在制作基于微控制器的项目时，有时会需要在两个设备之间进行通信，要么是基于双工/收发器的操作（两个设备都可以同时发送和接收），要么是基于半双工的操作，其中通信是一个单向的（正在接收的设备无法发送，以及正在发送数据的设备无法接收）。

有很多方式可以实现上述两种通信模式中的任何一种，并且这些选择通常取决于项目的需求，尤其是设备之间的距离和成本。对于两个微控制器之间的短距离、低预算的通信方式，其中一种最优选使用的方式是使用433MHz RF发送器和接收器模块的射频通信。在本篇文章中，我们将介绍如何使用这些模块在两个Arduino开发板之间建立通信。

433 MHz发射器和接收器模块

这些模块因其低成本和易用性在创客和DIY爱好者中非常受欢迎。它们用于两个微控制器之间的所有短距离、半双工的通信形式，其中一个微控制器用作发送器，另一个微控制器用作接收器。这些模块是ASK（幅移键控）或OOK（开关键控）型RF模块，这意味着它们在发送逻辑“零”时通常不消耗功率，因此消耗的功率非常低。这种低功耗使其在基于电池的实施中非常有用。下面列出了一些发射器和接收器模块的规格。

433MHz发射器模块的规格

√    工作电压：3V – 12V

√    工作电流：最大小于40mA，最小9mA

√    谐振模式：（SAW）

√    调制模式：ASK

√    工作频率：433.92MHz

√    发射功率：25mWF

√    频率误差：+ 150kHz（max）

√    通讯速率：小于10Kbps

√    发射范围：90m（在开放空间）

433MHz接收器模块规格

√    工作电压：5.0VDC + 0.5V

√    工作电流：≤5.5mAmax

√    调制模式：OOK / ASK

√    工作频率：433.92MHz

√    带宽：2MHz

√    灵敏度：超过–100dBm（50Ω）

为了演示使用这些模块可以轻松地将无线功能添加到项目中，我们将制作一个带有远程数据显示的气象站。气象站将主要由温湿度传感器和433 RF发射器模块组成。它将测量环境的温度和湿度，并将其通过RF发送器发送到ST7735 1.8寸彩色TFT显示屏上的显示单元（通过RF接收器模块接收）。

所需的组件

●    Arduino Uno开发板

●    433Mhz射频套件

●    DHT22温湿度传感器

●    1.8寸彩色TFT显示屏

●    面包板

●    跳线

原理图

该项目有两个原理图。第一个用于发送器，该发送器获取环境的温度和湿度，并将其发送到项目的接收器，后者在显示屏上显示数据。

发送器电路原理图

发送器电路包括一个Arduino开发板、DHT22温湿度传感器以及433MHz RF发送器模块。当Arduino与计算机断开连接时，可以使用电池组为Arduino提供电源。如下图所示连接组件。

接收器电路原理图

接收器电路由433 MHz射频接收器模块、ST7735 1.8寸彩色TFT显示屏和Arduino Uno开发板组成。如下图所示连接组件。

完成所有连接后，我们现在可以为该项目编写代码。

代码

就像我们必须搭建两个设备一样，我们将为该项目编写两个不同的代码。其中一个代码是控制发送器，另一种代码是控制接收器。为了轻松编写本文的代码，我们将使用可轻松驱动项目各部分的库。对于RF模块，我们将使用virtual wire库来发送和接收数据，而对于接收到的数据的显示，我们将使用Adafruit GFX和Adafruit ST7735库来轻松更新ST7735 LCD显示屏。我们将使用Adafruit DHT传感器库轻松地从DHT22传感器获取温度和湿度数据。

代码背后的算法很简单。对于发射器，从DHT22获取温度和湿度值，然后通过RF发射器发送到接收器。对于接收器，使用RF接收器模块获取由发送器发送的温度和湿度值，然后在LCD上显示。与往常一样，我们将对这两个项目的代码进行简要说明。

发射器的代码

首先包含将在代码中使用的库。

1. //Written by Nick Koumaris
   
2. //info@educ8s.tv
   
3. 
   
4. #include <VirtualWire.h>
   
5. #include "DHT.h"

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之后，我们声明将DHT连接到的Arduino的引脚，并指定要使用的DHT的类型。

1. #define DHTPIN 4  
   
2. 
   
3. #define DHTTYPE DHT22

复制代码

接下来，我们定义Arduino的引脚，该引脚将用作我们的数据传输引脚（连接到RF发送器模块的数据引脚），然后创建将一个用于发送数据的结构体package。

1. const int led_pin = 13;
   
2. const int transmit_pin = 12;
   
3. 
   
4. struct package
   
5. {
   
6.   float temperature ;
   
7.   float humidity ;
   
8. };

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接下来，我们定义一个package实例，并创建DHT类的实例以处理DHT传感器。

1. typedef struct package Package;
   
2. Package data;
   
3. 
   
4. DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

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完成这些操作后，我们转到void setup()函数，在其中设置TX引脚和其他参数以初始化RF模块。

1. void setup()
   
2. {
   
3.     // Initialise the IO and ISR
   
4.     vw_set_tx_pin(transmit_pin);
   
5.     vw_set_ptt_inverted(true); // Required for DR3100
   
6.     vw_setup(500);       // Bits per sec
   
7.     pinMode(led_pin, OUTPUT);
   
8. }

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接下来是void loop()函数，我们可以使用 readSensor()函数获取温度和湿度。获取数据后，使用vw_send()函数发送数据。延迟2000毫秒，以在数据之间创建一段时间间隔，并确保发送前另一个已发送完成。

1. void loop()
   
2. {
   
3.   digitalWrite(led_pin, HIGH); // Flash a light to show transmitting
   
4.   readSensor();
   
5.   vw_send((uint8_t *)&data, sizeof(data));
   
6.   vw_wait_tx(); // Wait until the whole message is gone
   
7.   digitalWrite(led_pin, LOW);
   
8.   delay(2000);
   
9. }

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接收器的代码

首先包含将要使用的库。

1. //Written by Nick Koumaris
   
2. //info@educ8s.tv
   
3. 
   
4. #include <VirtualWire.h>
   
5. #include <Adafruit_ST7735.h>
   
6. #include <Adafruit_GFX.h>

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接下来，我们声明与LCD引脚相连的Arduino引脚。

1. #define TFT_CS     10
   
2. #define TFT_RST    8                     
   
3. #define TFT_DC     9
   
4. Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS,  TFT_DC, TFT_RST);
   
5. 
   
6. // Option 2: use any pins but a little slower
   
7. #define TFT_SCLK 13   // set these to be whatever pins you like!
   
8. #define TFT_MOSI 11   // set these to be whatever pins you like!

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接下来，我们声明RF接收器模块的数据引脚所连接的Arduino引脚（receive_pin），并创建char型变量来保存温度和湿度值。

1. const int receive_pin = 12;
   
2. char temperatureChar[10];
   
3. char humidityChar[10];

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接下来，我们创建一个类似于发射器代码中的结构体package。

1. struct package
   
2. {
   
3.   float temperature = 0.0;
   
4.   float humidity = 0.0;
   
5. };

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完成此操作后，我们转到void setup()函数，在该函数中我们初始化显示屏，RF接收器模块设置比特率并启动接收器。

1. void setup()
   
2. {
   
3.     tft.initR(INITR_BLACKTAB);
   
4.     tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
   
5.     printUI();
   
6.     delay(1000);
   
7. 
   
8.     // Initialise the IO and ISR
   
9.     vw_set_rx_pin(receive_pin);
   
10.     vw_setup(500);   // Bits per sec
    
11.     vw_rx_start();       // Start the receiver PLL running
    
12. }

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接下来，是void loop()函数。通过使用vw_have_message()函数检查是否已收到消息。如果收到消息，我们将从中提取温度和湿度数据，并将其显示在LCD上。

1. void loop()
   
2. {
   
3.     uint8_t buf[sizeof(data)];
   
4.     uint8_t buflen = sizeof(data);
   
5. 
   
6. if (vw_have_message())  // Is there a packet for us?
   
7.   {
   
8.     vw_get_message(buf, &buflen);
   
9.     memcpy(&data,&buf,buflen);
   
10. 
    
11.     Serial.print("\nPackage:");
    
12.     Serial.print(data.temperature);
    
13.     String temperatureString = String(data.temperature,1);
    
14.     temperatureString.toCharArray(temperatureChar,10);
    
15.     tft.fillRect(10,20,80,30,ST7735_BLACK);
    
16.     printText(temperatureChar, ST7735_WHITE,10,20,3);
    
17. 
    
18.     String humidityString = String(data.humidity,1);
    
19.     humidityString.toCharArray(humidityChar,10);
    
20.     tft.fillRect(10,95,80,100,ST7735_BLACK);
    
21.     printText(humidityChar, ST7735_WHITE,10,95,3);
    
22. 
    
23.     Serial.print("\n");
    
24.     Serial.println(data.humidity);
    
25.   }
    
26. }

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该代码还包括一些用于以更用户友好的方式显示结果的函数。

1. void printText(char *text, uint16_t color, int x, int y,int textSize)
   
2. {
   
3.   tft.setCursor(x, y);
   
4.   tft.setTextColor(color);
   
5.   tft.setTextSize(textSize);
   
6.   tft.setTextWrap(true);
   
7.   tft.print(text);
   
8. }
   
9. 
   
10. void printUI()
    
11. {
    
12.     printText("TEMPERATURE", ST7735_GREEN,30,5,1);  // Temperature Static Text
    
13.     printText("o", ST7735_WHITE,90,13,2);
    
14.     printText("C", ST7735_WHITE,105,20,3);
    
15. 
    
16.     printText("HUMIDITY", ST7735_BLUE,30,80,1);  // Temperature Static Text
    
17.     printText("%", ST7735_WHITE,90,95,3);
    
18. }

复制代码

效果演示

将相应的代码上传到每个Arduino开发板。 两个Arduino开发板都可以使用电池组供电。 开机后几分钟，您应该会在LCD上看到温度和湿度数据。

433MHz发射器和接收器模块的范围通常很小，但是通过焊接外部天线，它们的通讯范围可以增大。以上就是本文的所有内容，如有任何疑问，请随时在本帖下面进行回复。