射频无线遥控门铃的毕业设计论文.doc

射频遥控门铃设计论文引言：无线数码轻触式遥控开关现代家庭装饰装修必配，引领时尚、享受生活、热爱生活。朋友：您每天都在看电视吧。可是您注意到没有，从以前的手动选台，到今天的遥控器选台。这小小的变化给您生活带来多大的方便。以至于vcd、dvd、空调等，一切都在您的掌握之中。可是您有没有想到您每天都要频繁使用的照明开关呢，是否考虑过用遥控器来控制呢。在寒冷的冬夜，您在被窝里看电视、看书、织毛衣、当睡意来临时，还要起身关灯.，在半夜醒来一片漆黑时.，拥有本产品这一切变得轻松、方便，真是时尚的享受。无外线数码轻触式遥控开关，具有低功耗、寿命长、无电磁干扰、安全可靠等特点。特别适合家庭安装在房间使用。无线遥控无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。无线遥控和无线传输系统与有线和红外设备相比提高了移动自由度。由此使无线遥控装置和无线传输系统在工业领域的应用越来越多。相对电缆连线的优点在于安装成本低(无需布线、不用地下工程、没有电缆槽)，提高了灵活性并降低了维护成本。无线电遥控器的分类和组成要了解无线电遥控就必须首先知道什么是无线电遥控，无线电遥控就是利用电磁波在远距离上，按照人们的意志实现对物体对象的无线操纵和控制，这种无线控制的方式就叫做无线电遥控。无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通讯技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无限电技术的应用和普及很快应用在民用和军用等各个领域。在第一次世界大战时，无线电遥控应用较多的是在军事上，将遥控装置安装在鱼雷，当鱼雷发射后利用遥控鱼雷去攻击敌方的船只和舰艇，使得鱼雷的命中率大大的提高。到了第二次世界大战时，纳粹德国又将无线电遥控系统安装在v2火箭上，对英国伦敦进行了大规模的轰炸，在那时可以说无线电遥控技术发挥到了极至。后来随着晶体管的发明和集成电路的诞生，无线电遥控技术达到了更加完善的程度，现如今我们所知道导弹、卫星、航天飞机等高科技技术都是利用无线电遥控技术的结晶，它已经不再是军事领域唯一成员，我们的日常生活可以说是已经离不了无线电遥控，如：遥控监视、报警、遥控电视、遥控玩具等等。那么，无线电遥控是怎样划分的呢？又是怎样工作的呢？下面我们就来谈谈这个问题。从无线电遥控的定义上看，所有能够实现无线遥控的控制系统，都应视为无线电遥控装置，为此我们按其发射和接收波谱频率上分，有音频声控、可见光控、红外线控、射频电磁波控和载频电磁波控等；按发射和接收的传输方式上分，有再生式、超再式、外差式、超外差式、等幅、调幅式和调频式等等；如果按发射和接收的载体性质上分，有单音频式遥控、双单音频式遥控、脉冲数字式遥控等等；如果我们按发射和接收的动作类型上分，有开关式、占空比式、脉宽式、脉位式、复合式、时分比例式和混合比例式等等；如果按发射和接收的通道数量上分，有单通道、双通道、四通道、八通道和十通道以上的多通道等等；如果再按发射和接收频率波长上分，有长波、中波、短波或低频、高频和甚高频等等；从发射和接收的电路组成上看，有分立元件、集成电路、模拟电路、数字电路、混合电路等等。可以说从广义上看无线电遥控技术的种类和方式多种多样，我们不能一一的详尽。为了能使大家对无线电遥控有更加深刻的了解，我们先介绍一下模型用无线电遥控设备和电路的组成。无线电遥控模型的设备一般都包括以下几个部分遥控发射机、遥控接收机、执行舵机、电子调速器组成。1.遥控发射机就是我们所说的遥控器，它是来操控我们的车模或船模的，由于它外部有一个长长的天线，遥控指令都是通过机壳外部的控制开关和按钮，经过内部电路的调制、编码，再通过高频信号放大电路由天线将电磁波发射出去。目前模型常用的遥控发射机有三种类型：一种是盒式按键手持用的小型遥控发射机；一种是便携杆式遥控发射机；另一种是手持枪式遥控发射机。前一种多为开关式模拟电路的遥控系统，为一般普通的玩具遥控车模、船模或航模使用，电路的设计和制作比较简单，动作的指令都为“开”和“关”两种，虽然通道的数量可以很多，遥控的性能和距离较低。而发射机为杆式和枪式两种通常为比例式的无线电遥控器，在动态仿真模型中是当今最为流行的遥控操作系统，由于这两种在调制、编码和电路的组成等方式的不同，其性价比有很大的差异，所以在价格上也不同。比例遥控杆式发射机有两个操纵杆，左边的杆用来控制模型车的速度及刹车（前进或后退），右边的杆控制模型车的方向。枪式发射机用一个转轮（方向盘）和一个类似手枪扳机的操纵杆来分别控制方向和速度。除了这些基本功能之外，一些较高级发射机还运用了先进的电脑技术，增加了许多附加的功能，如储存多种模型车、船的调整数据，一机多用；有计时、计圈功能，方便练习和比赛；有大型液晶显示屏幕，可显示工作状态和各种功能。这两种遥控发射机的基本原理大体上是相同的，只是遥控发射机的外形和操控方式不同罢了，也许有要人问：那种类型的好？其实关键是你自己的习惯，喜欢哪种操控方式，一旦你选好了类型，最好不要在中途随便更换发射机的类型，这样会改变你的操控习惯。2.遥控接收机遥控接收机是安装在车模或船模上用来接收无线电信号的。它会处理来自遥控发射机的无线电信号，将所接收的信号进行放大、整形、解码，并把接收来的控制信号转换成执行电路可以识别的音频信号或是数字脉冲信号，传输给车模上或船模上的其他电子部件，如：舵机电路、电子调速器电路等执行机构，这样一来我们的车模或船模，就会通过这些执行机构来完成我们所发出的动作指令。由于接收机是装在模型飞机上、车上或船上的，一般都尽量做得很小巧，有两个火柴合大小，重量仅几十克，但大都为具有很高的灵敏度，性能低一些的接收距离也有几百米，而好的却能接收千米外发射来的无线电信号。接收机一般都要与发射机配套使用，通常使用专用的电池组或使用六伏直流电源。3.伺服舵机舵机是把从接收机传来的信号转换为机械的动作的一种机电一体的装置，主要作用是把接收机收到的电信号转换成相应的机械动作，借此完成方向和速度的控制。伺服舵机根据不同用途又可分为普通舵机、强力舵机和微型舵机。普通舵机能满足一般使用要求；强力舵机通常被用在较大的模型或受力较大的控制机构上（如越野车的转向机构）；微型舵机则常被用于尺寸和受力都比较小的模型车模或船模上。但有的舵机也常分离成单独的个体，这种机电分离的形式常用在非比例执行的控制电路当中，早年我们常把它称作随动器或擒纵器，实际就是一个齿轮减速装置，现在的一些开关型的遥控系统常采用它。比例舵机则与往常大不一样，不仅体积小而且精密，是现在比例遥控系统常用的动作执行机械。4.电子调速器电子调速器就是我们通常所说的电调，是专门用在电动遥控模型上的动力输出控制装置，它是控制车模或船模上的电动机的转速和正转反转的一种电子控制电路。也可以说电子调速器是接收来自接收机控制信号的一种放大装置，它将所接收到的比例信号放大成电动机可直接使用的电压和电流供电动机工作。它与普通的机械式调速器相比，有体积小、寿命长、效率高、输出功率大的优点。一些高级的电子变速器还运用了数码技术，采用高频操作，有多种程式刹车、温控自动保护以及自动断电等功能。摘要：射频门铃即无线电遥控门铃，与有线门铃相比，省略了室内外之间的跨线，具有结构简单，安装方便，使用灵活，抗干扰能力强等优点。本设计采用pt2262与pt2272来做编码和解码的芯片，pt2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。一：整体硬件框图高频发射高频接收调制电路编码电路调解电路执行电路译码电路a.b.c.d二：pt2262/2272芯片的工作原理 pt2262/2272是台湾普城公司生产的一种cmos工艺制造的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。编码芯片pt2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片pt2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，vt脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，pt2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315mhz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，pt2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315mhz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315mhz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于pt2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ask调制）相当于调制度为100的调幅。 pt2262/2272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：2.615v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。应用范围：车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控。 外形及引脚功能名称 管脚说 明 a0-a111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),d0-d57-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉 vcc18电源正端（）vss9电源负端（）te14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；osc116振荡电阻输入端，与osc2所接电阻决定振荡频率；osc215振荡电阻振荡器输出端； dout17编码输出端（正常时为低电平）在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。网站上大部分产品都是用2262/1.2m2272/200k组合的，少量产品用2262/4.7m2272/820k。极限参数和电气参数名称 管脚说 明 a0-a111-8、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-d57-8、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数据端对应的高电平,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 vcc18电源正端（）vss9电源负端（）din14数据信号输入端，来自接收模块输出端osc116振荡电阻输入端，与osc2所接电阻决定振荡频率；osc215振荡电阻振荡器输出端； vt17解码有效确认 输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态） 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”。上面是我们从超再生接收模块信号输出脚上截获的一段波形，可以明显看到，图上半部分是一组一组的字码，每组字码之间有同步码隔开，所以我们如果用单片机软件解码时，程序只要判断出同步码，然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。图下部分是放大的一组字码：一个字码由12位ad码（地址码加数据码，比如8位地址码加4位数据码）组成，每个ad位用两个脉冲来代表：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”2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动vt端同步为高电平。因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。 pt2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有l4/m4/l6/m6之分，其中l表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。m表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（pt2272-m4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(pt2272-m6)，对应的地址编码应该是6位。pt2262/2272芯片的地址编码设定和修改： 在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路pt2262和解码pt2272的第18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，所以地址编码不重复度为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，只要将pt2262和pt2272的18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d1d4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。设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。至于设置什么样的地址码完全随客户喜欢。 pt2262和pt2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收，随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片，在实际使用中只要对振荡电阻稍做改动就能配套使用，根据我们网站的实际使用经验，下面的参数匹配效果较好：编码发射芯片编码接收芯片pt2262pt2260sc2260sc2262cs5211pt2272/sc2272/cs52121.2m无3.3m1.1m1.3m200k1.5m无4.3m1.4m1.6m270k2.2m无6.2m2m2.4m390k3.3m无9.1m3m3.6m680k4.7m1.2m12m4.3m5.1m820k三：发射部分电路图设计 1.方案论证 1.1：本例介绍一种用twh630/631遥控模块制作无线电遥控“叮咚”门铃，客人来访时，按动门框上的门铃按键，门铃就会发出清脆悦耳的鸟鸣声，告知门外有客人来访。若主人回家，只要按动放在口袋里的遥控开关，门铃则发出“叮咚”响声。工作原理：该遥控门铃分遥控发射机与接收机两大部分，其电路原理图分别见图a与图b。发射机主要器件是一块twh630微型无线电发射头，当按下发射按键sbl时，它通过内藏天线向空中辐射高频信号。本发射机调制振荡器采用一块普通555时基集成电路，将其接成自激多谐振荡器，输出方波频率f=1.44/(r,+ 2r2）c1，按图a 、b所示数据计算约为1khz,方波信号由电阻器r3加到twh630的输人端in对辐射的高频信号进行调制。接收机由twh631无线电接收头、lm567音频译码器及“叮咚一鸟鸣”ki- 156专用集成电路等器件组成，twh631接收到来自发射模块的信号后首先进行放大，然后由输出端our送至lm567进行解码，译码器的中心频率主要由rrpr4与c4决定，opf =1 1/( rrpr4）c4，调整电位器rp,可使中心频率等于发射机的调制频率1khz，此时集成块的8脚输出低电平，加到ic5的低触发端tg2，使其受到触发发出“叮咚”信号并经晶体管vt放大驱动扬声器bl发声。ic5是一块“叮咚鸟鸣”音乐集成电路，它有两个触发端，一个为高电平触发端tg1，它受高电平触发，out端输出的是鸟鸣信号，该触发端对低电平无效；另一个为低电平触发端tg2，当受低电平触发时，out端输出的是“叮咚”信号，它对高电平无效。sb2为装在门框上的按键，客人来访时按动的是sb2,此时高电平触发端tg2受到触发，故扬声器bl发出的是“鸟鸣”响声。1.2：pt2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。接收芯片pt2272的数据输出位根据其后缀不同而不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。后缀为“m”为“暂存型”，后缀为“l”为“锁存型”，其数据输出又分为0、2、4、6不同的输出，例如：pt2272-m4则表示数据输出为4位的暂存型无线遥控接收芯片。pt2262-ir发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定，编码从输出端dout输出，通过红外发射管发射出去。其编码时序波形如图2所示。 dout输出的编码信号是调制在38khz载波上的，osc1、osc2外接的电阻决定载频频率，一般电阻可在430k470k之间选择即可。pt2272的暂存功能是指当发射信号消失时，pt2272的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指，当发射信号消失时，pt2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。图3是红外发射和接收的典型应用原理图，为了能正确解调出调制的编码信号，接收端需加一级前置放大级，保证输入pt2272的信号幅度足够大。pt2272各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。图（1）为pt2262构成的6位发射电路，图（2）为pt2272构成的接收电路。 图（1） 图（2） 1.3：本电路采用tdc1808/1809专用无线电发。收模块，使电路大为简化，且遥控距离根据电路电压高低可在10-120米之间调整，图（1）是发射器电路，其中两只三极管v1和v2及其外接阻容元件组成多谐震荡器，在v2的集电极产生约20khz/5v方波脉冲电压信号，经r5限流后送入射频模块ic（tdc1808）的in输入端，在其内部进行脉冲调制，最后由内藏天线向空中辐射约300mhz的高频信号。由于本电路工作电压设定为6v，故实际射频距离为80密左右，若需缩短或扩大距离，只要在3-18v范围内相应提高电路工作电压即可实现。图（2）是门铃接收电