无线遥控开关报告

发布时间：2024-11-17

无线遥控开关报告

智能无线多路遥控照明开关

摘要：本设计以单片机AT89C2051为主要控制器件，实现具有学习功能的多路照明开关的无线控制，由信号发射接收模块、控制器模块、记忆存储模块、薄膜键盘输入模块、控制接收器模块等组成。带PT2262编码器的遥控器在按键按下时，设定的地址码和数据码串行输出，由RX3310芯片构成的专门用于信号接收的集成电路接收，利用单片机直接对接收到的信号进行解码，解释出PT2262发出的全部19位数据，同时将接收到的数据码和地址码存储于24C02芯片中，数据经解释后，由单片机控制不同继电器的闭合。

1、方案选择与论证 1.1系统总体构成

基于各个方面论述分析，本系统有7个模块组成：以AT89C2051单片机为核心的控制器模块，外接发射、接收模块，记忆存储模块，薄膜键盘输入模块，接收控制器模块，电源模块。系统总体框架图如图1-1示，下面对各部分进行方案论证。

图1-1系统总体框架图

1.2控制器选择方案

根据题目要求，系统可以有以下几种方案。方案一：采用AT89C51单片机为主要控制器。AT89C51是一款低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复所写的只读程序存储器和128byte的随机存取数据存储器，具有32个I/O口。

方案二：采用AT89C2051单片机为控制核心。AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位功能强大的单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），其具有15个I/O口。

由于系统只需占用单片机的15个I/O端口，方案二中的AT89C2051正好能满足系统要求，且其价格较AT89C51便宜。此外，由于充分利用了单片机的内部资源，使整个应用系统结构更为紧凑，从而降低了系统的设计和实施的成本。

因此，系统采用方案一。 1.3无线发射、接收模块方案

方案一：采用PT2262红外遥控编码器和PT2272接收编码器作为发射、接收电路，两者常常配对使用。PT2262具有19位二进制编码功能，PT2272可解4～6位编码。

方案二：采用PT2262红外遥控编码器和由RX3310芯片构成的专门用于幅度键控ASK调制的无线遥控及数传信号的接收集成电路组成的发射、接收电路。

经过比较发现，PT2262具有19位二进制编码功能，而PT2272只能解其中4～6位编码，这就限制了数据传输的应用。而采用超外差式接收调制方式的RX3310，其优

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点是频率稳定，抗干扰能力好，和单片机配合时性能比较稳定，在此从PT2262接收的信号特征入手，利用单片机直接对接收道德信号进行解码，解释出PT2262发出的全部19位数据，产品的一致性好，接收机本振辐射低，无二次辐射，性能指标好。

基于以上考虑，系统选择方案二作为发射接收电路模块。 1.4接收控制器模块方案

接收控制器模块主要由继电器构成。单片机对接收到的数据码和地址码进行解码之后，再改变继电器的工作状态控制开关。

1.5 记忆存储模块方案

由于设计要求系统需具有实现记忆存储和掉电保护数据的功能，因此，系统中必不可少地用到了存储芯片。而24C02是基于I2C-BUS 的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不挥发等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。

1.6按键输入模块方案

方案一：采用普通机械按键输入。机械式按键是最普通的按键结构，一般类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开，具有工艺简单、维修方便等特性。

方案二：采用薄膜按键输入。

经比较，普通按键手感一般、噪声大、易磨损。大部分机械按键采用铜片弹簧作为弹性材料，铜片易折易失去弹性，使用时间一长故障率升高。而薄膜按键，手

感较好、噪声小、耐用。并且设计美观大方，不占用主板空间，可单独反复使用。

故此处，使用薄膜键盘作为输入设备。 1.7系统电源模块方案由于本系统只需要一路5V供电电压，因此，设计了一个电源单元，采用 LM7805三端稳压芯片获取所需5V电压，内含过流、过热和过载保护电路，带散热片时，输出电流可达1A。

二、系统原理

2.1无线发射、接收原理 2.2.1无线发射原理

我们用的无线遥控器是由专用编码芯片PT2262进行编码，就是将某个按键所对应的同步码、地址码、数据码组成的一个完整的码字，调制在315M的载波上，然后经放大、驱动发射器件将编码信号从17脚输出到射频发射模块的数据输入端发射出去。

2.2.2无线接收原理

接收模块为超再生接收方式，它内含放大整形及解码电路，使用极为方便。超外差接收板左侧的ANT是天线端，旁边的GND为天线地端，用一根30厘米长的导线直接接到ANT端替代天线。

从外接天线接收的信号经C10耦合到L2、C11组成的选频网络进行阻抗变换后输入RX3310的内部高频放大器输入端14脚，经芯片内的高频放大后（增益为15～20DB）的信号再经混频器与本机振荡信号（316.8M)混频，产生1.8M的中频信号，此中频信号经内部中频放大后由第3脚输出，再进入比较器放大整形，最后数据从第8脚输出。

2.2单片机解码原理

PT2262是红外遥控编码器，PT2272是其接收解码器，两者常常配对使用，可用

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于传送数字信息。PT2262具有19位二进制编码功能；PT2272的解码只有4～6位，这就限制了数据传输的应用。在此从PT2262接收的信号特征入手，利用单片机AT89C2051直接对接收到的信号进行解码，解释出PT2262发出的全部19位数据，从而使其应用于数字通信、智能化控制等领域。

利用单片机进行软件解码，T2262 每次至少发送4 次编码，首先我们可以通过检测11ms 宽度的同步码头，有码头才开始进行编码解码，无码头则继续等待。当收到码头时，还要检测是否已经收到过码头，若无，则丢弃第一次编码的信号，以防止误码。

2.3薄膜按键工作原理

薄膜键盘就是大家现在最常见的键盘，只要是有三层薄膜结构设计的就是薄膜键盘，按键下面有一个有弹性的硅胶体，挤压它来实现按键的弹起和落下。 2.4继电器工作原理

继电器工作原理是指在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应。

3、硬件设计 3.1 实现方法

通过利用学习ATC89C2051单片机，系统采用自我设计的控制电路及软件编程方法，分别达到题目的基本要求和发挥部分要求，实现了具有学习功能的无线多路开关的控制。系统采用带PT2262编码器的遥控器作为发射电路模块，由RX3310芯片构成专门用于幅度键控ASK调制的无线遥控及数传信号的接收集成电路作为接收电路模块，使用专用的存储记忆芯片24C02来记忆存储无线遥控器发射的按键编码调制信号，最终由单片机解调接收到的调制信号，控制继电器选择不同开关。设计内容如图3-1所示。

3.2存储芯片24C02与单片机的接口电路设计

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24C02与单片机的接口非常简单，如图3-2所示。由于系统只用一片24C02，不需要分辨不同的地址，只要WP保护功能正常就可以了，这只要断开WP与CPU连线且保持高电平，再试一下系统数据读写功能是否正常就可以了。图3-2 存储芯片与单片机接口电路

3.3PT2262发射电路如图3-3所示。

图3-3 PT2262发射电路图

3.4 RX3310接收电路如图3-4所示。

图3-4 RX3310接收电路图 3.5薄膜键盘

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图3-5 薄膜键盘内部结构图

4、软件设计 4.1软件解码

从第一个下降沿开始记时，并不断检测电平变化，一有电平变化，立即记录电平宽度B1，再继续记时直至出现第二个下降沿，记录上升沿与下降沿的间隔B2，重复以上步骤，得到B3，B4，判断B1，B2，B3，B4 是否在各自允许的误差范围内，是则保存B1，B3，译出一个码位，否则认为误码，丢弃。连续正确检测12个码位。

4.2系统软件流程

4.2.1接收电路程序流程图

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图4-1 系统总程序流程图

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5、数据测试与结果分析 5.1 PT2262的编码波形同步码头波形：

1/8位宽=4a

注： 1位宽=32a

4倍位宽=

128a

组码波形：

34ms