基于單片機的無線多路遙控控制系統(tǒng)

1、單片機原理與應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計報告題目（基于單片機的無線遙控系統(tǒng)）專業(yè)班級：_電子信息工程 姓名： 時 間：_指導(dǎo)教師：_2009年 2 月 日基于單片機的無線控制系統(tǒng)一 設(shè)計要求（一）基本功能1. 有效遙控距離大于50米，可穿透一定的建筑物等。2. 遙控控制的路數(shù)在10路以上。3. 采用數(shù)碼管顯示當前工作的控制電路。（二）擴展功能1.通過遙控器可以任意設(shè)置用戶密碼（1-16位長度），只有合法用戶才能有修改電路控制的功能，同時系統(tǒng)掉電后能自動記憶和存儲密碼在系統(tǒng)中。2.報警和加鎖功能：密碼的輸入時間超過12秒或者連續(xù)3次輸入失敗，聲音報警同時鎖定系統(tǒng)，不讓再次輸入密碼。此時只有使用管理員密碼方能

2、對系統(tǒng)解鎖二計劃完成時間 三周1第一周完成軟件和硬件的整體設(shè)計，同時按要求上交設(shè)計報告一份。2第二周完成軟件的具體設(shè)計和硬件的制作。3第三周完成軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試。2設(shè)計內(nèi)容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進行電路模擬仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；3編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。4答辯在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。 目 錄1引言12總體設(shè)計方案12.1設(shè)計思路 12.1.1總體設(shè)計任務(wù)框圖12.2 設(shè)計方案的確立 12.2.1無線傳輸部分12.2.2鍵盤密碼確認及鎖定部分22.2.3主要的設(shè)計實施過程23設(shè)

3、計組成及原理分析23.編碼及發(fā)射電路的設(shè)計23.1.1鍵盤電路的設(shè)計33.2鍵盤密碼和報警的設(shè)計53.3解碼及控制電路的設(shè)計33.4報警計數(shù)電路所用器件54總結(jié)與體會 6參考文獻 7附錄 8基于單片機的無線遙控系統(tǒng)摘要：無線多路遙控系統(tǒng)主要由發(fā)射和接受兩部分組成，發(fā)射部分完成遙控指令的發(fā)射，接受部分完成指令的實施，其擴展功能主要是密碼保護，由確保輸入密碼的正確來完成對該遙控系統(tǒng)的操作，達到對控制的保護。本報告主要從遙控的控制環(huán)節(jié)和密碼保護進行說明，介紹單片機接口電路的設(shè)計應(yīng)用，編碼程序和譯碼程序的編寫等。關(guān)鍵詞：確認密碼、發(fā)射、接受、編碼譯碼芯片、數(shù)碼顯示、單片機、無線電遙控、1 引言隨著單片

4、機的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，51系列單片機由于具有可靠性好，以及擴展控制功能強等優(yōu)點，成為國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種8為單片機之一。隨著單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，可以看出其的優(yōu)越性和可靠性，所以將其應(yīng)用到保密和安全方面是必然的，也是相當可靠，相當有意義的，基于單片機的無線多路遙控系統(tǒng)通常是將控制信號調(diào)制到高頻載波上，通過空間傳播，實現(xiàn)的對遠處受控設(shè)備的控制，適合對工業(yè)、醫(yī)療、家用電器等工作狀態(tài)，無線遙控的研究在保護財產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來更多更好的選擇。2 總體設(shè)計方案2.1 設(shè)計思路由設(shè)計要求，對于該電路基本功能發(fā)射部分主要由編地址電路、編碼電路、無線發(fā)射電路以及顯示電路組成，

5、接受控制部分主要由接收電路、解碼電路，控制電路以及控制電路和控制對象組成,對于擴展功能，用戶密碼的設(shè)置、系統(tǒng)的掉電記憶和密碼存儲以及報警和加鎖功能，由單片機的完成。2.1.1其任務(wù)框圖如下（1）、（2）圖。（1）控制鍵盤單片機編碼、信號信號的調(diào)制密碼 確認信號的發(fā)送報警、加鎖顯示控路發(fā)射電路任務(wù)圖（1） （2）信號接受信號的解調(diào)被控對象解 碼接受電路任務(wù)圖（2）2.2設(shè)計方案的確立2.2.1無線傳輸部分（1）編碼鍵盤的選擇 根據(jù)要求，控制對象是十路以上的被控電路，用數(shù)碼管顯示級數(shù)，因此采用單片機的4x4鍵盤進行編碼，最多可以控制十六路對象，對于控制系統(tǒng)的密碼保護以及報警加鎖，可以采用單片編程來

6、實現(xiàn)。（2）串行編碼及調(diào)制電路的選擇 編碼程序的作用是控制單片機讀鍵盤，然后生成與鍵盤一致的編碼，并利用單片機生成的四位并行數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)變成串行數(shù)據(jù)通過調(diào)制后發(fā)送，因此通過串行編碼芯片PT2262將不能發(fā)射的調(diào)頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成中頻，然后以串行的形式通過調(diào)頻發(fā)射芯片MAX2608將鍵控信號發(fā)送出去。（3）信號接受及串行解碼電路的選擇 串行解碼芯片采用與MAX2608配套的MAX1470來完成接受，然后送到與PT2262配套的串行解碼芯片PT2272中解碼。（4）控制電路的選擇 把PT2272解碼后的數(shù)據(jù)送入單片機P2.0P2.3中，通過程序編碼的確認，通過單片機的P口來完成所控制的電路，控制設(shè)備采用

7、數(shù)碼管或者發(fā)光二極管來做顯示，燈亮表明工作。2.2.2鍵盤密碼確認及鎖定部分（1）選擇密碼，通過復(fù)位鍵可以輸入選擇原始密碼，密碼長度是1-16位，用戶通過4*4矩陣鍵盤輸入密碼，輸入時間不能超過12秒，用戶輸入密碼錯誤次數(shù)大于三次，將聽到報警聲音。（2）開鎖功能，當按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進行檢查核對，如果正確鎖打開，否則不打開。2.2.3 主要的設(shè)計實施過程首先，選用ATMEL公司的單片機AT89S82，以及選購其他電子元器件。第二步，使用99se設(shè)計硬件電路原理圖，并設(shè)計PCB圖完成人工布線。第三步，使用軟件編寫單片機程序、仿真、軟件調(diào)試。第四部，使用PROTEUS軟件進行模擬軟、硬件

8、調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次設(shè)計。 3 設(shè)計原理分析3.1 編碼及發(fā)射電路的設(shè)計編碼鍵盤采用89C52單片機的4X4鍵盤進行編碼，鍵盤輸入線的電阻采用47K52K的就可以了，單片機采用12MHZ的晶體振蕩，單片機的復(fù)位電路采用手動上電復(fù)位電路，其中復(fù)位電路中所用電容根據(jù)晶振大小采用10UF的，當然PT2262編碼芯片的振蕩電阻應(yīng)采用和根據(jù)單片機晶振率匹配的，經(jīng)過計算大約4.7M，由于要發(fā)射距離超過50米，因此振蕩率較高的信號發(fā)射芯片采用315MHZ的MAX2608，其中PT2262芯片的正極輸入直接從單片機的四位編碼輸出管腳接入，這樣可達到省電的模式，電路的顯示采用數(shù)碼管指示，

9、由于按鍵的鍵值由數(shù)碼管顯示，則數(shù)碼管顯示的值就所要控制的電路，由于只采用一個數(shù)碼管顯示，因此就不需要數(shù)碼管驅(qū)動芯片了，直接用36K的電阻來代替就可以了，其電路圖如圖3。電路圖（3）3.1.1鍵盤電路的設(shè)計本設(shè)計要求控制對象為十路以上的工作狀態(tài)，本設(shè)計采用12路的。每一次只控制某一路的工作狀態(tài)，則可從時間上將路控制與狀態(tài)控制分開，因此，12路受控對象和12中工作狀態(tài)可用12個鍵盤表示，加上復(fù)位鍵和確認建共14個按鍵。鍵盤送出的12路狀態(tài)信號由單片機進行編碼，其中四根列線與P3.4P3.7相連，4跟行線與P3.0P3.3相連，設(shè)某一按鍵按下時，位于這一按鍵位置上的行列所對應(yīng)的端口置為0，其余端口置

10、1如圖（3）所示。3.3 解碼及控制電路的設(shè)計首先解碼電路把發(fā)射電路產(chǎn)生的串行信號通過調(diào)頻接受芯片MAX1470完成接受，然后再把接受的串行信號輸入到解碼芯片PT2272中，通過PT2272解碼芯片后，把解碼出來的四位并行數(shù)據(jù)送到單片機中的P2.0P2.3,并產(chǎn)生一次中斷。送入到單片機中的數(shù)據(jù)再通過固化在單片機內(nèi)的編譯程序的確定，再對數(shù)據(jù)進行譯碼并且從單片機的P1.0P1.7送出，然后通過驅(qū)動芯片74LS245來驅(qū)動被控對象，當然如果被控對象不是數(shù)碼管而是一些應(yīng)用的電機一類器件，則可根據(jù)要求來設(shè)計所需電路，本電路中被控對象采用用十二個數(shù)碼管顯示來代表，被點亮的數(shù)碼管表示所工作的電路，至于對數(shù)碼

11、管的點亮確認通過單片機P0.0P0.7以及P3.0、P3.1、P3.2、P3.4口的地址碼來確認，其電路圖如圖（4）。電路圖（4）3.2鍵盤密碼和報警的設(shè)計鍵盤密碼通過編程序來控制的，把編好的程序固化在單片機內(nèi)，P3口是控制鍵盤，通過鍵盤輸入密碼。P1.5為報警電路接入端部分，當要工作時間時來輸入密碼以及完成一系列的確認密碼，輸入密碼的次數(shù)以及鎖定和報警等功能，報警電路接在單片機的P1.5口上，然后根據(jù)所設(shè)定的條件來完成報警的功能，報警電路采用lm386功率放大器來放大聲音，連接該放大器的p1.5口在軟件設(shè)計里模擬一個聲音來源，即輸入密碼錯誤時發(fā)出的報警聲，則如果密碼是正確的，接著久是完成相應(yīng)

12、的一系列操作控制。4 軟件編碼程序的設(shè)計4.1編碼程序的分析（1）鍵盤的每一個鍵均表示一種控制，并賦予了鍵值，因此，編碼程序的作用是控制單片機度鍵盤，然后生成與鍵值一致的編碼，并利用單片機P1.0P1.3傳送編碼到串行編碼芯片中，編程的流程圖如圖（5）所示，從圖中知道，當某個鍵按下的時間，該鍵的行與列短接，判斷時可先將P3口中對應(yīng)的行的口全置“1”，對應(yīng)的列全置“0”，即P3口輸出為0FH，然后用讀引腳的辦法將P3口的值讀入，讀入的值與0FH一致，則無鍵按下，否則，就有鍵按下，10MS延時程序是為了消除按鍵瞬間產(chǎn)生的抖動。（2）對于發(fā)送端顯示接口的設(shè)計要求用數(shù)字顯示所控制的路數(shù)和狀態(tài)類別，即將

13、發(fā)送的鍵值轉(zhuǎn)換成與數(shù)碼管相對應(yīng)的字符碼，選89C52的P2口作為字符碼的輸出端，顯示接口電路如圖3所是，數(shù)碼管顯示0B數(shù)字的時，P2口應(yīng)送出的字符值將其與鍵值對比，可發(fā)現(xiàn)，同一個數(shù)的鍵值與字符值是不一樣的，即不能將鍵值直接送到P2口作為顯示字符，需進行轉(zhuǎn)換，由于鍵值與字符碼是一一對應(yīng)的，所以可設(shè)計查詢表方式將鍵值轉(zhuǎn)換為顯示字符值，其步驟是按順序?qū)㈡I值表和字符碼表連續(xù)的地列入RAM的連續(xù)存儲區(qū)內(nèi)，用尋址的方法找到鍵值在RAM中的指針地址，將此指針加上鍵值的個數(shù)作為偏移量，就得到字符值的指針地址將字符碼指針地址所示的RAM內(nèi)的字符值送到P2口，完成鍵值與字符值的轉(zhuǎn)換后，還應(yīng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)是路數(shù)的鍵值

14、還是狀態(tài)類別的鍵值加以區(qū)分，可定義數(shù)碼管的小數(shù)點段點亮，顯示路數(shù)，小數(shù)點不亮顯示狀態(tài)，若將鍵值、路字符值和狀態(tài)字符值在RAM中依次排列，則鍵值地址+地址偏移量1=路字符地址，鍵值地址+地址偏移量1+地址偏移量2=狀態(tài)字符地址在實施控制時，任何一次控制都是在路控制在前，狀態(tài)控制在后，因此可在程序中設(shè)立標志位，判斷按鍵是路控制還是狀態(tài)控制，一個控制數(shù)據(jù)以0X0F作為發(fā)送字符串頭，接著是路控制信號，再接著是狀態(tài)控制信號，最后一個為ERC校驗數(shù)據(jù)檢測字符頭，就可以確定當前鍵值的特性，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)格式上區(qū)分路控制和狀態(tài)控制。 （3）對于擴展功能密碼鎖 ，通過遙控器可以任意設(shè)置用戶密碼（1-16位長度），只

15、有合法用戶才能有修改電路控制的功能，同時系統(tǒng)掉電后能自動記憶和存儲密碼在系統(tǒng)中，密碼的輸入時間超過12秒或者連續(xù)3次輸入失敗，聲音報警同時鎖定系統(tǒng)，不讓再次輸入密碼。此時只有使用管理員密碼方能對系統(tǒng)解鎖。（4）發(fā)射端軟件流程圖如圖(5) 初始化按下鍵否密碼輸入密碼正確讀取鍵值發(fā)送數(shù)據(jù)返回YN延時10毫秒是否為確認鍵YN連續(xù)三次不正確鎖定、報警處理4 結(jié)束語本設(shè)計采用單片進行編碼，其優(yōu)點就是可以完成控制十路以上的功能，再進行密碼鎖所保護的保護，可以對比較私密的工作電路起到安全保護作用，該系統(tǒng)通過軟、硬件綜合調(diào)試，表明該系統(tǒng)可控制的范圍在50米以上，?？捎门c家用電器的遙控，文教娛樂的場合的電器設(shè)備

16、的遙控和辦公場合的電器遙控，綜上所述，無線電控制多路開關(guān)系統(tǒng)的研制，采用了較先進的電子技術(shù)，提供了一種合理的低成本的高效能的設(shè)計方案，給生活和工作帶來便利，同時也獲得好的社會效益和經(jīng)濟效益。參考文獻1葉挺秀.應(yīng)用電子學.杭州：浙江大學出版社，19942朱承高.電工及電子技術(shù)手冊.北京：高等教育出版社，19903閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 北京：高等教育出版社，19894高吉祥.高頻電子電子線路設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社，20075 全國大學生電子設(shè)計競賽組委會 編.北京：北京理工大學出版社，20046 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)（第三版）.北京：北京航天航空大學出版時，20057 張

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18、 LCALL DELAY JNB P3.0,L2 MOV RO,#00H;存行號 LJMP RSCAN L2:JNB P3.1,L3；逐行掃描 LCALL DELAY JNB P3.1,L3 MOV RO,#01H;存行號 LJMP RSCAN L3:JNB P3.2,L4；逐行掃描 LCALL DELAY JNB P3.2,L4 MOV RO,#02H;存行號 LJMP RSCAN L1:JNB P3.3,L5；逐行掃描 LCALL DELAY JNB P3.3,L5 MOV RO,#00H;存行號RSCAN:MOV P3,#0FH;行線列線電平互換 C1:JNB P3.4,C2；逐行掃描 MOV R1,#00H;存列號 C11:JB P3.4,C11 LJMP CALCU C2:JNB P3.5,C3；逐行掃描 MOV R1,#01H;存列號 C22:JB P3.5,C22 LJMP CALCU C3:JNB P3.6,C4；逐行掃描 MOV R1,#02H;存列號 C33:JB P3.6,C33 LJ