基于STC12C5616AD單片機的操作指示器設計

無線通信模塊選型及其通信聯絡

操作指示器與傾斜檢測儀之間的控制指令采用無線傳輸方式，用以實現操作操作指示器與傾斜檢測儀的數據通信。

無線通信模塊的選型

操作指示器無線通信模塊選用的是深圳振通公司推出ZT-TR43C無線數傳模塊，該模塊的主要特點有：

①頻率源采用高穩定度晶體振蕩，頻率穩定度高，抗干擾性強；

②透明式數據傳輸，方便靈活；

③可長時間連續發射；

④同時具有串口通訊即狀態觸發功能；

⑤接收具有省電功能，適用于電池供電的場合；

⑥具有良好的發射匹配，輻射場強大，單位功率通信距離遠。

該模塊的主要技術指標為：

① 載波頻率433MHz，工作頻率428MHz~435MHz；

②最大發射功率為20mW，接收靈敏度為105dBm，開闊地的最大傳輸距離為3km；

③采用FSK調制，采用前向信道糾錯編碼，抗干擾能力強；

④有八個工作信道可供選擇；

⑤傳輸速率20kbps；

⑥降低噪聲放大器LNA、功率放大器PA、壓空振蕩器VCO等大部分功能集成在芯片內，外圍電路簡單易于開發。

無線通信模塊通信聯絡

無線數傳模塊具有無線接收和發送的功能，本文采用無線數傳模塊ZT-TR43C實現執行終端與控制中心通信。在通信前串口的數據幀格式與速率應與模塊的設置一致。上位機與模塊間的通信內容有兩類：一類是數據，一類是命令。數據或命令是靠DTR或DSR信號來區分的。

ZT-TR43C的命令傳送格式為：

其中，D7H為命令碼的特征碼即字頭，命令碼為一個字節長度，代表命令的性質。不同的命令碼有不同的參數。模塊收到命令后，根據命令碼的不同，分析參數并執行命令。對于有些發送信息的命令，模塊將根據命令的性質發送相應的命令。具體的程序實現思想如下：

（1）無線數傳模塊發送過程：當模塊收到上位機的數據后，模塊先通過DTR線判斷收到的數據是命令還是發送數據，若是命令則執行相應的命令；若是發送數據則先將要發送的數據送到發送緩沖區，并同時將模塊的狀態由接收狀態轉換成發射狀態，這個轉換過程需要100ms，狀態轉換完成后啟動發送打包程序。發送打包程序的功能是將緩沖區的數據打成適合無線發送的數據包，并將一些控制命令動態地插入到數據包中。然后將這個數據包的數據送到模塊中的數據調制口，按V23協議以FSK的調制方式發射出去。在這個過程中所有的進程均是并行完成的。

（2）無線數傳模塊接收過程：在接收狀態下，接收機總是接收碼流中的同步信息，一旦收到同步信息立刻進行位同步，獲得位同步后進行碼同步，碼同步完成后接收數據及控制信息。收到數據后，按規定的串口幀格式傳送給上位機。

無線數傳模塊采用的是2.4GHz的通信頻段，有效的通信距離為300m，具備自動組網功能。其控制程序分為模塊的設定和模塊的使用兩部分。模塊的設定需要使用廠家提供的HAC_studio軟件進行設置，設定無線模塊的通信方式、通信的功率和通信的信道。通信方式采用的是透明工作方式，加電后自動搜尋網絡。

通信的波特率默認為138400bps，單片機需要9600bps，信道采用默認信道0A。握手程序采用操作指示器向傾斜檢測儀發送握手數據0x55、0xAA，傾斜檢測儀通過中斷的方式收到握手數據后，回復握手數據給操作指示器，無線握手完成。無線數傳模塊控制程序如圖4所示。

圖4 無線數傳模塊控制流程圖

操作指示器PCB板圖

圖5所示為操作指示器的PCB板圖。

圖5 操作指示器PCB板圖

操作指示器結構設計

操作指示器機殼整體采用鋁合金加工，內置電路板、顯示器、電源和無線通信模塊。底部嵌有磁鐵，可以吸附于車體或千斤頂上，兩側有扣環，可以將指示器扣于手臂上，便于隨身攜帶和觀察。操作指示器實物如圖6所示。

圖6 操作指示器 實物圖

結束語

目前，火箭炮車體調平過程費時費力，部隊亟需一種能動態顯示車體姿態，并指示操作手操作的指示器。本文首先闡述了操作指示器的組成及工作原理，然后通過分析比較，選擇了操作指示器的主控制器、液晶顯示屏和無線數傳模塊，并完成了主控制器和顯示屏的電路設計，闡述了無線數傳模塊的通信聯絡，最后完成了操作指示器的結構設計。該操作指示器工作運行可靠，能指示操作手進行車體調平，有效提高了調平工作效率。