摘 要：本文重点介绍了pc机与单片机的无线通信系统该系统通过无线收发模块rf418实现pc机与单片机之间的数据异步串行无线传输，可用于小区无线抄表、gps及柱上断路器远程控制等本文从工程实际的角度，设计了硬件电路及相应的上下位机程序 关键词：单片机 无线通信 rf418 pc机 近年来，随着单片机及微机技术的不断发展，特别是网络技术的广泛应用，采用pc机与多台单片机构成的测控系统越来越多但在一些场合，如与移动的测控对象进行通信、较远距离通信不适合布线的地方等，则不适合采用有线通信随着无线技术的不断完善和发展，无线通讯技术逐渐应用于pc机与单片机之间在本文中的无线通讯主要采用无线收发模块rf418，通过一定频率的电磁波实现pc机与单片机之间的无线通信，由此可以方便地进行数据处理和远程控制该无线通信系统可实现的通信距离为6～15公里，完全克服了红外无线传输的直线性、静止性、受环境因素影响等缺点 一、无线通信系统的构成及工作原理 （一）无线通信系统的构成 1.pc机 pc机在该无线通信系统中作为dte（数据终端设备），主要用于接收由下位机部分采集到了数据，并对数据进行计算、处理、动态显示等。
同时可以把一些数据、命令字等数据传给下位机部分，用于与下位机部分的双向信息沟通或对下位机部分控制等 2.无线收发模块rf418 该模块作为dce（数据通信设备），在该无线通信系统中有着重要的作用，主要用于两个或多个数据终端设备之间数据传输通过该模块可以把数据的电平信号转换成无线电信号，以一定频率电磁波的方式传送出去同时也可以接收电磁波中的无线电信号，并把其转化成数据的电平信号传输到数据终端设备 3.rs-232c总线标准接口板 由于计算机内部的数据信号是ttl电平标准，而通信线上的数据信号却是rs-232c电平标准，该接口板主要用于较远距离通信的dce与dte之间的ttl电平和rs-232电平的相互转换 4.单片机系统 单片机通过一定的方式与控制元件相连，起到了数据采集、处理和发出控制指令的作用对于点对多点的多机通信则需采用多个单片机单片机要采集处理数据，需要软件支持，要控制下位机模块rf418也要软件来支持因此，要用程序存储器来存储单片机要执行的程序无论单片机采集到的数据，还是上位机传给单片机的数据，都需要存储起来，然后才能进行处理或传输，而大容量的数据存储器起到了数据存储仓库的作用。
同时单片机系统还需要电源模块，外围控制输出继电器等 5.无线收发模块rf418 该模块与上位机部分的模块完全相同，在作用上也是一致的在数据传输过程中，两个模块的频率必须保持一致，并且每个模块的发送与接收不能同时进行，而两个模块的发送与接收必须协调一致对于点对点通信只需要一个rf418模块，而对于点对多点的无线通信则需要多个rf418模块，并且每个模块有不同的地址 （二）无线通信系统的工作原理概述 单片机向pc机发送数据：单片机将采集到的数据经转存处理后，把其传出，送入模块b的缓冲区，模块b检测到tx空闲时间超过5毫秒后把要发送的数据以打包方式或自动跳频抗干扰模式发送出去，从而模块a接收到模块b发出的数据，测试rts是否有效，当rts有效时，模块a则接收字节，并发送到pc机 pc机向单片机发送数据：首先，pc机把要发送的数据（包括命令字等）经过rs232接口板的电平转换，把其送入模块a，当模块a检测到tx空闲超过5毫秒则将以无线电波的形式发射出去，当模块b检测到rts有效时则接收数据，并把其送入单片机，存在下位机部分的ram中单片机对接收到的数据进行判断与识别，并根据预先设好的情况进行动作。
二、硬件设计 （一）下位机部分电路设计 外ram和外rom由于控制信号及使用的数据传送指令不同，故不会发生总线冲突扩展后的电路原理简图如图2-1所示从原理图中可以看出，外ram的存储空间地址为0000h～7fffh，外rom的存储空间地址为0000h～1fffh 根据rf418的使用参考手册，rf418的8个引脚中，引脚3为3.3v引脚，使其空着不用，对于引脚4为电源开关，在接电源或空开时，电源则为打开，而接地则为关断电源在这里，为了简便，空开引脚4从而打开电源rf418的rx和tx引脚要与8031的rxd与txd引脚对应相接，从而可以使rf418与8031之间自由的传送数据至于rf418的rts和cts引脚分别由8031的p1.0和p1.1口控制，并且只有在它们为低电平时有效电路原理简图如图2-1所示 图2-1单片机外部存储器扩展及与rf418电路原理简图 （二）上位机部分电路设计 pc机内部为ttl电平，而传输线上为rs232电平为了使ttl电平与rs232电平能互相转化，须使用rs232接口板（9针）把pc机与rf418模块连接起来其原理简图如图2-2所示 三、软件设计 （一）pc机程序设计方法 （二）单片机的通信程序设计方法及流程 本方案为点对多点（一pc机对多单片机）、双向（pc机可以向某一单片机发送数据，又可以从某一单片机那里接收数据）通信。
采用pc机主动向所有单片机发出握手信号，然后所有的单片机对接收到的握手信号进行判断处理的方式在pc机发出的握手信号中包括五个字节，第一个字节和第二个字节为握手信号的起始符（分别为feh、efh），第三个字节为想要与之通信的从机地址（00h～0ffh，可达255台从机），而第四个字节为从机接收或发送数据的命令字（00h表示从机接收数据，01h表示从机发送数据），第五个字节则为握手信号的结束符（ffh）所有单片机接收完握手信号，并判断握手信号中的第三个字节是否与自己的地址相符，如相符则清sm2位，然后开始判断pc机发给的命令字，如果是从机接收数据的命令，则单片机就转到从机接收子程序；如果是从机发送数据的命令，则单片机就转到从机发送子程序相应的pc机也开始做好发送或接收数据的准备本方案中没有校检和部分，并且上位机也不向下位机传输从机接收或发送数据的个数其中寄存器r6中存放着从机发送字节个数，寄存器r7中存放从机接收字节个数，从机要发送的数据存在外ram的0000h～5fffh单元里，从机接收到的数据存在外ram的6000h～7fffh单元里。