遠程無線電遙控控制裝置的設計與實現畢業設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 17 DF 接收模塊的工作電壓為 5 伏，靜態電流 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 25～ 30 厘米的導線，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，只有應用在具體電路中進行二次開發才能發揮應有的作用，這種設計有很多優點，它可以和各種解碼電路或者單片機配合，設計電路靈活方便。 這種電路的優點在于： 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，控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線 2。輸出端的波形相對比較干凈，干擾信號為短暫的針狀脈沖，所以抗干擾能力較強。 3。 DF 模塊自身輻射極小，加上電路模塊背面網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整到 315M 后封固，這與采用可調電容調整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩定性及抗機械振動性能都有極大改善。可調電容調整精度較低，只有 3/4 圈的調整范圍，而可調電感可以做到多圈調整。可調電容調整完畢后無法 封固，因為無論導體還是絕緣體，各種介質的靠近或侵入都會使電容的容量發生變化，進而影響接收頻率。另外未經封固的可調電容在受到振動時定片和動片之間發生位移；溫度變化時熱脹冷縮會使定片和動片間距離改變；濕度變化因介質變化改變容量；長期工作在潮濕環境中還會因定片和動片的氧化改變容量，這些都會嚴重影響接收頻率的穩定性，而采用可調電感就可解決這些問題，因為電感可以在調整完畢后進行封固，絕緣體封固劑不會使電感量發生變化。 DF 無線數傳模塊開發注意事項： DF 模塊必須用信號調制才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連接即可非常簡單，因為是專用編碼芯片，所以效果很好傳輸距離很遠。模塊輸出腳在模塊內部通過一個上拉 39K 電阻到 +5V，使用的時候需要考慮解碼器件的輸入阻抗。 DF 模塊還有一種重要的用途就是配合單片機來實現數據通訊，這時有一定的技巧。 1。合理的通訊速率 DF 數據模塊的最大傳輸數據速率為 ，一般控制在 左右，過高的數據速率會降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至根本無法工作。 2。合理的信息碼格式 單片機和 DF 模塊工作時，通常自己定義傳輸協議，不論用何種調 制方畢業設計 18 式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數據的可靠收發。 碼組格式推薦方案： 前導碼＋同步碼＋ 數據幀 前導碼長度應大于是 10ms，以避開背景噪聲，因為接收模塊接收到的數據第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起接收到的數據錯誤。所以采用CPU 編譯碼可在數據識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾。 同步碼主要用于區別于前導碼及數據。有一定的特征，好讓軟件能夠通過一定的算法鑒別出同步碼，同時對接收數據做好準備。 數據幀不宜采用非歸零碼，更不能長 0 和長 1。采用曼徹斯特編碼或POCSAG 碼等，如下面的數據格式有一定檢錯功能： 3。單片機對接收模塊的干擾 單片機模擬 2262 時一般都很正常，然而單片機模擬 2272 解碼時通常會發現遙控距 離縮短很多，這是因為單片機的時鐘頻率的倍頻都會對接收模塊產生干擾， 51 系列單片機工作的時候，會產生比較強的電磁輻射，頻率范圍在9MHZ900MHZ，因此它會影響任何此頻率內的無線接收設備的靈敏度，解決的方法是盡量降低 CPU 晶體的頻率。測試表明：在 1M 晶體的輻射強度，只有 12M晶體時的 1/3，因此，如果把晶體頻率選擇在 500K 以下，可以有效降低 CPU 的輻射干擾。另外一個比較好的方法是：將接收模塊通過一個 3 芯屏蔽電纜（地，+5V， DATA，屏蔽線的地線懸空）將模塊引出到離開單片機 2 米以外，則不管畢業設計 19 51CPU 使用那個頻率的晶體，這種干擾就會基本消除。對于 PIC 單片機，則沒有上述輻射干擾。可以任意使用。 還可以改用頻點較高的接收頻率，如 433MHz 就可增加遙控距離，或者需要采用一些抗干擾措施來減小干擾。比如單片機和遙控接收電路分別用兩個 5伏電源供電，將 DF 接收板單獨用一個 78L05 供電，單片機的時鐘區遠離 DF 接收模塊，降低單片機的工作頻率，中間加入屏蔽等。 對單片機模擬 2272 解碼有興趣的網友可以查看在本網專門介紹資料。接收模塊和 51 系列單片機接口時最好做一個隔離電路，能較好地遏制單 片機對接收模塊的電磁干擾。 DF 接收模塊工作時一般輸出的是高電平脈沖，不是直流電平，所以不能用萬用表測試，調試時可用一個發光二極管串接一個 3K 的電阻來監測 DF 模塊的輸出狀態。 DF 無線數據模塊和 PT2262/PT2272 等專用編解碼芯片使用時，連接很簡單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，一般能達到 600 米以上，如果和單片機或者微機配合使用時，會受到單片機或者微機的時鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實用距離在 200 米以內。 無線接收模塊實物如圖 5 圖 5 無線接收模塊實物 主要技術指標： 1。通訊方式：調幅 AM 2。工作頻率： 315MHZ(可以提供 433MHZ，購貨時請特別注明） 3。頻率穩定度：177。 200KHZ 4。接收靈敏度：－ 106DBM 5。靜態電流：≤ 5MA 6。工作電流：≤ 5MA 7。工作電壓： DC 5V 8。輸出方式： TTL 電平 畢業設計 20 編碼解碼芯片 PT2262/PT2272 芯片原理簡介 PT2262/2272 是臺灣普城公司生產的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441地址碼 ,PT2262最多可有 6 位 (D0D5)數據端管腳 ,設定的地址碼和數據碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。 編碼芯片 PT2262 發出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后， VT 腳才輸出高電平，與此同時相應 的數據腳也輸出高電平，如果發送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發射電路不工作，當有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經調制的串行數據信號，當 17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發射電路起振并發射等幅高頻信號，當 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發射電路停止振蕩，所以高頻發射電路完全收控于PT2262 的 17 腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK調制）相當于調制度為 100％的調幅。 PT2262/2272 特點： CMOS 工藝制造，低功耗，外部元器件少， RC 振蕩電阻，工作電壓范圍寬： ～ 15v ，數據最多可達 6 位，地址碼最多可達 531441 種。應用范圍：車輛防盜系統、家庭防盜系統、遙控玩具、其他電器遙控。 畢業設計 21 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 A p r 2 0 1 5 S he e t o f F i l e : D : \畢業設計 \電路圖 .d db D r a w n B y:/ T E14A23A78A45A56A67D311D412A01A12D513A34D210O S C 215O S C 116DOUT17V S S9V C C18U1 畢業設計 22 名稱 管腳 說 明 A0A11 18 、1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為“ 0” ,“ 1” ,“ f” (懸空 ), D0D5 78 、1013 數據輸入端，有一個為“ 1”即有編碼發出，內部下拉 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） TE 14 編碼啟動端，用于多數據的編碼發射，低電平有效； OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； Dout 17 編碼輸出端（正常時為低電平） 在具體的應用中，外接振蕩電阻可根據需要進行適當的調節，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發碼一幀的時間越長。網站上大部分產品都是用 2262/＝ 2272/200K 組合的，少量產品用 2262/＝ 2272/820K。 畢業設計 23 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eCD a t e : 1 A p r 2 0 1 5 S he e t o f F i l e : D : \畢業設計 \電路圖 .d db D r a w n B y:D I N14A23A78A45A56A67D311D412A01A12D513A34D210O S C 215O S C 116VT17V S S9V C C18U1P T 2 2 7 2 名稱 管腳 說 明 A0A11 18 、1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為“ 0” ,“ 1” ,“ f” (懸空 ),必須與 2262 一致 ,否則不解碼 D0D5 78 、1013 地址或數據管腳 ,當做為數據管腳時 ,只有在地址碼與 2262一致 ,數據管腳才能輸出與 2262數據端對應的高電平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接收到下一數據才能轉換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） DIN 14 數據信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； VT 17 解碼有效確認 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態） 畢業設計 24 地址碼和數據碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示“ 0”；兩個寬脈沖表示“ 1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“ F”也就是地址碼的“懸空”。 上面是我們從超再生接收模塊信號輸出腳上截獲的一段波形，可以明顯看到，圖 上半部分是一組一組的字碼，每組字碼之間有同步碼隔開，所以我們如果用單片機軟件解碼時，程序只要判斷出同步碼，然后對后面的字碼進行脈沖寬度識別即可。圖下部分是放大的一組字碼：一個字碼由 12 位 AD 碼（地址碼加數據碼，比如 8 位地址碼加 4 位數據碼）組成，每個 AD 位用兩個脈沖來代表：兩個窄脈沖表示“ 0”；兩個寬脈沖表示“ 1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“ F”也就是地址碼的“懸空” 2262 每次發射時至少發射 4 組字碼， 2272 只有在連續兩次檢測到相同的地址碼加數據碼才會把數據碼中的“ 1”驅動相應的數據輸出端為高 電平和驅動 VT 端同步為高電平。因為無線發射的特點，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產生誤碼，所以程序可以丟棄處理。 畢業設計 25 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，數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態，直到下次遙控數據發生變化時改變。 M 表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應，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，當采用4 路并行數據時（ PT2272M4)，對應的地址編碼應該是 8 位，如果采用 6 路的并行數據時 (PT2272M6)，對