基于单片机的无线控制系统.doc

1、开 封 大 学毕业设计说明书题目名称:基于单片机的无线控制系统学校名称：开封大学院部名称：机电工程学院专业名称：电子信息工程技术学 号：2009061206姓 名：王昌胜指导老师：杨志帮开封大学机电工程学院 2011 年 12 月 13 日摘 要随着当今社会科学技术的迅猛发展，高精尖科技及产品越来越多应用到工业生产等领域以及各种公共场所。红外线、电磁波等无线传送与接收设备也随处可见。基于单片机的无线遥控系统是根据发射机上的键的输入信号变为一定波长的红外线传送到接收设备，进行解码、调制，然后将所得的信号送至单片机内部，与其内部的程序相结合，在显示器上显示相应的字母，同时指示灯也被点亮。 此毕业设

2、计设计出的数字编码无线遥控控制电路是由无线发射机、无线遥控接收机、单片机主控电路和执行机构4部分组成，它由无线遥控发射/接收和无线遥控专用编码/解码集成电路制作而成，可同时控制多种不同电路或控制同一电路不同工作状态。具有灵敏度高、制作成本低、电路简洁、方便实用等特点，遥控距离可达百米之上，可以作为家用电路的控制开关，亦可用于遥控玩具、车辆防盗系统、家庭防盗系统和其他电器遥控等。关键字：单片机 无线遥控发射 无线遥控接收目 录一、引言二、总体设计方案2.1、设计思路2.2、总体设计框图三、设计组成及原理分析63.1、发射电路所用元器件及原理分析63.1.1、编码芯片PT2262芯片原理简介：83

3、.1.2、 解码芯片PT2272芯片原理简介：123.1.3、 无线发射控制电路原理分析143.2、单片机主控电路143.2.1、 主要元器件介绍143.2.2、 控制电路原理分析173.3、电源电路设计17四、软件设计194.1、程序流程图194.2、 汇编程序设计（详见附录二）。20结束语21参考文献.22附录. 23附录一：遥控装置总图23附录二：汇编程序24一、引言家用照明电路通常采用的都是拉闸手控开关，这种电路的最大缺陷就是使用起来不方便，近些年来声控开关被广泛地应用，例如在学校等公共场所的走廊、厕所等地方，但不管是城里车的鸣笛声还是其他的声音都能使得声控开关接通，显然，这不符合使用

4、者省电的要求。就此问题，我根据自己所学的知识利用本次的毕业设计的机会，设计一个基于单片机的数字编码无线收发控制电路，能够很好地满足家用用户的要求。同时还可以广泛地应用于遥控儿童玩具、车辆防盗系统和家庭防盗系统等。二、总体设计方案2.1、设计思路 该无线遥控系统主要由无线遥控发射机、无线遥控接收机以及执行机构3部分组成。发射机主要包括编码电路和发射电路，编码电路由开关控制，操纵者通过开关，使得编码电路产生所需要的控制指令，这些控制指令是具有某些特征的、相互间易于区分的电信号，例如：用不同的数码代表不同的控制指令，除此之外，还可以用不同的相位、脉冲信号幅度、宽度等来代表不同的控制指令。 由于编码电

5、路产生的控制指令信号都是频率比较低的电信号，无法直接送到遥控目标上去，必须要将指令信号送到发射电路，是它载到高频信号（载波）上，才能由天线送出去。指令信号载到载波上去的过程叫调制，调制作用是由发射电路的发射器完成。发射电路的主要作用是产生载波，并由调制器将指令信号加载到载波上，经天线将已调至好的信号发送出去。接收机是由接收电路和译码电路组成。有天线接收到的信号经接收机的高频部分选择和放大后，送到解调器，将控制指令信号从载波上“卸”下来，再送到译码电路进行译码，译码后的各类信号经单片机主控电路内部的程序表现为I/O口输出电平的高低，再经发达后驱动相应的执行机构，从而实现了无线遥控。2.2、总体设

6、计框图 根据设计的主要思路得到该设计的总体的设计框图，如图2-1所示：图2-1 总体设计框图三、设计组成及原理分析3.1、发射电路所用元器件及原理分析 F05V采用SMT工艺声表稳频，是一款体积小、低功耗、低电压微功率发射模块，ASK方式调制，可通过FCC认证。适合短距离无线遥控报警传输。F05V无线数据输入时休眠电流1uA。J05V是一款小体积，低电压型超外差接收模块，典型应用电压5V；极限值是4.2至5.6V，J05V具有休眠功能，休眠电流小于1uA。图3-1、图3-2中的F05V与J05V为安装天线的外形图，图3-1、图3-2为最基本的由单片机来控制收发的一则典型应用电路，需要注意PT2

7、262的14引脚TE端低电平维持时间必须大于2262连续发送三组码的周期，2262发码的周期与2262的振荡电阻有关，周期的计算详见PT2262资料，各种品牌的2262振荡电阻配套有区别，频率的计算参见厂家提供的资料。2262的TE端置高电平后2262停止发码，17脚变为低电平，F05V进入休眠状态i。2262的1-8脚为三态地址编码。悬空状态码型比较好，如果没有特别的要求最好不要把全部的地址码置高电平或置低电平，这样容易误码。10-13脚为数据码只有两种状态，即置高电平或置低电平，可以任意设置。2272的10-13脚就有对应的输出。2262与2272的地址编码必须一致。J05V具有休眠功能，

8、可以由单片来控制，低电平进入休眠状态，高电平唤醒。如果不需要休眠功能可以将CE端接到VCC，不能悬空。2272的D0-D3可以直接与单片机连接。也可以去掉2272，由单片机直接解码。图3-1 发射控制电路原理图图3-1、图3-2电路均可以采用5V供电，最高6.5V。F05V和J05V属于低电压器件，需要几毫安的工作电流，不适合用电阻降压。也不适合用开关电源，因为开关电源的纹波会干扰接收电路。可以采用线性电源，用低功耗（uA级）三端稳压器件7132，性能优于7805，使用与78L05相同；如果对体积有要求，可采用小体积高容量的锂-亚硫酰氯电池，见图3.这种电池体积小高能量，储存及使用寿命可以达到

9、10年以上。图3-2 接收控制电路原理图无线发射、接收控制有两部分组成，发射部分采用编码芯片PT2262和DF数据发射模块，接收部分主要是由解码芯片PT2272、DF接收模块组成。为简化电路，发射接收部分采用现成的收发芯片，其工作频率为315M，采用FM方式调制。S1-S4为脉冲编码开关，按下后在接收端解码后将输出相应的电平控制电路的开机和Q9-Q11组成的电子开关的工作。3.1.1、编码芯片PT2262芯片原理简介：PT2262/PT2272是台湾普城公司的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11)三态地址端管脚（悬空，接高电平，

10、接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可以有6位（D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。PT2262外形图及管脚排列如图4所示，管脚说明如图3-3所示。 图3-3 PT2262外形图及管脚排列在通常使用中，我们一般采用8位地址码和四位数据码，这是编码电路PT2262和解码PT2272的第1-8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂

11、时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只需要将PT2262和PT2272的1-8号脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地，第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地，第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1-D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。表3-1|PT2262管脚说明管脚名I/O说明管脚编号A0A5I

12、地址05：这六个三态输入端的输入状态决定编码波形 的第05位。可被设为“0”、“1”或“f ”(悬空)。16A6/D5A11/D0I地址611/数据50：这六个三态输入端的输入状态确定编码波形的第611位。当做为地址端使用时，可被设“0”、“1”或“f”(浮空)。做为数据端时,它们只能是“0”或“1”。781013TE I输出使能：“0”有效。为“0”时2262将编码波形由DOUT输出。14OSC1I振荡器端在这两脚之间连接一个电阻，此电阻决定2262的主频。15OSC2O振荡器端16DOUTO数据输出：编码后的波形从此管脚串行输出。TE_为高电平时，DOUT输出低电平。17VCC-电源18G

13、ND-地9当TE置“0”时，2262将从A0A5和A6/D5A11/D0管脚输入的“地址/数据”转换为专用的波形由DOUT输出。DOUT输出提供给RF调制器或IR转换器，然后用无线电波或红外线将“地址/数据”信息发射出去。发射的无线电波或红外线被RF解调器或IR接收器接收并恢复为原波形。然后，2272对波形译码。如果地址正确，就将其中的数据由相应管脚输出。至此，完成了一次编解码。RF操作 代码位 代码位是编码波形的基本成分。分为AD(地址/数据)位和SYNC(同步)位两种。地址/数据（AD)位波形一个AD位能被设置为“0”、“1”或“f”，分别对应“低电平”、“高电平”和“浮空”状态。一位波形

14、由2个脉冲周期组成。每个脉冲周期持续时间为16个OSC（主频）周期。参见图3-4：图3-4 地址/数据（AD)位波形由上面我们可以看到，每一位码位都是从低电平开始到高电平，到低电平，再到高电平。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。同步(Sync.)位波形 同步位波形是宽度为1/8位（4个主频周期）、持续时间为4位（128个主频周期）的正脉冲。参见图3-5：图3-5 同步(Sync.)位波形代码字一组代码位称为代码字。一个代码字由12个AD位，跟一个同步位组成。12个AD位由对应的A0A5、A6/D5A11/D0管脚的输入决定。当2262的A0A5、A6/D5A11/D0管脚中的某些被作为数据使用时，地址位将相应减少。2262/2272最多可有12个地址位，包括6个地址/数据位。一个完全的代码字A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6/D5 A7/D4 A8/D3 A9/D2 A10/D1 A11/D0 同步位最先发送的是A0，且代码位