LabVIEW温室多参数测控系统无线接收机软硬件设计+电路图(6)
表4.1 无线节点通信协议
内容 大小 取值
地址 7位 00H-7FH
奇验位 1位 0或1
湿度数据 2字节 0000H-FFFFH
温度数据 2字节 0000H-FFFFH
校验和 1字节 00H-FFH
为了和发射机可靠通信，防止外界的干扰出现错误，在发送或接收完数据后采用校验和方式进行校验，表4.1中的校验和为数据包中除了校验和外，其它所有字节的总和,当校验和大于FF时则采用其补码作为校验和。
2）串口通信协议
串口通信协议是在单片机和上位机之间制定的，它的内容是在无线节点传送的数据前插入一个起始符“255”，协议具体内容如表4.2所示。
表4.2 串口通信协议
内容 大小 取值
起始符 1字节 FFH
地址 7位 00H-7FH
奇校验 1位 0或1
湿度数据 2字节 0000H-FFFFH
温度数据 2字节 0000H-FFFFH
例如在串口调试助手下以十吹冰进制的方式显示一组完整的数据是“03 33 1A 19 27”，“03”即是无线传输协议中的地址和校验位，可见这组地址是正确的。“33 1A 19 27”则分别对应湿度数据和温度数据。添加起始符后，送至上位机的完整数据是“FF 03 33 1A 19 27”。
4.2.2 单片机软件实现的功能
单片机软件要实现的功能如下：
1）使用中断的方式，接收无线传感器节点发送的数据。
2）对接收的数据进行判断，如果正确，插入起始符，否则丢弃。
3）通过串口1把处理后的数据送到上位机。
4.3 单片机软件的实现
4.3.1 主函数程序
单片机软件是从主函数开始运行的。在主函数中首先调用串口0、1初始化程序，接着开启全局中断。当无线传感器节点发送数据时，就会触发串口0的中断，进入串口0中断服务子程序。在串口0的中断服务子程序中，首先对数据的第一字节进行校验，如果校验结果正确，则对数据处理。如果校验的结果不正确，则丢弃数据。调用完发送数据函数后，回到中断请求处，等待下一次中断，具体见图4.1。
图4.1 主函数程序流程图
4.3.2 串口0、1初始化程序
串口0、1初始化程序中具体的参数设置是通过USART的控制和状态寄存器UCSRA、UCSRB、UBSRC和UBRR来完成的。传输的模式有同步和异步两种，默认为异步的方式，可通过选择USART的UCSARC中的Bit6-UMSEL位来选择，0为异步模式，1位同步模式。Bit5：4可设置奇偶校验模式，00禁止，01保留，10偶校验，11奇校验。Bit3是停止位的选择，0时为1位停止位，1时为2位停止位。Bit2：1用于设置字符长度，当UCSRB中的UCSZ2位为0时，00表示5位，01表示6位，10表示7位，11表示8位。当UCSZ2为1时11表示9位；UCSRA能写的有Bit0、Bit1和Bit6位，其它5位为状态位。一般使用Bit1-U2X，当这一位为1时，波特率的分频因子从16降到8，能够有效的将异步通信模式的传输速度加倍，但这一位仅对异步模式有影响，使用同步模式时应将此位清0，为0时则为普通模式；UCSRB的Bit7-RXCIE为接收中断使能，Bit6-TXCIE为发送中断结束使能，Bit4-RXEN为接收使能，Bit3-TXEN为发送使能；UBRR的设置和参数U2X、CPU频率、波特率有关。当U2X为0时，即异步正常模式下，UBRR的计算公式如下：
UBRRL=（F_CPU/BAUDRATE/16-1）%256；
UBRRH=（F_CPU/BAUDRATE/16-1）/256；