数字式遥控家庭设备的实现Word格式文档下载.docx

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但因为无线电波有穿墙越壁能力，所以会误开关邻居的灯。

为了解决这个难题，后来的一种无线电遥控器采用了编码技术，像一把钥匙开一把锁一样，一个遥控器只对应一个家。

方案分析

2.1方案要求

（1）遥控电路的发射频率为28MHz.（业余频段）。

（2）发射距离为30m左右，主要是在家庭内遥控家用电器开关。

（3）发射器电源电压要求在9V（即几个1.5V电池）以下。

（4）遥控接收器要求能够较准确地接收28MHz的载频信号，并解调出控制信号控制开关动作。

（5）遥控接收器的电源要求利用220V交流电源供电，设计出一个简易稳压源为其供电。

（6）整个遥控电路尽量简单可行。

2.2方案原理

无线电遥控开关系统由发射系统和接收控制系统两部分组成。

开关系统的工作原理是首先通过按键编址电路输入所需控制电路的位号，同时启动编码电路产生带有地址编码信息和开关状态信息的编码脉冲信号，再通过无线电发射电路将该信号发射出去。

无线电发射电路它是由一个能产生等幅振荡的高频载频振荡器,和一个产生低频调制信号的低频振荡器组成的。

用来产生载频振东和调制振荡的电路一般有：

多揩振荡器、互补振荡器和石英晶体振荡器等，由低频振荡器产生的低频调制波，一般为宽度一定的方波。

或是频率不同的方波去调制高频载波，组成的己调制波，向空中发射.。

而无线电接收电路将接收到的编码脉冲信号通过解码电路进行编码地址确认，确认是否为本遥控开关系统地址。

如果是，则单片机电路产生相应的控制信号控制开关电路动作；

如果不是，则解码电路不解码，单片机电路不响应，开关电路无任何动作。

2.3方案器件

电阻器电位器电容器电感线圈和变压器开关接插件和保险元件石英晶体和陶瓷元件晶体二极管晶体三极管单片机LED数码管等

2.4方案步骤（流程图如图1）

1．发射系统通过按键编址电路输入所需控制电路的位号，同时启动编码电路产生带有地址编码信息和开关信息的编码脉冲信号。

2．通过无线电发射电路将信号发射出去。

3．接收系统接收电路无线电接收，同时将接收到的编码脉冲信号通过解码电路进行编码地址确认。

4．单片机电路产生相应的控制信号控制开关电路动作。

图1

电路分析

3.1发射系统

主要由地址译码模块和发射模块组成，发射主要由数据电路、编码电路、调制振荡电路组成。

主要完成的功能是首先将受控电路的开关进行编址，再将编址信息进行编码后得到一编码脉冲信号，此信号调制无线电发射电路并发射出去。

其中包括89C2501单片机，振荡器，倍频器，放大器，调制器等器件（发射系统如图2）。

图2

a.数据电路

数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后形成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备（DCE）组成。

信号变换由AT89C51单片机控制，单片机接收和输出的信号是由电平信号转换成二进制脉冲信号的方式（转换方式如图3）。

图3

b.编码电路

无线电遥控常用的编码方式有两种类型，即固定码与滚动码两种（见注释五），滚动码是固定码的升级换代产品，目前凡有保密性要求的场合，都使用滚动编码方式。

滚动码码编码方式有如下优点：

（编码电路如图4）

保密型强，编码容量大，对码容易，误码小。

图4

c.调制振荡发射电路

调制振荡电路由振荡器产生载波信号，经调制传输信号发生器把要传递的开关信号附加到振荡电流上，然后经电路发射出去（调制振荡发射电路如图5）。

图5

3.2接收系统

无线电接收系统主要由接收振荡电路、整形放大电路、解码电路、手动开关电路、Ｄ触发器电路、驱动电路、控制电路、电源电路等组成。

完成的功能是首先对接收进来的信号解调后进行解码，解码后的数据送AT89C51单片机，由AT89C51单片机根据此数据去控制相应的开关进行动作。

接收电路把电感接收的无线电信号通过高频电路进行放大，再通过调频电路进行调频，再经中频放大器和检波器将高频信号变换成低频信号，对已调的高频信号进行解调，最后经过放大器放大低频信号形成开关信号。

基本任务是在接收端从无线电信号中提取系统所需的信息，（接收电路如图6）。

图6

D触发器：

当电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿到来前加入输入信号。

如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。

而边沿触发器允许在CP触发沿到来前一瞬间加入输入信号。

这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。

D触发器的逻辑符号如图7

图7

D触发器的真值表如图8

图8

D触发器的时序图如图9：

图9

a．接收振荡电路

无线电接收方式分为超外差和超再生接收方式。

振荡电路作用是接收由无线电遥控发射的无线电开关信号，振荡电路由三极管、电阻、电容及电感元件（变压器或电感）等组成。

超外差方式：

是利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预先确定的频率的方法。

这种接收方式的性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好（方式原理如图10）。

图10

b．整形放大电路

整形放大电路是将接收振荡电路发送的信号做一个低通滤波器滤除噪声再进行信号同步放大。

电路中实现放大的装置称为放大器（整形放大电路如图11）。

图11

c．译码电路

变量译码：

是一种较少输入变为较多输出的器件。

其是输入变化的所有组合中，每个输出为1的情况仅一次，由于最小项在真值表中仅有一次为1，所以输出端为输入变量的最小项的组合。

故译码器又可以称为最小项发生器电路。

一般分为2^n译码和8421BCD码译码两类。

译码电路图如图12：

图12

只有接收端的地址码和发射端的地址码设置完全相同，输出端才有输出信号。

译码芯片PT2272将数据输入端接收到的信号，经内部电路解码辨识确认。

如果所接收到的信号地址码与本机地址编码相同，D0~D3输出与无线电发射系统所发射的相对应的开关信息给单片机电路，由单片机控制相应的开关电路动作。

否则，译码芯片不译码，单片机电路不响应，开关电路保持原有的工作状态不变。

单片机电路采用AT89C51来实现对输入信号的处理和开关电路的控制。

AT89C51的P1.0~P1.3端作为数据输入端口，分别和译码芯片PT2272的数据输出D3~D0端连接。

PT2272的有效输出端输出的信号作为单片机外部中断的触发信号。

当外部中断采样到有效触发信号时，它对P1.0~P1.3脚的信号进行中断处理，实现对开关电路的状态进行控制。

AT89C51的P3.7脚外接一个蜂鸣器，对有效的开关动作进行提示。

d．手动开关电路

手动开关电路是指电灯的硬件电路。

与编码电路，D触发器和驱动电路相连接。

每按发射器一次，接收电路集电极输出一次开关信号，经触发的双稳态电路，使电路导通（或截止）状态改变，继电器吸合（或释放）状态改变，实现了遥控开关的目的。

开关电路中继电器属于强电电路，直接用集成电路芯片不能驱动，为此在单片机与继电器之间必需设置一个驱动继电器的电路。

e．Ｄ触发器电路

工作原理：

当CP=0时，无论D为何值，Qn+1维持原状态。

当CP=1时，若D=0，则Qn+1=0；

若D=1，则Qn+1=1。

D触发器可以使干扰时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。

电路如图13：

图13

f．驱动电路

驱动电路：

主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路（即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管），称为驱动电路。

本实例利用三极管的饱和来关断继电器的吸合。

驱动电路如图14：

图14

g．控制电路

控制电路的核心是AT89C51单片机，接收的信号通过控制外设电路到单片机，单片机分析信号并发出模拟信号再经控制外设电路然后通过驱动电路来控制开关电路。

控制电路如图15：

图15

3.3电源电路

电源电路分别与接收振荡电路、整形放大电路、解码电路、Ｄ触发器电路、驱动电路、控制电路相连接，手动开关电路与解码电路、Ｄ触发器电路相连接，为各电路提供电源。

图16

结束语

无线电遥控家庭设备系统的研制，采用了较为先进的电子技术，为无线电遥控提供了一种合理、低成本、高性能的实现方案。

无线电遥控器以其小巧、价格低廉、控制方便而越来越被人们所接受。

本设计同时适合开发各种低成本遥控报警器及各种遥控系统，如可应用于文教娱乐场馆的电器设备遥控和办公场所电器遥控等。

此系统的应用不仅可以给人们的工作和生活带来很多的便利，同时具有较好的推广应用价值。

实现电路

VCC是5V。

继电器串联RC电路：

这种形式主要应用于继电器的额定工作电压低于电源电压的电路中。

当电路闭合时，继电器线圈由于自感现象会产生电动势阻碍线圈中电流的增大，从而延长了

吸合时间，串联上RC电路后则可以缩短吸合时间。

原理是电路闭合的瞬间，电容C两端电

压不能突变可视为短路，这样就将比继电器线圈额定工作电压高的电源电压加到线圈上，从

而加快了线圈中电流增大的速度，使继电器迅速吸合。

电源稳定之后电容C不起作用，电

阻R起限流作用。

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