冲的形式发射到空气中。
接收端将接收到的光脉冲转换为电信号，然后解调、解码后恢复原始的二进制数字信号。
其最大的优点是：不易被发现和截获，保密性强；几乎不受电气、自然、人为干扰，抗干扰能力强。
另外，红外通讯机体积小、重量轻、结构简单、价格低廉。
缺点是必须在视距内通信，并且传播受天气影响。
CCll00 是一款低成本、真正的单片 UHF 收发器，专为低功耗无线应用而设计。
CCll00构建了高性能射频无线数据传输技术解决方案，应用无线通信模块以透明方式进行通信，即接收即发送。
具有通讯距离远、功耗低、接口灵活等优点。
用户无需编码和控制。
CCll00通讯距离（视距）大于米，可跨墙远程控制，操作方便。
基于以上分析，本文介绍了使用CCll00收发器通过串口实现PC与单片机之间的双工无线通信。
2 硬件设计 2.1 总体框图 该双工无线通信系统的总体框图如图1所示。
由于该系统可以实现双工通信，因此可以分为两个通信过程： PC（上位机）通过上位机程序接口向单片机发送数据，并传送到液晶屏上显示相应的数据；键盘输入数据发送至单片机，然后发送至PC机并显示在PC机上位机程序界面上。
2.2 实现电路图 上述框图对应的电路物理图如图2所示，左右电路分别对应上述框图中的左右部分。
一般来说，它包括五个部分：电平转换电路、单片机处理部分、无线收发部分（CCll00收发器）、液晶显示模块和键盘输入模块。
(1)电平转换电路 PC机串口采用标准RS接口。
单片机的串口电平为FTL电平，TTL电平特性与RS的电气特性不同。
匹配，所以为了使单片机的串口能够与RS接口进行通信，必须对串口的输入/输出电平进行转换。
通常使用MAX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。
它将串口发送的数据传输到CC收发器，或者将CCll00收发器发送的数据通过串口传输到PC。
单片机的复位电路和时钟电路是单片机工作所必需的。
（3）无线收发部分 无线收发部分由CC收发器组成，通过天线发送接收到的数据或者从天线接收发送的数据。
(4)液晶显示模块 这里采用LCDl液晶模块，其内部字符生成存储器存储了不同的点阵字符图形。
这些字符包括：阿拉伯数字、大小写英文字母、常用符号和日语假名等，每个字符都有固定的代码。
(5) 键盘输入模块 当键盘上按键数量较多时，为了减少对I/O端口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。
在矩阵键盘中，每条横线和竖线在交点处并不是直接相连的，而是通过一个按键相连。
这样，一个端口（如P1端口）可以形成4×4=16个按键，比直接使用该端口用于键盘的数量增加了一倍。
可见，当需要大量按键时，最好采用矩阵法制作键盘。
矩阵键盘的按键识别方式是行扫描方式。
这里使用4×4矩阵键盘来输入O到9的数字和a到f的字母。
3 软件设计 本系统的软件设计包括上位机程序和单片机程序的设计。
上位机程序要实现的功能是在计算机上显示操作界面，可以代替串口调试工具。
3.1 上位机程序 上位机程序可以用VB、VC++等语言进行编程，但本方案采用更方便的C#进行编程，其流程图如图3所示。
3.2单片机程序 单片机程序主要包括主程序、单片机发送子程序、单片机接收子程序、液晶显示子程序、键盘输入子程序五部分，全部采用C语言模块化编程。
由于篇幅原因，下面仅给出单片机的发送子程序和接收子程序，如图4和图5所示。
4 测试结果 测试时，连接硬件并打开串口COM1 ，并将波特率设置为b/s。
单片机向PC机发送字符串“”，其LCD显示如图6所示。
相应的PC机界面显示如图7所示。
PC机向单片机发送“69asd”，单片机上接收到“69asd” LCD屏，如图8、图9所示。
测试结果表明，PC机与单片机基于串口的双工无线通信是可行的，无线传输距离至少可以达到m。
5 结论 利用CCll00收发器通过串口实现PC机与单片机之间的双工无线通信。
该系统可以应用于一些远程控制或者高风险的数据采集控制场合，采集温度、湿度等参数。
还可以扩展到无线传感器网络领域，实现无线抄表、智能家居等系统。
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