如何使用433 MHz RF模块和AVR微控制器构建无线项目

使我们的项目无线化总是让它看起来很酷，并扩展了可以控制的范围。从使用普通红外 LED 进行短距离无线控制到 ESP8266 进行全球 HTTP 控制，有很多方法可以无线控制某些东西。在本项目中，我们将学习如何使用 433 MHz RF 模块和 AVR 微控制器构建无线项目。

在这个项目中，我们做以下事情：-

我们将 Atmega8 用于射频发射器，将Atmega8用于射频接收器部分。

我们将 LED 和按钮与 Atmega8 微控制器连接。

在发射器方面，我们将按钮与Atmega连接并传输数据。在接收器侧，我们将无线接收数据并在LED上显示输出。

我们使用编码器和解码器IC来传输4位数据。

接收频率为433Mhz，使用市场上廉价的RF TX-RX模块。

所需组件

Atmega8 AVR 微控制器 （2）

USBASP 编程器

10 针 FRC 电缆

面包板 （2）

发光二极管 （2）

按钮 （1）

HT12D 和 HT12E 对

射频模块

电阻器 （10k，47k，1M）

跳线

5V电源

使用的软件

我们使用CodeVisionAVR软件编写代码，使用SinaProg软件使用USBASP程序员将代码上传到Atmega8。

在介绍原理图和代码之前，让我们先了解RF模块与编码器-解码器IC的工作原理。

433MHz 射频发射器和接收器模块

这些是我们在项目中使用的发射器和接收器模块。它是433 MHz最便宜的模块，这些模块在一个通道中接受串行数据。

如果我们看到模块的规格，变送器的额定工作电压为3.5-12V，发射距离为20-200米。它确实以433 MHz 频率的 AM（音频调制）协议传输。我们可以以 4KB/S 的速度以 10mW 的功率传输数据。

在上图中，我们可以看到发射器模块的引脚。从左到右，引脚是VCC，DATA和GND。我们还可以添加天线并将其焊接在上图中表示的点上。

对于接收器规格，接收器的额定电压为5V 直流，静态电流为 4MA作为输入。接收频率为433.92 MHz，灵敏度为-105DB。

在上图中，我们可以看到接收器模块的引脚。四个引脚从左到右依次为VCC、数据、数据和GND。中间的两个引脚在内部连接。我们可以使用任何一个或两个。但是，最好同时使用两者来降低噪声耦合。

此外，数据表中没有提到一件事，模块中间的可变电感或POT用于频率校准。如果我们无法接收传输的数据，则发射和接收频率可能不匹配。这是一个射频电路，我们需要将发射器调谐到完美的发射频率点。此外，与发射器相同，该模块也有一个天线端口;我们可以以线圈形式焊接焊丝，以获得更长的接收时间。

传输范围取决于提供给发射器的电压和两侧天线的长度。对于这个特定的项目，我们没有使用外部天线，而是在发射器侧使用了5V。我们检查了5米的距离，效果很好。

电路图

射频发射器侧电路图

引脚 D7 的 atmega8 -> 引脚 13 HT12E

引脚 D6 的 atmega8 -> 引脚 12 HT12E

atmega8 的引脚 D5 -> 引脚 11 HT12E

引脚 D4 的 atmega8 -> 引脚 10 HT12E

按钮固定 Atmega 的 B0。

HT12E 引脚 15 和 16 之间的 1M 欧姆电阻。

HT12E 的引脚 17 连接到射频发射器模块的数据引脚。

HT12E 至 5V 的引脚 18。

HT12E 的 GND 引脚 1-9 和引脚 14 以及 Atmega 的引脚 8。

射频接收器侧电路图

atmega8 的引脚 D7 -> 引脚 13 HT12D

引脚 D6 的 atmega8 -> 引脚 12 HT12D

引脚 D5 的 atmega8 -> 引脚 11 HT12D

引脚 D4 的 atmega8 -> 引脚 10 HT12d

LED 连接到 Atmega 的引脚 B0。

HT12D的引脚14到射频接收器模块的数据引脚。

HT12D 引脚 15 和 16 之间的 47Kohm 电阻。

HT12D 的 GND 引脚 1-9 和 Atmega 的引脚 8。

LED 连接到 HT12D 的引脚 17。

5V 至 Atmega 的引脚 7 和 HT12D 的引脚 18。

使用 CodeVision 为 Atmega 8 创建项目

安装这些软件后，请按照以下步骤创建项目并编写代码：

第 1 步。打开 CodeVision 单击“文件 -> 新建”-> 项目。将出现确认对话框。点击是

第 2 步。代码向导将打开。单击第一个选项，即 AT90，然后单击确定。

第 3 步。选择您的微控制器芯片，在这里我们将采用如图所示的Atmega8。

第 4 步：-单击端口。在变送器部分，按钮是我们的输入，输出4条数据线。因此，我们必须初始化 Atmega 的 4 个引脚作为输出。单击端口 D.通过单击使位 7、6、5 和 4 输出。

第 5 步：-单击程序 - >生成，保存并退出。现在，我们一半以上的工作已经完成

第 6 步：-在桌面上创建一个新文件夹，以便我们的文件保留在文件夹中，否则它将分散在整个桌面窗口中。根据需要命名您的文件夹，我建议使用相同的名称来保存程序文件。

我们将有一个接一个的三个对话框来保存文件。对保存第一个对话框后将出现的其他两个对话框执行相同的操作。

现在，您的工作区如下所示。

我们的大部分工作都是在向导的帮助下完成的。现在，我们只需要为发射器和接收器部分编写几行代码，就是这样......

按照相同的步骤为接收器部分创建文件。在接收器部分，只有 Led 是我们的输出，因此使端口 B0 位输出。

代码和解释

我们将编写使用 RF 无线切换 LED的代码。本文末尾给出了发射器和接收器侧的 Atmega 的完整代码。

射频发射器的 Atmega8 代码：

首先包含delay.h头文件以在我们的代码中使用 delay。

#include

#include

void main(void)

{

现在，来到代码的最后一行，您将在其中找到一个 while循环。我们的主代码将在此循环中。

在 While 循环中，我们将在按下按钮时将0x10字节发送到 PORTD，并在未按下按钮时发送0x20。您可以使用任何值进行发送。

while (1)

{

if(PINB.0 == 1) {

PORTD = 0x10;

}

if(PINB.0 == 0) {

PORTD = 0x20;

}

}

}

射频接收器的Atmega代码

首先在 void main 函数上方声明变量，用于存储来自 RF 模块的传入字符。

#include

#include

#include

unsigned char byte = 0;

void main(void) {

现在来到while循环。在此循环中，将传入字节存储到 char 变量字节，并检查传入字节是否与我们在发射器部分中写入的字节相同。如果字节相同，请将端口 B.0设置为高电平，而不是使用 PORTB.0 来切换 LED。

while (1)

{

byte = PIND;

if(PIND.7==0 && PIND.6==0 && PIND.5==0 && PIND.4==1)

{

PORTB.0 = ~PORTB.0;

delay_ms(1000);

} } }

构建项目

我们的代码完成了。现在，我们必须构建我们的项目。单击“构建项目”图标，如下所示。

构建项目后，将在调试> Exe文件夹中生成一个十六进制文件，该文件可以在您之前为保存项目而创建的文件夹中找到。我们将使用此十六进制文件通过Sinaprog软件上传到Atmega8中。

将代码上传到 Atmega8

根据给定的图表连接电路以编程Atmega8。将FRC电缆的一端连接到USBASP编程器，另一端将连接到微控制器的SPI引脚，如下所述：

FRC 母连接器引脚 1 -> 引脚 17，Atmega8 的 MOSI

引脚 2 连接到 atmega8 的 Vcc，即引脚 7

引脚 5 连接到 atmega8 的复位，即引脚 1

引脚 7 连接到 atmega8 的 SCK，即引脚 19

引脚 9 连接到 atmega8 的 MISO，即引脚 18

引脚 8 连接到 atmega8 的 GND，即引脚 8

按照电路图连接试验板上的其余组件，然后打开Sinaprog。

我们将使用Sinaprog上传上面生成的十六进制文件，因此打开它并从设备下拉菜单中选择 Atmega8。从调试> Exe 文件夹中选择十六进制文件，如下所示。

现在，单击程序。

您已完成，您的微控制器已编程。使用相同的步骤在接收器侧对另一个Atmega进行编程。

Code for Transmitter Part:


#include

#include

void main(void)

{

DDRB=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=0

PORTB=(0<

// Port C initialization

// Function: Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRC=(1<
// State: Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTC=(0<

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRD=(1<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTD=(0<
while (1)

{

if(PINB.0 == 1) {

PORTD = 0x10;

}

if(PINB.0 == 0) {

PORTD = 0x20;

}

}

}


Code for Receiver Part:


#include

#include

// Declare your global variables here

unsigned char byte = 0;

unsigned char lightON = 0;//light status

int LED_status = 0;

void main(void)

{

// Input/Output Ports initialization

// Port B initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=Out Bit0=Out

DDRB=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=0 Bit0=0

PORTB=(0<
// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRD=(0<
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTD=(0<
while (1)

{

byte = PIND;

if(PIND.7==0 && PIND.6==0 && PIND.5==0 && PIND.4==1 && LED_status==0)

{

PORTB.0 = ~PORTB.0;

delay_ms(1000);

}

}

}