無線遙控系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、摘 要無線電遙控技術在現(xiàn)代工農業(yè)生產(chǎn)、科研、國防等領域有非常廣泛的應用，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，要求遙控技術越來越精細，需要設計者整體考慮，優(yōu)化設計整個遙控系統(tǒng)。論文主要包括兩大部分，發(fā)射電路的設計和接收電路的設計，又以 發(fā)射電路的設計為重點。首先，從整體著手，闡述了整體設計思路，然后對整體方案分塊設計。以求設計出最佳單元電路，然后整合在一起，使其整體電路更加精良。其次，我們開始了對各個單元電路的設計。從開關電路，到編碼電路，功率放大電路，調制電路，再到發(fā)射天線，我們都一一加以介紹。最后，我們選用FM解調芯片MC3361構成解調電路，LC作發(fā)射模塊，設計出一套簡單、使用方便的遙控發(fā)射裝置。關鍵詞：

2、發(fā)射電路，接收電路，主振電路，高頻功率放大器，調制電路Abstract:The field of radio frequency (RF)circuit design is currently enjoying a renaissance,driven in particular by the recent ,and largely unanticipaated,explosive growth in wireless telecommunications,Because this resurgence of interest in RF enigneers ,However ,in tryi

3、ng to synthesize the two traditions of “conventional”RF and lower-frequency MC desigers often find communication with each other difficult bacause of their diverse back-grounds and the differences in the media in which they realize their circuits .Radio-frequency MC design , particularly in LC, is a

4、 different activity altogether from discrete RF design.Key words: wireless remote control an oscillating circuit a high-frequency power amplifier modualation code projectile目 錄1 論文設計要求21.1 基本要求21.2 發(fā)揮部分32 總體設計方案32.1 方案一32.2 方案二43 方案比較54 擇方案的具體論證54.1 無線信號傳輸部分54.2 控制部分74.3 關于傳輸距離的分析85 無線信號傳輸部分115.1發(fā)射機

5、115.2 接收機156 數(shù)字系統(tǒng)部分196.1編碼部分196.2 解碼部分206.3 驅動部分22總 結26參 考 文 獻27附錄28無線電遙控系統(tǒng)1 論文設計要求1.1 基本要求（1）工作頻率：fo=610MHz中任選一種頻率。（2）調制方式：AM、FM或FSK任選一種。（3）輸出功率：不大于20mW（在標準75假負載上）。（4）遙控對象：8個，被控設備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。（5）接收機距離發(fā)射機不小于10m。1.2 發(fā)揮部分（1）8路設備中的一路為電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級并用 數(shù)碼管顯示級數(shù)。（2）在一定發(fā)射功率下（不大于20mW），盡量增大接收距離。（3）

6、增加信道抗干擾措施。（4）盡量降低電源功耗。2 總體設計方案2.1 方案一整個系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)組成結構框圖如圖1-1和1-2所示。系統(tǒng)的工作原理是首先通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關狀態(tài)信息的編碼脈沖信號，再通過無線電發(fā)射電路將該信號發(fā)射出去。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進行編碼地址確認，確認是否為本遙控開關系統(tǒng)地址，然后通過驅動電路來驅動遙控對象8個，且其中一個是電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級并用數(shù)碼管顯示級數(shù)。.控制器編碼調制功放電池 圖2-1 無線電遙控發(fā)射方框圖

7、放大解調解碼外供直流穩(wěn)壓電源被控設備 圖2-2 無線電接收機方框圖2.2 方案二整個可編程無線電遙控多通道開關系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)組成結構框圖如圖1-3和1-4所示。開關系統(tǒng)的工作原理是首先通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關狀態(tài)信息的編碼脈沖信號，再通過無線電發(fā)射電路將該信號發(fā)射出去。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進行編碼地址確認，確認是否為本遙控開關系統(tǒng)地址。如果是，則單片機電路產(chǎn)生相應的控制信號控制開關電路動作；如果不是，則解碼電路不解碼，單片機電路不響應，開關電路無任何動作。系統(tǒng)軟件的設計主要是通

8、過編程實現(xiàn)單片機對開關電路的狀態(tài)進行控制。充分利用其軟硬件資源，可以實現(xiàn)對受控電路的多種狀態(tài)進行控制，還可以實現(xiàn)單鍵控制多路電路（例如，可按下一個遙控按鍵關掉所有的受控電器）。利用單片機對開關電路進行控制還使得控制電路擴展方便，控制靈活。3 方案比較在方案一中我們采用了在發(fā)射系統(tǒng)中電源開關的設計，使得只有在按下指令鍵時發(fā)射系統(tǒng)才上電，指令鍵松開時發(fā)射系統(tǒng)掉電，大大降低了發(fā)射系統(tǒng)的功耗，延長了電池的使用壽命。采用專用編碼、解碼集成電路，電路內部的重復辨識確認提高了系統(tǒng)的可靠性，避免了多個同一結構的無線電遙控開關系統(tǒng)在有效距離內相互干擾問題。被控制設備能簡單明了地體現(xiàn)遙控狀態(tài)，而且便于擴展及實使用

9、。方案二中發(fā)射模塊與方案一中大致相同，但是在接收電路中采用了單片機控制的電路使電路構成簡化，可實現(xiàn)多路多功能控制。采用射頻發(fā)射、接收模塊，安裝調試方便，電路簡潔，可靠性好，穩(wěn)定性高。從我們設計的難易程度和經(jīng)濟角度我們同組成員選擇了第一個方案，第二個方案如果用于商業(yè)用途肯定會有很大的潛力，但是作為我們簡單的制作設計來說過于大費周章了，所以第一方案作為我們的首選目標。4 擇方案的具體論證根據(jù)任務要求，系統(tǒng)從結構上考慮，有無線電遙控發(fā)射機和無線電接收機兩大模塊，從功能上講有無線信號傳輸部分和控制部分。下面分別從這兩個方面闡述方案的設計思想。4.1 無線信號傳輸部分（1） 調制方式的選擇根據(jù)要求，控制

10、對象是8盞燈，其中一盞亮度可調，亮度分為8級，用數(shù)碼管顯示級數(shù)，被控狀態(tài)采用二進制編碼。因課題對頻帶寬度沒有限制，為了提高抗干擾能力，實現(xiàn)方法簡單，載波傳輸采用FSK調制方式。（2） 發(fā)射機主振電路型式的選擇主振可采用晶體振蕩或LC振蕩。課題要求載頻為610MHz。若采用普通晶體倍頻方式，假設為三倍頻，則晶體頻率要低于3.33MHz，在這種情況下難于獲得足夠的頻偏。例如，用摩托羅拉公司的單片集成FM調制芯片MC2833實現(xiàn)2.5MHz電抗管晶體三倍頻調頻時，實測三倍頻后的最大頻偏為420MHz。若采用專用調頻晶體，價格又太高。因此本設計選擇了變容二極管直接調頻的西勒電路，即可獲得較大的頻偏，又

11、可保證一定的頻率穩(wěn)定度。（3） 發(fā)射機功放電路的選擇功率放大器一般可由推動級、中間級和輸出級組成，具體級數(shù)應由所要求的總功率增益而定。試題要求輸出功率不大于20mW，假設天線特性阻抗為75，則在匹配良好條件下天線上電壓峰峰值要小于3.5v。一般西勒振蕩器輸出電壓峰峰值為1v是可實現(xiàn)的，故用一級功率放大應能滿足要求。考慮到前后級影響的問題，在振蕩器與功放間加入了一級射隨器，起隔離和激勵的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效率，功放管工作狀態(tài)選為甲乙類。（4） 接收機高頻放大器為保證接收機具有較高的靈敏度，選用低噪聲高頻晶體管2SC763。為獲得一定的電壓增益，采用共射極諧振放大電路。（5） 接收機解調器

12、通過查閱資料，選擇了摩托羅拉的單片集成窄帶FM解調芯片MC3361構成解調電路。MC3361的特點為低功耗、低電壓和高靈敏度，在窄帶語音和數(shù)據(jù)通信中有良好的鏡頻抑制能力。 4.2 控制部分控制的對象是8路設備，8路當中有一路設備是電燈，該路電燈亮度可調，共分為八個亮度等級，其余7路只有開關兩種狀態(tài)，因此共計為15種狀態(tài)，用數(shù)字信號來表示是合理的。這15種狀態(tài)不允許同時出現(xiàn)。現(xiàn)將15種狀態(tài)進行編碼。如表1.1所示，采用四位二進制碼表示各控制狀態(tài)。 表1.1 15種狀態(tài)編碼表編 號ABCD功能說明10001一路工作,其余不工作20010二路工作,其余不工作30011三路工作,其余不工作40100四

13、路工作,其余不工作50101五路工作,其余不工作60110六路工作,其余不工作70111七路工作,其余不工作81000八路工作,其余不工作亮度0級91001八路工作,其余不工作亮度1級101010八路工作,其余不工作亮度2級111011八路工作,其余不工作亮度3級121100八路工作,其余不工作亮度4級131101八路工作,其余不工作亮度5級141110八路工作,其余不工作亮度6級151111八路工作,其余不工作亮度7級其中一位碼A表示控制對象是其中一盞燈亮還是其余七盞燈的開關,另三位碼對應表示八級亮度或被點亮的燈號。ABCD=0000表示全部不工作。為了便于碼元的傳輸，需要對碼元件進行再編碼

14、（一是進行并/串轉換，二是加入一定冗余信息提高可靠性）。經(jīng)查閱資料，MC145026和MC145027是專門設計用于遙控電路中的編/解碼器。MC145026可以接收四位并行數(shù)據(jù)，再編碼后串行輸出，在每一個編碼周期中，發(fā)送兩次數(shù)據(jù)，以提高可靠性。MC145027解碼器接收串行數(shù)據(jù)，前五位二元碼是地址碼，剩下的為四比特的二元數(shù)據(jù)碼，當接收到的地址碼與本地地址碼相等時，并行輸出數(shù)據(jù)碼。用MC145026和MC145027可以滿足控制信號的再編碼與解碼。類似MC145027/MC145026專門用于設計遙控電路中的編碼/解碼集成芯片有許多種，例如PT2262/PT2272、YYH26/YYH27等均可

15、勝任。4.3 關于傳輸距離的分析傳輸距離是簡易無線電遙控系統(tǒng)的綜合性技術指標，也是本設計的重點與難點內容。單工無線通信最大作用距離公式為 (1.1)式中，Pt為發(fā)射機天線端輻射的有效功率；Smin為接收機的最小檢測功率；Gt、Gr分別為發(fā)射機天線和接收機天線的增益；K值在發(fā)射機頻率為定值，實驗環(huán)境確定的情況下基本上為常量。要增大作用距離應從如下幾個方面考慮：（1） 盡量提高發(fā)射與接收天線的增益因題目對天線的形狀、尺寸未作規(guī)定，故天線的設計可以大做文章，下大工夫。由式（1.1）可知，傳輸距離是與Gt、Gr形成正比。若Gt、Gr分別增大兩倍，則作用距離也增加兩倍。這是非常可觀的。（2） 盡量提高發(fā)

16、射機天線端有效輻射功率Pt根據(jù)題目要求，在發(fā)射機輸出端接上75的假負載，其輸出功率不應大于20mW。在去除假負載，接上發(fā)射天線，則被天線輻射出去的有效功率Pt比20mW要小。以單振子天線為例，如圖1.2所示。當l= 時，A、B兩端所呈現(xiàn)的阻抗為300左右，必須接一個4：1的阻抗變換器才能與發(fā)射機阻抗匹配。自然這樣是效果最佳。然而根據(jù)題目要求，工作頻率fo在610MHz之間任選一個頻點，假設選取fo=610MHz，光速為c，則波長為 = =3*108/10*106=30(m),l= /2=15(m)要架設這么長的天線是不實際的。 阻抗變換 器75電阻電纜75ABl 圖1.2 單振子天線 一般情況

17、下，發(fā)射機采用拉桿天線，其總長度約1.5m左右。經(jīng)過MATLAB仿真計算可得，拉桿天線的等效阻抗Zr為 Zr=RL-jXL (1.2)RL不到10,XL超過100。它與發(fā)射機嚴重失匹，而且天線呈容性阻抗。因此在發(fā)射機輸出端和拉桿天線之間必須加裝阻抗變換器，且要抵消天線容性的影響，其示意圖如圖1.3所示。 發(fā)射機降阻網(wǎng)絡模擬拉桿天線CLRLL13 天線匹配示意圖當然還可以采用天線增益更高的天線。例如雙拉桿天線、環(huán)行天線等。不管采用任何形式的天線，均存在發(fā)射機與天線匹配問題。接收機同時也存在接收天線與高頻放大器之間的阻抗匹配問題，這里不再重復。（3） 提高接收機的靈敏度由式（1.1）可知，提高接收

18、機的靈敏度（即降低接收機的Smin）與提高發(fā)射機天線的輻射功率Pt對增加傳輸距離是同等重要的。故接收機采用超外差體制，切加裝一級低噪聲、高增益高頻放大器，同時接收機要調準，使接收機靈敏度達到最高。（4）根據(jù)電波傳輸理論，如圖1-4所示。在距離為(2n-1)/4時，會出現(xiàn)波谷，收聽效果最差；在距離為n/2時，會出現(xiàn)波峰，收聽效果最好。其中n為自然數(shù)。如圖所示。在進行傳輸距離測試時，要轉動天線方向，使接收效果達到最佳為止。 磁場強度/23/25/2/43/45/47/49/4距離圖1-4 電波傳輸理論示意圖（5） 關于盡量減小系統(tǒng)輸出信號失真度的分析輸出信號失真度也是單工無線呼叫系統(tǒng)的重要指標。該

19、指標的優(yōu)劣取決于接收和發(fā)射兩個分機。對可能產(chǎn)生波形失真的原因要分析清楚，從而采取有效措施，才能保證系統(tǒng)輸出波形無明顯失真。（6）從系統(tǒng)方面考慮：收發(fā)系統(tǒng)要調整正常，兩者的頻率要對準，直流穩(wěn)壓電源紋波要小，還要防止外部干擾（特別是市電干擾）串入系統(tǒng)。故發(fā)射機音頻放大級最好能屏蔽。最后，還要使收發(fā)天線極化一致，方向對準。5 無線信號傳輸部分5.1發(fā)射機調頻發(fā)射機的模擬部分分為二大模塊（1） 發(fā)射部分電路圖如圖2.1所示。圖2.1 發(fā)射部分電路圖主振器由晶體管VT1與電容C2、C3、C4、C5、變容二極管C3和電感L1組成西勒振蕩器。該電路較易起振，輸出振蕩頻率和振幅也較為穩(wěn)定，波形好，調諧范圍也比

20、較寬。振蕩信號由C7弱耦合至射隨器，然后送至功放。射隨器的功能有1）輸入阻抗高、輸出阻抗低；2）輸入輸出同相；3）輸入集電極電壓等于發(fā)射集電壓；4）有電流和電壓放大作用。功放的工作狀態(tài)為甲乙類，R8、R9給VT3提供偏壓，輸出匹配網(wǎng)絡采用簡單的T型網(wǎng)絡，其中L4與C10和天線等效電容諧振于載頻，L3與L2起阻抗變換作用，以使輸出功率最大。調頻采用變容二極管電路。在本設計中，調制信號為二單元單極性碼，即只有高低兩個電平，故對調制線性度要求不高。因次設計采用了變容二極管部分接入及對變容二極管不外加發(fā)偏壓的電路結構，電路如圖2.2所示。Cj為變容二極管的結電容，可求得Cj對主振回路的接入系數(shù)P為 P

21、=C5/（C5+Cj） 若調制信號引起的結電容變化為C，則引入主振回路的電容變化量為P2C，可求得由此引起的振蕩頻率的變化為fg-(P2C/2C) fg式中C=C5Cj / (C5+Cj)+C4 為主振回路總電容。負號表示C與fg的變化相反。本設計中C5=3pF,Cj=21pF,可得P <<1,即變容二極管參量的變化對振蕩頻率影響較小，頻率穩(wěn)定度大大提高。由此引入的問題是如何能得到足夠的頻偏，也就是如何使變容二極管的結電容變化較大。解決的辦法是對變容二極管不加反偏壓。如圖2.3所示，在不加反偏壓時可獲得最大電容變化量。由于無外加偏壓，避免了由偏壓變化引起的頻率漂移，同時簡化了電路。

22、調制信號C5Cj圖2.2 變容二極管偏壓電路 CjCj0Cjtutoo圖2.3 變容二極管壓容特性 （2） 編碼部分電路圖如圖2.4所示。采用CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器和編碼集成電路MC145026構成。圖2.4 編碼部分電路圖控制鍵包括8個常閉按鍵和一個單刀雙擲撥鍵K1,撥鍵用來選擇被控對象，8個常閉按鍵用來表示被選中對象的8 種狀態(tài)。采用核心元件CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器，只對按鍵進行編碼。目前只用其中的8-3線部分，其余的可以留給以后擴展用。利用MC145026和MC145027對控制信號進行再編碼和解碼，以利于碼元在無線信道中傳輸，MC145026產(chǎn)生占空比隨傳0、

23、傳1改變的單極性碼，一組編碼包括5位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼。在本設計中MC145026的地址碼四位是設定的，另一位由撥鍵控制， 來選擇控制對象是要調亮度的燈還是其余的七盞燈。相應的MC145027才會有解碼輸出。這樣，可以利用一片MC145026控制兩片MC145027。集成編碼器MC145026的波形如圖2.5所示。圖2.5 MC145026的波形圖 圖2.6 MC145026的引腳功能和外部電路圖集成編碼器MC145026的引腳功能和外部電路如圖2.6所示。A1A9是地址或數(shù)據(jù)輸入端,當作地址使用時有三個狀態(tài) (高電平、開路、低電平)，當作數(shù)據(jù)使用時有兩種狀態(tài)（高電平、低電平）；、的數(shù)值決定M

24、C145026內部時鐘振蕩器的工作頻率；TE是內部時鐘振蕩器的工作控制端，當TE為低電平時，振蕩器工作；的輸出編碼信號如圖3所示，兩個連續(xù)的寬脈沖（占空比7：1）表示“1”，兩個連續(xù)的窄脈沖（占空比1：7）表示“0”，一寬一窄兩個脈沖表示“開路”。發(fā)送時，先發(fā)送17.5個時鐘周期的低電平, 接著依次發(fā)送A1A2的狀態(tài)編碼，如果A1A9的狀態(tài)編碼發(fā)送完畢后TE依然是低電平,經(jīng)過24個時鐘周期后再依次發(fā)送 A1A9的狀態(tài)編碼。其編碼的發(fā)送工作不管TE在何時由低電平變?yōu)楦唠娖?，均必須等到當前發(fā)送周期結束以后才能停止。5.2 接收機 接收機的模擬部分可分為三大模塊：（1） 高頻放大電路如圖2-7所示：

25、采用了典型電路，為一級共發(fā)射級諧振高放。為提高接收機靈敏度使用了低噪聲的三極管2SC763。 圖2-7 高頻放大電路（2） 鑒頻電路如圖2-8所示：采用MC3361，本振為8MHz，與高放送來的信號進行混頻，產(chǎn)生500kHz的中頻信號。此信號通過窄帶陶瓷濾波器（FL）送回MC3361進行鑒頻。 圖2-8 鑒頻電路MC3361是美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調頻接收電路，主要應用于語音通訊的無線接收機。片內包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃描控制器及靜噪開關電路。主要應用在二次變頻的通訊接收設備。其主要特性如下：   

26、0;· 低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA）    · 極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）    · 少量的外接元件    · 工作電壓：2.08.0V    · DIP16和SO-16兩種封裝形式    · 工作頻率：60MHz(max)圖2-9 M

27、C3361內部電路圖 圖2-10 MC3361典型應用電路圖MC3361單片窄帶調頻接收電路工作原理：    MC3361的內部振蕩電路與Pin1和Pin2的外接元件組成第二本振級，第一中頻IF輸入信號10.7MHz從MC3361的Pin16輸入，在內部第二混頻級進行混頻，其差頻為：10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中頻信號。    第二中頻信號由Pin3輸出，由455kHz陶瓷濾波器選頻，再經(jīng)Pin5送入MC3361的限幅放大器進行高增益放大，限幅放大級是整個電路的主要增益級。Pi

28、n8的外接元件組成455kHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號在內部進行鑒頻解調，并經(jīng)一級音頻電壓放大后由Pin9輸出音頻信號。    Pin12Pin15為載頻檢測和電子開關電路，通過外接少量的元件即可構成載頻檢測電路，用于調頻接收機的靜噪控制。MC3361內部還置有一級濾波信號放大級，加上少量的外接元件可組成有源選頻電路，為載頻檢測電路提供信號，該濾波器Pin10為輸入端，Pin11為輸出端。Pin6和Pin7為第二中放級的退耦電容。表2-1 MC3361的特性參數(shù)名稱引腳位置標識符極限值單位電源電壓4Vcc(max)10V(DC)工作電壓范圍4

29、Vcc48V(DC)檢波輸入電壓8-1.0Vp-p輸入電壓16V161.0VRMS靜噪功能14V14-0.55.0Vpk焊接溫度-Tj150工作周圍溫度范圍-TA-30+70儲藏溫度-Tstg-65+150（3） 比較電路如圖2-11所示：碼型在傳輸過程中可能出現(xiàn)畸變，所以應通過比較電路使信號恢復成只有高低電平的數(shù)字信號。這樣，提高了接收機的抗干擾能力，并與后級數(shù)字電路匹配。比較器門限電壓由鑒頻器輸出經(jīng)RC低通濾波器獲得，其電壓相當于信號中的直流分量電壓。此方法有一定的自適應功能，在實際應用中表現(xiàn)出較強的抗干擾能力。 圖2-11 比較電路6 數(shù)字系統(tǒng)部分因為本遙控系統(tǒng)的重點在于無線信號傳輸部分

30、，所以本著以下的原則來設計數(shù)字系統(tǒng)：（1） 在無線發(fā)射機內的控制部分盡量簡單，接收機部分的受控設備也可以簡單明了地體現(xiàn)遙控功能的目的。（2） 能夠實現(xiàn)規(guī)定的控制能力。6.1編碼部分如圖2-4所示，控制鍵包括8個常閉按鍵和一個單刀雙擲撥鍵K1,撥鍵用來選擇被控對象，8個常閉按鍵用來表示被選中對象的8 種狀態(tài)。采用CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器，只對按鍵進行編碼。目前只用其中的8-3線部分，其余的可以留給以后擴展用。利用MC145026和MC145027對控制信號進行再編碼和解碼，以利于碼元在無線信道中傳輸，MC145026產(chǎn)生占空比隨傳0、傳1改變的單極性碼，一組編碼包括5位地址碼和4位數(shù)

31、據(jù)碼。在本設計中MC145026的地址碼四位是設定的，另一位由撥鍵控制， 來選擇控制對象是要調亮度的燈還是其余的七盞燈。相應的MC145027才會有解碼輸出。這樣，可以利用一片MC145026控制兩片MC145027。6.2 解碼部分在接收端用兩片MC145027對解調后的信號進行解碼。一片MC145027對應一個控制對象。這在實際應用中是有好處的，被遙控設備可用獨立的接收機來控制。MC145027的解碼方式：     MC145027是與MC145026配套使用的解碼器的一種，具有4位數(shù)據(jù)輸出和5位地址編碼，根據(jù)其地址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。根據(jù)其地

32、址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。MC145027的引腳功能和外部電路如圖2-12所示，其功能框圖如圖2-13所示。MC145027通過RC積分電路來完成寬窄脈沖的識別，圖2-13中，定時元件R1、C1決定對寬窄脈沖的識別。 R2、C2是整個發(fā)送周期的辨別定時元件，用以確定各個有效單字，。當編碼信號從數(shù)據(jù)輸入端（9腳）輸入時，6 腳將出現(xiàn)與9腳相同的信號，該信號經(jīng)R1、C1積分電路積分后由7腳送至數(shù)據(jù)提取電路，數(shù)據(jù)提取電路在輸入信號的每一個上升沿通過檢測 7腳的狀態(tài)來判斷輸入的是寬脈沖還是窄脈沖。圖2-14中給出了6腳和7腳信號的波形，假定數(shù)據(jù)輸入端輸入的是“開路”編碼（即一個寬脈沖和一個

33、窄脈沖），寬脈沖開始于t0時刻，結束于t1時刻，窄脈沖開始于t2時刻，結束于t3時刻，整個編碼于t4時刻結束。那么，在t1時刻，7腳的電壓為： 在t2時刻7腳電壓為： 在此時刻，數(shù)據(jù)提取電路檢測到的7腳電平為高電平，說明上一個脈沖為寬脈沖；此后窄脈沖通過 R1給C1充電，在窄脈沖結束時的t3時刻，7腳的電壓為0.74V，在此后的一段時間里C1通過R1放電，在編碼結束的t4時刻，7腳的電壓為0.1V。此時數(shù)據(jù)提取電路檢測到7腳的電平為低電平，說明上一個脈沖為窄脈沖。由此可見MC145027并不是對接收到的脈沖信號直接進行解碼，而是將輸入信號積分后進行解碼，由于積分電路能濾除瞬間的尖脈沖干擾，因此

34、MC145027接收的編碼信號即使受到某種程序的干擾，MC145027依然能夠進行正確的解碼，這一點對于環(huán)境復雜的工業(yè)現(xiàn)場特別重要。 圖2-12 MC145027的引腳功能 圖2-13 MC145027譯碼器功能框圖 圖2-14 MC145027的6、7腳波形6.3 驅動部分如圖驅動電路所示，LED工作電流小，采用74LS138譯碼輸出直接驅動小電燈的亮度調節(jié)，通過三個能提供不同電流的射隨器相加實現(xiàn)。數(shù)碼管采用MC14511驅動。MC14511為七段LED顯示器的鎖存、譯碼和驅動器。MC14511的LE為高電平時，MC14511的輸出保持不變；當LE為低電平時，MC14511的輸出狀態(tài)由輸入端

35、決定。譯碼和驅動功能是把輸入的BCD碼轉換為七段顯示碼再驅動LED顯示器。輸出端是高電平有效，所以使用共陰極的LED顯示器。 圖2-15 74LS138的引腳圖 圖2-16 用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138表2-2 3線-8線譯碼器74LS138的功能表 無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1，芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。當附加控制門的輸出為高電平（S1）時，可由邏輯圖寫出 由上式可以看出，同時又是這三個變量的全部最小項的譯碼輸出

36、，所以也把這種譯碼器叫做最小項譯碼器。74LS138有三個附加的控制端、和。當、時，輸出為高電平（S1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。在電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時），而將作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當101時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。6.4 電源選擇與省電裝置電源作為電路的最重要部分，所以電源的選擇極為重要。電源的要求為6v，所以我選擇了現(xiàn)在市場上價格便宜實惠的充電電源，降低了我們的成本也節(jié)省了站地空間。由于發(fā)射機功耗小，工作電流小于28mA，故可用一個三極管（VT4）來為裝機的電源開關。具體裝置如圖1-1所示。在按鍵未按下時，VT4處于截止狀態(tài)。按鍵按下時，VT4飽和導通，電源連接。4 測試結果測試對象測試指標測試結果發(fā)射機輸