数字开关量的短距离无线传输课程设计实验报告.docx
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数字开关量的短距离无线传输课程设计实验报告
广西民族大学
信息科学与工程学院
电子综合课程设计（Ⅰ）报告
设计题目：
数字开关量地短距离无线传送
学院：
信息科学与工程学院
专业：
电气信息工程
年级班级：
11电本
学号：
111263010308
学生姓名：
叶华林
指导教师：
马伏花职称:
讲师
2013年7月9日
摘要
无线编码遥控器由编解码部分电路（主要由PT2262、PT2272芯片组成），外加无线收发模块315MHZ现成模块组成.在编码电路中，采用了三端稳压器件L7805，滤波电容，防谐振地二极管，电解电容，八位地址拨码开关和四位数据拨码开关，还有用于电源指示，信号指示，数据开关量指示地发光二极管等.在解码电路上，同时也采用了三端稳压器件L7805，滤波电容，防谐振二极管，电解电容，八位地址拨码开关，还有用于电源，信号，接收数据显示地发光二极管等.本次设计采用无线传输数据地方式，利用编码电路发出任意一个四位数据开关量，用四个发光二极管指示，同时用地址拨码开关固定一地址，经过发射模块，把数据传到接有接收模块地解码电路，地址与编码电路地一致，也用发光二极管显示，当两个电路中地数据显示指示灯发光二极管显示一致时，说明调试成功.然后用地址拨码开关改变编码电路地地址，检测在解码电路中是否能接收到信号.只有当两个电路地地址一致地时候，在解码电路中才能接收到由编码电路发出地信号.该遥控器地设计原理比较简单，具有一定得实用性.
关键词：
编码芯片PT2262，解码芯片PT2272，315MHz无线收发模块.
1.
设计任务
无线传输四位数字开关量，可靠传输距离大于50M，在接收端用发光二极管显示还原发射端四个开关地状态.
2.设计方案
2.1红外遥控（IRRemoteControl）
红外遥控器（IRRemoteControl）是利用波长为0.76～1.5μm之间地近红外线来传送控制信号地遥控设备.
常用地红外遥控系统一般分发射和接收两个部分.
（1）发射部分地主要元件为红外发光二极管.它实际上是一只特殊地发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出地是红外线而不是可见光.
目前大量使用地红外发光二极管发出地红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同.
（2）接收部分地主要元件为红外接收二极管，一般有圆形和方形两种.在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高地灵敏度.
由于红外发光二极管地发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到地信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路，最近几年大多都采用成品红外接收头.
红外遥控常用地载波频率为38kHz，这是由发射端所使用地455kHz晶振来决定地.在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz.也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振地振荡频率来决定.
红外遥控地特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备.由于其无法穿透墙壁，故不同房间地家用电器可使用通用地遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控.因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10M）遥控中得到了广泛地应用.
2.2无线电遥控（RFRemoteControl）
无线电遥控器（RFRemoteControl）是利用无线电信号对远方地各种机构进行控制地遥控设备.这些信号被远方地接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应地机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要地操作.作为一种与红外遥控器相补充地遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛地应用.常用地无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分.
（1）发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说地，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块地优势在于可以和应用电路天衣无缝地连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来地方便.
（2）接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下地再生检波电路.超外差式解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到地载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号.由于载频频率是固定地，所以其电路要比收音机简单一些.超外差式地接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式地接收器体积小、价格便宜.
无线电遥控常用地载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用地是国家规定地开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围地，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用.
3.系统设计
本系统采用无线电遥控方式实现四路数字开关量地传输.其方框图如图3.1：
图3.1系统框图
3.1四位开关量地形成和还原
使用开关连接上发光二极管来提示是否发送数据和是否接收数据.四位开关量地形成电路图如图3.2所示，四位开关量地还原电路图如图3.3所示：
图3.2四位开关量地形成
图3.3四位开关量地还原
3.2编码和解码部分
本系统采用PT2262做编码芯片，用2272做解码芯片.PT2262/2272是台湾普城公司生产地一种CMOS工艺制造地低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定地地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路.
3.2.1编码芯片PT2262地原理简介
PT2262地原理图如图3.4所示：
PT2262特点：
CMOS工艺制造，低功耗；外部元器件少；RC振荡电阻；工作电压范围宽：
2.6-15v；数据最多可达6位；地址码最多可达531441种.
图3.4PT2262地原理图
PT2262引脚图如图3.5所示：
图3.5PT2262引脚图
管脚说明如表3.1所示：
表3.1管脚说明
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,
D0-D5
7-8、10-13
数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉
Vcc
18
电源正端（＋）
Vss
9
电源负端（－）
TE
14
编码启动端，用于多数据地编码发射，低电平有效；
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
Dout
17
编码输出端（正常时为低电平）
在具体地应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当地调节，阻值越大振荡频率越慢，编码地宽度越大，发码一帧地时间越长.荡电阻可按下表进行选配如表3.2：
表3.2荡电阻选配
PT2262
4.7M
3.3M
1.2M
PT2272
820K
680K
200K
PT2262地相关参数如图3.6所示：
图3.6PT2262相关参数
3.2.2编码芯片PT2272地原理简介
当解码芯片PT2272地14引脚通过接收模块接收到编码芯片PT2262发出地由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整地编码信号，并与自身地址码经过两次比较核对有效后，使17引脚输出高电平，同时相应地数据脚也输出高电平，我们可以通过发光二极管来检测设计是否成功.外接地振荡电阻要选择与发送部分地振荡电阻（1.2M）相匹配，这里选择200K地电阻作为接收部分地振荡电阻.其电路原理如下图4.3所示：
PT2272地原理图如图3.7所示：
图3.7PT2272地原理图
使用PT2272作为无线发射电路地硬件解码，其容量比较大，成本低，价格实惠.解码芯片PT2272引脚图如图3.8所示：
图3.8解码芯片PT2272引脚图
PT2272地引脚功能如表3.3所示：
表3.3PT2272地引脚功能
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,必须与2262一致,否则不解码
D0-D5
7-8、10-13
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应地高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换
Vcc
18
电源正端（＋）
Vss
9
电源负端（－）
DIN
14
数据信号输入端，来自接收模块输出端
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
VT
17
解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）
PT2272地相关参数如图3.9所示：
图3.9PT2272地相关参数
注意：
其中地址线地选取应与发射部分地地址线地选取一样，否则会出错！
3.3无线发射模块和接收模块
本系统采用315M无线发射接收模块.
3.3.1无线发射模块
DF数据发射模块地工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度.特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统.声表谐振器地频率稳定度仅次于晶体，而一般地LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好地频点不会发生偏移.其原理图如下图3.10所示：
图3.10无线发射模块原理图
发射模块采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，声表谐振器地频率稳定度仅次于晶体，而一般地LC振荡器频率稳定度及一致性较差.
主要技术指标：
1.通讯方式：
调幅AM
2.工作频率：
315MHz
图3.11315M发射模块实物图
3.频率稳定度：
±75KHz
4.发射功率：
≤500mW
5.静态电流：
≤0.1μA
6.发射电流：
3～50mA
7.工作电压：
DC3～12V
其实物图如图3.11
3.3.2无线接收模块
超再生检波电路实际上是一个受间歇振荡控制地高频振荡器，这个高频振荡器采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器地发射频率相一致.而间歇振荡又是在高频振荡地振荡过程中产生地，反过来又控制着高频振荡器地振荡与间歇.而间歇振荡地频率是由电路地参数决定地（一般为１百到几百千赫）.这个频率选低了，电路地抗干扰性能较好，但接收灵敏度较低，反之，频率选高，接收灵敏度较好，但抗干扰性能变差.超再生检波电路有很高地增益，在未收到控制信号时，由于受外界杂散信号地干扰和电路自身地热骚动，产生一种特有地噪声，叫超噪声，这个噪声地频率范围为0.3～5kHz之间，听起来像流水似地“沙沙”声.在无信号时，超噪声电平很高，经滤波放大后输出噪声电压；当有控制信号到来时，电路谐振，超噪声被抑制，高频振荡器开始产生振荡，输出信号.下图是常用地
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