無線遙控開關(guān)的設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實習(xí)設(shè)計論文（ 2013 ）屆論文題目： 無線遙控開關(guān)的設(shè)計 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師姓名及職稱： 2012年12月20日摘 要介紹了一種四路無線遙控開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計方法，并對該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細(xì)的說明。主要介紹315無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，涉及芯片有PT2262/PT2272(SC2262/SC2272本設(shè)計采用的是這兩個功能及引腳一樣)。該系統(tǒng)采用解碼芯片對接收到的信號進行處理，本設(shè)計采用315M穩(wěn)頻無線電遙控組件及其他外圍設(shè)備。該無線遙控開關(guān)電路可控制4路開關(guān)，可在中短距離（50米）內(nèi)，輸去有兩路

2、通過單片機C52控制延遲。關(guān)鍵詞：無線電；遙控；PT2262/PT2272；315MHZ；單片機引 言 近十幾年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。而無線通信技術(shù)又有著集成化，低功耗，易操作的發(fā)展趨勢。目前，一些只由微控制器和集成射頻芯片構(gòu)成的無線通信模塊不斷推出，這種微功率短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在工業(yè)、民用等領(lǐng)域得到應(yīng)用廣泛。無線射頻技術(shù)作為本世紀(jì)最有發(fā)展前景的信息技術(shù)之一，已經(jīng)得到業(yè)界的高度重視。該技術(shù)利用射頻方式進行非接觸雙向通信，可以自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強、抗干擾強、操作快捷等許多優(yōu)點。設(shè)計要求1、距離至少20米2、通過不同的按鍵控

3、制開關(guān)通斷3、可實現(xiàn)開關(guān)通、斷、延時關(guān)、延時開等功能（開關(guān)用LED指示燈代替）1.1無線遙控概述無線遙控器顧名思義，就是一種用來遠(yuǎn)程控制機器的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。時至今日，無線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來越多的應(yīng)用，給人們帶來了極大的便利。隨著科技的進步無線遙控器也擴展到了許多種類，簡單來說常見的有兩種，一種是紅外遙控模式，另一種是防盜報警設(shè)備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無線電遙控模式。兩者各有不同的優(yōu)勢，應(yīng)用的領(lǐng)域也有所區(qū)別，本課題要研究的是無線電遙控模式。1.2無線遙控的發(fā)展史無線電遙控技術(shù)發(fā)展只有幾十年的歷史：本世紀(jì)20年代才剛剛出現(xiàn)

4、無線電遙控的雛形。那時，人們試圖將遙控技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛飛機和艦船上，但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無線電遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用。到現(xiàn)今，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。在無線遙控領(lǐng)域，目前常用的遙控方式主要有超聲波遙控、紅外線遙控、無線電遙控等。由于無線電波是由發(fā)射點向四面八方傳

5、播，可以穿過阻擋物，而且可以傳播到很遠(yuǎn)的距離，因此它的控制可以在很大區(qū)域和空間內(nèi)實現(xiàn)，成為遙控的主要方式，在國防、軍事、生產(chǎn)、建設(shè)和日常生活中有極廣泛的應(yīng)用。為此，在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計出了一種集成芯片無線電遙控多通道開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計方法。研究表明，采用該方法設(shè)計的遙控開關(guān)系統(tǒng)控制方便，適用于含有較多受控電器的場合，可實現(xiàn)多路多功能控制。無線電遙控器是利用無線電信號對遠(yuǎn)方的各種機構(gòu)進行控制的遙控設(shè)備。這些信號被遠(yuǎn)方的接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動其它各種相應(yīng)的機械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、移動手柄、開動電機，之后再由這些機械進行需要的操作。作為一種性能良好的遙控器種類，在車庫門、

6、電動門、道閘遙控控制，防盜報警器，工業(yè)控制以及無線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。無線電遙控常用的載波頻率為315mHz或者433mHz，遙控器使用的是國家規(guī)定的開放頻段，在這一頻段內(nèi)，發(fā)射功率小于10mW、覆蓋范圍小于100m或不超過本單位范圍的，可以不必經(jīng)過“無線電管理委員會”審批而自由使用。我國的開放頻段規(guī)定為315mHz和433mHz。無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線

7、485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。2、本設(shè)計主要由發(fā)射部分、接收部分及單片機C52構(gòu)成，該電路使用DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和編解碼集成PT2262/PT2272（SC2262）。2.1發(fā)射部分發(fā)射部分電路圖315M無線發(fā)射接收模塊參數(shù)介紹主要技術(shù)指標(biāo)： 1。通訊方式：調(diào)幅AM 2。工作頻率：315MHZ/433MHZ 315M發(fā)射模塊3。頻率穩(wěn)定度：±75KHZ 4、發(fā)射功率：500MW 5、靜態(tài)電流：0.1UA 6、發(fā)射電流：350MA 7、工作電壓：DC 312V 數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在2585度

8、之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移。 發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。比如用PT2262或者SM5262等編碼集成電路配接時，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。 數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當(dāng)電壓變化時發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配

9、套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)模塊的實際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。 發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會縮短，由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會有不同

10、的收發(fā)距離。 編碼芯片PT2262是臺灣普城公司生產(chǎn)的CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編碼電路。PT2262最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供地址碼，最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。圖3為編碼集成PT2262引腳圖。     PT2262工作電壓范圍寬(2.6V15V)，其中A0-A11為地址管腳，用于進行地址編碼，可置為“0”，“1”或“f”（懸空）。D0-D5為數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉。TE為編碼啟動端，低電平有效。OSC1、O

11、SC2分別為振蕩電阻的輸入和輸出端，外接電阻決定振蕩頻率。Dout為編碼輸出端，平時為低電平，可以直接調(diào)制發(fā)射模塊發(fā)射信號。    平時沒有按按鈕時，編碼集成SC2262處于斷電狀態(tài)，無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊沒有發(fā)射信號。當(dāng)按鈕S1S4任何一個按下時，三極管Q1導(dǎo)通，編碼集成SC2262開始工作，它根據(jù)數(shù)據(jù)輸入端D0D4的電平進行編碼，編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。該編碼信號經(jīng)無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊進行調(diào)制后經(jīng)天線發(fā)射到周圍的空間。如果按鈕一直按住則發(fā)射模塊連續(xù)發(fā)射無線信號。當(dāng)編碼集成SC2262第17腳為低電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所

12、以高頻發(fā)射電路完全受控于SC2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。2.2 接收模塊接收模塊電路圖該部分電路主要由315MHz無線數(shù)據(jù)接收模塊解碼集成PT2272。當(dāng)無線接收模塊收到空間的315MHz信號時，經(jīng)放大、變頻、濾波等處理后輸出控制信號，送到解碼集成IC1第14腳進行處理。315M接收模塊技術(shù)指標(biāo) 315M超再生接收模塊超再生接收模塊的體積：30x13x8毫米 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、通訊方式：調(diào)幅AM 2、工作頻率：315MHZ/433MHZ 3、頻率穩(wěn)定度：±200KHZ 4、接收靈敏度：106DBM 5、靜態(tài)電

13、流：5MA 6、工作電流：5MA 7、工作電壓：DC 5V 8、輸出方式：TTL電平 接收模塊的工作電壓為5伏，靜態(tài)電流4毫安，它為超再生接收電路，接收靈敏度為105dbm，接收天線最好為2530厘米的導(dǎo)線，最好能豎立起來。接收模塊本身不帶解碼集成電路，因此接收電路僅是一種組件，只有應(yīng)用在具體電路中進行二次開發(fā)才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，這種設(shè)計有很多優(yōu)點，它可以和各種解碼電路或者單片機配合，設(shè)計電路靈活方便。 接收模塊采用SMD貼片工藝制造生產(chǎn)，為超再生接收方式，它內(nèi)含放大整形及解碼電路，使用極為方便，這種電路的優(yōu)點在于： 1、天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4波長天線的選頻作用，控制距離較近時可

14、以剪短甚至去掉外接天線 2、輸出端的波形在沒有信號比較干凈，干擾信號為短暫的針狀脈沖，而不象其它超再生接收電路會產(chǎn)生密集的噪聲波形，所以抗干擾能力較強。 3、模塊自身輻射極小，加上電路模塊背面網(wǎng)狀接地銅箔的屏蔽作用，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入。 4、采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315M后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機械振動性能都有極大改善?？烧{(diào)電容調(diào)整精度較低，只有3/4圈的調(diào)整范圍，而可調(diào)電感可以做到多圈調(diào)整?？烧{(diào)電容調(diào)整完畢后無法封固，因為無論導(dǎo)體還是絕緣體，各種介質(zhì)的靠近或侵入都會使電容的容量發(fā)生變化，進而影響接收頻率。另外未經(jīng)封

15、固的可調(diào)電容在受到振動時定片和動片之間發(fā)生位移；溫度變化時熱脹冷縮會使定片和動片間距離改變；濕度變化因介質(zhì)變化改變?nèi)萘?；長期工作在潮濕環(huán)境中還會因定片和動片的氧化改變?nèi)萘?，這些都會嚴(yán)重影響接收頻率的穩(wěn)定性，而采用可調(diào)電感就可解決這些問題，因為電感可以在調(diào)整完畢后進行封固，絕緣體封固劑不會使電感量發(fā)生變化。 超再生接收模塊有七個引出端，分別為VCC、D1、D2、D3、D4、VT、GND，其中VCC為5V供電端，GND為接地端， VT端為解碼有效輸出端，D1、D2、D2、D4是解碼芯片PT2272(SC2272)集成電路的輸出腳,為四位數(shù)據(jù)鎖存輸出端，有信號時能輸出5V左右的高電平，驅(qū)動電流約2m

16、A，與發(fā)射器上的四為個按鍵一一相對應(yīng)。實物圖315MHz無線數(shù)據(jù)接收模塊有超再生式接收模塊和超外差式接收模塊兩種，超再生和超外差電路性能各有優(yōu)缺點。超再生式接收模塊接收靈敏度為-105dBm，抗干擾能力差，頻率受溫度漂移大，采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315MHz后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機械振動性能都有極大改善。超外差式接收模塊抗干擾能力較強，自身輻射極小，背面有網(wǎng)狀接地銅箔屏蔽，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入；輸出端的波形在沒有信號時比較干凈，干擾信號為短暫的針狀脈沖，不象超再生式接收電路會產(chǎn)生密集的噪聲波形，但近距離強信號時可能有

17、阻塞現(xiàn)象。    本制作因工作環(huán)境不是非常惡劣，為了降低成本而采用了超再生式接收模塊。超再生式接收模塊的工作電壓為5伏，靜態(tài)電流4毫安，使用時最好接上2530厘米的導(dǎo)線作為天線。    解碼集成PT2272也是臺灣普城公司生產(chǎn)的CMOS工藝制造的低功耗低價位通用解碼電路，它與編碼集成PT2262配對使用。下圖為解碼集成PT2272的引腳圖。    PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)

18、發(fā)生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時（PT2272-M4)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(PT2272-M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。本制作使用后綴為L4的PT2272解碼芯片（SC2272-T4）。    PT2272工作電壓為5V，其中A0-A11為地址管腳，用于進行地址編碼，可置為“0”，“1”或“f”（懸空），但必須與PT2262一致，否則不解碼。D0-D3為數(shù)據(jù)管腳，當(dāng)?shù)刂反a與PT2262一致時，數(shù)

19、據(jù)管腳輸出與PT2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平，鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)時才能轉(zhuǎn)換。DIN為數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端。OSC1、OSC2分別為振蕩電阻的輸入和輸出端，外接電阻決定振蕩頻率（PT2262/ PT2272發(fā)射和接受的電阻匹配一般有，4.7M 820K，3.3M 680K，2.2M 470K，1.5M 220K，1.2M 200K）。VT為解碼有效確認(rèn)端，高電平有效。平時無線接收模塊D1沒有接收到空間的315MHz信號時，輸出的只是干擾信號，解碼集成SC2272-T4（IC1）輸出端D0D3均為低電平。當(dāng)無線接收模塊收到空間的315MHz信號時，經(jīng)放大、變頻、濾波等處理后輸出

20、控制信號，送到解碼集成IC1第14腳進行解碼。只有SC2272的地址端的電平狀態(tài)與發(fā)射部分的SC2262的地址端一致時，對應(yīng)的數(shù)據(jù)端才有高電平輸出。放大部分由LM358完成LM358里面包括有兩個高增益、獨立的、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，它的應(yīng)用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運放的地方使用。3.1機延遲控制延遲部分主要由單片機STC89C52RC控制LED4,LED5延遲開、關(guān)。電路圖如下上電路圖中LED1、LED2、LED3分別接接受模塊的D0、D1、VT。LED4、LED5分別接單片機的P0.0和P0.1。

21、而接收模塊的D2/D3分別接單片機的P1.2和P1.4。3.2延遲程序如下；#include <reg52.h> sbit led4=P00; sbit led5=P01; sbit sky1=P12; sbit sky2=P14; void delay_5s(unsigned int x); void main() while(1) int i; if(sky1=0) for(i=0;i<20;i+)delay_5s(); led4=0; else led4=1; if(sky2=0) led5=0; else for(i=0;i<20;i+)delay_5s(); led5=1; void delay_5s(unsigned int x) while(x-); 4、結(jié)論在本次實習(xí)設(shè)計課題的研究中,我大有收獲。首先在選擇實習(xí)設(shè)計課題時，我本著鞏固所學(xué)理論知識，加強實際動手能力，增加對現(xiàn)代科技特別是通信方面的了解，圓滿完成大學(xué)本科學(xué)業(yè)的想法，選了無線遙控開關(guān)的設(shè)計這一實際而又有挑戰(zhàn)性的課題。經(jīng)過三年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專業(yè)方面知識及其它各方面知識的情況下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的實習(xí)設(shè)計。這次實習(xí)設(shè)計歷時2月，從一開始的確定課題，到后來的資