基于短距离无线通信威廉希尔官方网站 传输信息的文字信息编辑控制器

　　摘要： 设计了一种基于短距离无线通信威廉希尔官方网站 传输信息的文字信息编辑控制器，可实现中英文信息编辑、存储和无线收发，并与LED显示屏之间进行点对点无线通信，可以使LED显示屏脱离微机和有线网络单独工作，信息更新更加方便。讨论了短距离无线通信的抗干扰机制，介绍了信息编辑器的功能、硬件组成、软件设计和及相关问题。

　　随着城市的现代化建设，为了信息显示方便，商店、娱乐场所、公共汽车等地方安装了电子显示屏。这些电子显示屏分布在城市的不同角落，其显示内容需要及时更新。目前显示屏信息一般需要上位机进行编辑，并通过485总线、以太网、GPRS网络等进行传输，使得LED屏的安装、维护不便、运营成本较高。相比而言，采用无线信息传输方式可使信息更新更加灵活、快捷。

　　1 信息无线收发系统方案

　　1.1 短距离无线通信威廉希尔官方网站 应用

　　短距离无线通信威廉希尔官方网站 在无线抄表、无线遥控系统、无线鼠标键盘等领域得到了广泛应用。Nordic公司推出的工作于2.4 GHz ISM频段的nRF2401射频芯片，采用GFSK调制模式，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，内置地址比较和CRC校验功能，采用Shock BurstTM威廉希尔官方网站 ，发射速率可达1 Mb/s。与蓝牙、WiFi等无线威廉希尔官方网站 相比，具有低功耗、传输速率高、抗干能力强、易于开发等优点。

　　1.2 控制器基本功能

　　发送端功能：

　　（1）通过键盘编辑和保存要发送的中文和英文信息；

　　（2）设定LED屏显示方式、字库类型信息；

　　（3）设定通信地址、将编辑好的信息采用ShockBurstTM方式发送给接收端。

　　接收端功能：

　　（1）接收发送端发送的信息，校验并回复；

　　（2）将接收信息转换为标准485数据格式或以太网数据包，与通用显示卡通信；

　　（3）直接实现通用LED文字显示屏显示控制。

　　无线信息编辑器主要由单片机、nRF2401无线收发模块、128×64液晶显示屏、键盘、LED屏及其控制器组成，图1为系统框图。

　　1.3 LED显示屏及其控制器

　　选用通用LED显示屏，控制器采用国内通行的某型号 LED屏驱动控制卡，该控制卡具有简单独立的串口通信协议，由单片机控制可选择多种显示方式，可同时存储多套节目；具有汉字字库，可接收汉字内码数据。图2为控制卡串口协议中实时显示文字协议，第二个表格为基本数据包格式。

　　1.4 单片机和LCM

　　STC89C516RD+是宏晶科技推出的低功耗、强抗干扰单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，正常工作时功耗为4 mA，掉电模式为2 μA；工作电压为3.6~2.0 V。具有64 KB Flash程序存储器和1 280 B RAM，35个I/O引脚，共3个16 bit定时器，内置看门狗和MAX810专用复位电路，4路外部中断和1个通用异步串行口，LQFP封装。

　　LCM选用128×64点阵的液晶显示模块，自带GB2312汉字字库和字母、数字字库，低功耗，工作电压范围在3.6~2.4 V之间。

　　2 设计实现

　　2.1 信息收发协议

　　物理层芯片nRF2401的ShockBurst收发模式具有独立的通信协议，为不同的接收端配置唯一的接收地址以提高通信抗干扰能力，其通信协议格式为：字头、地址、信息数据包、CRC。ShockBurst发送和接收模式如图3和4所示［1］。

　　2.2 信息编辑

　　2.2.1 键盘设计

　　信息编辑由键盘、单片机和LCM模块实现，按键描述如表1。单片机根据按键输入的数字字符串查表得到对应拼音和汉字码。选用常用的6 763个汉字的GB2312码作为汉字信息载体，用ASCII码作为数字和英文字母的单片机处理、保存和传输值。由于英文单词数量很大，数字和字母键的复用在输入字母字符串时显得很不方便，且没有实用的汉字查表输入法，因此这里将字母键盘在LCM显示屏上显示，根据方向键和确认键选择需要的字母，返回并保存字母、数字的ASCII值。

　　2.2.2 输入法的设计

　　由于数字键和字母键复用，键盘输入的是0~9的数字串，采用二级数字索引确定对应拼音和汉字码。如输入数字“7315”对应拼音“shao”，先在首字母索引表Unsigned char（*PY_index_pointer［27］）［8］中确定数字7对应的第一个拼音数组PY_index_s的首地址，然后在数组PY_index_s、PY_index_t、PY_index_u中找到“7315”对应所有可能的拼音，如“shao”、“tian”，保存并返回这两个拼音首字母对应的地址；根据此地址可得到在GB2312汉字码中对应的第一个拼音为“shao”的汉字码C9D2（即汉字“梢”的GB2312码）；在LCM屏上显示从C9D2开始以“shao”发音的汉字，如果希望显示汉字“少”，则输入偏移量7，根据C9D2+7可得到“少”的汉字码C9D9；单片机存储、处理，通信中就用C9D9表示“少”［2］。

　　3 无线通信抗干扰机制

　　3.1 跳频通信

　　采用跳频扩频威廉希尔官方网站 增强信号传输的抗干扰性能，改变nRF2401的工作频道（工作频率计算公式为：Channel =2 400 MHz+RF_CH*1.0 MHz，Channel为工作频率，频率间隔为1 MHz［1］）可以实现频率的跳变。为了快速找到没有干扰的频道，选用2.4 GHz频段的低、中、高三个频道的频率跳变，频道变换序列如表2。

　　发送端单片机在编辑好文字信息后，先添加LED控制器串口通信协议（图2），然后将其分割为24 B一个数据包添加到nRF2401通信协议中进行。

　　4 软件流程

　　发送端软件流程如图6所示，接收端软件流程如图7所示。

　　通过硬件、软件设计和调试，该信息编辑器能够实现信息编辑和与LED显示屏的无线通信功能。可利用此编辑器更新LED屏显示内容，简化了LED显示屏的维护过程，有助于提高维护人员工作效率。此信息编辑器适合在公共汽车、商店等安装LED显示屏的场所使用。