数字编码无线遥控控制系统.doc

数字编码无线遥控控制系统摘要：此次课程设计设计出的数字编码无线遥控控制电路是由无线遥控发射机、无线遥控接收机及执行机构3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, 可同时控制四种不同电路或控制同一种电路的不同工作状态。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,可作为家用电路的控制开关,亦可遥控儿童玩具等。关键词：数字编码 数字解码 无线遥控发射 无线遥控接收 1引言 家用照明电路通常采用的都是拉闸手控开关，这种电路最大的缺陷就是不方便，近年来声控开关电路被广泛地应用，例如学校等公共场所的走廊、厕所等地方，但不管是城里的车响，还是农村的鸡鸣狗叫都能引起声控电路的接通，显然，这不符合使用者省电的要求。就此问题,本人借此次电子课程设计的机会,设计了一个数字编码无线遥控控制电路,能够很好地满足家用用户的要求。 本课程设计是“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“自动控制原理”三门课程的综合课程设计。 2总体设计方案2.1设计思路图1是无线遥控控制系统总体设计图,由无线遥控发射机、无线遥控接收机及执行机构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：用不同频率的正弦信号代表不同的控制指令，也可用不同的数码代表不同的控制指令。除此之外，还可用不同的相位、脉冲信号幅度、宽度等来代表不同的控制指令。编码电路产生的控制指令信号都是频率较低的电信号,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,使它载到高频信(载波)号上,才能由发射天线送出去。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调制在载波上,经天线将已调载波发送出去。接收机由接收电路及译码电路组成。 接收电路又包括高频部分及调制部分。由天线接收的微弱信号经接收机高频部分的选择和放大后,送到解调器.解调器的作用是从载波上”卸”下指令信号,再送到译码电路译码, 译码后的各类信号经过放大后驱动相应的执行机构,从而实现对被控目标的控制。2.2总体设计框图 编 码 开 关编码电路高频部分调制器 发射机 接收机图1 总体设计框图 3设计组成及原理分析3.1编码发射电路所用元件及工作原理分析3.1.1编码发射电路所用元器件 表1元器件 R1-R4R5R6C0-C1VD1-VD4参数 20K220K4.7K0.1u选材 1/4碳膜或金属膜电阻器1/4碳膜电阻器或金属膜电阻器1/4碳膜电阻器或金属膜电阻器独石或涤纶电容器IN4148型硅二极管 VSVLS1-S8编码器发射头 1/2W,6V#3mm或#5mm 稳压二极管发光二极管编码开关VD5026T6303.1.2编码发射电路工作原理分析数字编码无线遥控发射，主要由无线遥控发射集成芯片数据/加密解码VD5026、无线遥发射头T630组成。VD5026编码器是一种8位编码发射器。它的第1-8脚是编码的输入端，每个输入端可以有3种状态，即“0”、“1”或“开路”，其中“0”表示为低电平，“1”表示为高电平。第10脚-第13脚也可作为编码地址线。本电路设计中，VD5026的第10第13脚用作数据输入线，根据需要这几个脚可以置“0”或置“1”。输出端则发出一组编码第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R（KHz），式中R为外接电阻，单位为千欧。第17脚是编码输出端，当按动S01-S04某控制按扭后,电源接通，VD5026开始工作，VD5026对该控制指令进行解码处理,通过 17脚输出相应的编码数据。但由于其自身产生的振荡频率较低，不能进行一定距离的传送，无法直接传送到遥控目标上去，我们可以先将其送到发射头T630。无线电遥控发射头T630是一种内藏开线未经信号的微型发射机，其发射频率为265MHz，12V电源供电时，遥控距离为100M，工作电流仅为4mA。由VD5026的17脚输出的编码控制数据加载在T630产生的高频信号（载波）上，经T630调制处理后,通过 T630内藏天线发射出去。无线电射头T630电路原理如附录所示。电路四发射管V1及外围元件C1、C2、L1、L2等构成频率为265MHz超高频发射电路，通过环形天线L2向空中发射。天线L2采用镀银线或直径为1.5mm的漆包线，天线尺寸为24mm(长)X9mm(高)。三极管V1选用高频发射管BE414或2SC3355。 VD5026和VD5027的电气特性参数如表2所示。表2VD5026和VD5027电气特性参数符号最小值典型值最大值单位工作电压VDD256V静态电流Istb-110Ua流出电流IoH-2.0-mA流入电流IoL2.0-mA输入电流Iin-25uA集成数字编码电路VD5026和与它配套使用的 译码电路VD5027是一对常用的数字编,译码电路.图2是它们的引脚功能图。图2 VD5026和VD5027引脚功能图图3是数字编码无线遥控发射原理图，主要由无线遥控发射集成芯片数据/加密解码VD5026、无线遥发射头T630组成。按动S01-S04某控制按扭,+12V电压经过稳压管VS稳压后，为集成芯片数据/加密解码VD5026提供+6V的工作电压。VD5026通电工作后，对该控制指令进行解码处理,通过 17脚输出相应的编码数据。 VD5026的第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R（KHz），但该振荡频率较低，不能进行一定距离的传送，无法直接传送到遥控目标上去，我们可以先将其送到发射头T630。无线电遥控发射头T630是一种内藏开线未经信号的微型发射机，其发射频率为265MHz，12V电源供电时，遥控距离为100M，工作电流仅为4mA，其体积为28X12X10mm。由VD5026的17脚输出的编码控制数据加载在T630产生的高频信号（载波）上，经T630调制处理后,通过 T630内藏天线发射出去。图3 编码发射电路原理图3.2译码接收电路所用元器件及工作原理分析3.2.1译码接收电路所用元器件表3：译码接收电路所用元器件及参数元器件R8-R11R7S9-S16C2VD5-VD8解码器接收头参数10K220K0.1u选材1/4碳膜或金属膜电阻器1/4碳膜或金属膜电阻器编码开关独石或涤纶电容器IN4148型硅二极管VD5027Y631表4：(K1-K4)直流电磁继电器相关参数型号外形尺寸(mm)触点容量线圈电源引出端形式质量（g）JQC-1F24.5X21X19.6直流12V,15A交流220v,8A直流12V印刷电路板式173.2.2译码接收电路工作原理分析图4是数字编码无线遥控接收原理图，主要由无线遥控接收集成芯片数据/加密解码VD5026、无线遥控接收头T630组成。T631通过内藏天线接收到 T630发射的编码指令信号后,先使微弱的编码指令信号经接收机高频部分选择和放大，再送到解调器对其进行解码处理,当其编码指令信息与 VD5027所设定数据一致时, VD5027相应的数据输出端输出高电平,使该电路晶体管饱和导通。 VD5027接收解码器有相应于VD5026的12位信息。第1脚第8脚是地址线。当VD5026发出的地址编码与VD5027预置的编码相同时，则在VD5027的第10脚13脚有数据输出，该输出信息与VD5026的第1013脚所置的数据相同。第14脚为输入端，第15脚、第16脚是振荡器，外接电阻值应与VD5026完全相同。第17脚是输出端。编码器VD5026发射时，如果密码相同，VD5027就会输出高电平。管脚排列如图2又所示。电气特性参数性同VD5026见表2。无线电遥控接收头T631电路原理图附录所示。接收电路主要由V1、IC等组成，V1与C7、C9、L2等元件组成超高频接收电路，微调C9改变其接收频率，使之严格对准图4 译码接收电路原理图265MHz发射频率。当天线L2收到调制波时，经V1调谐放大出低频成分，再经V2前置放大后送入IC LM358，进一步放大整形后由LM358第7脚输出，该印刷电路板实际尺寸为31mmX23CC，天线尺寸为27mm(长)X9mm(高)。OUT为信号输出端，三极管V1选用BE415或2SC3355。电容C9可选用小型可调电容。IC选用LM358。 在发射及接收电路中为减小体积，所有电阻均选用1/8W或1/16W的金属膜电阻；电解电容亦用超小型电容，其它电容全部采用高频陶瓷电容。在焊接时元件引脚尽量剪短，使其紧贴电路板，电路板材料应选用高频电路板。4数字编码无线遥控控制整体电路工作介绍VD5026的1-8脚(A0-A7)为加密地址编码输入端, VD5027的1-8脚(A0-A7) 为加密地址解码输入端,将S1-S8 中的某开关设定为断开或接通状态即可加密地址,且VD5026 和VD5027的加密地址应完全相同。按动S01-S04某控制按扭,VD5026对该控制指令进行解码处理,通过 17脚输出相应的编码数据, 编码控制数据经T630调制处理后,通过 T630内藏天线发射出去。 T631通过内藏天线接收到 T630发射的编码指令信号后,先对其进行解码处理,当其编码指令信息与 VD5027所设定数据一致时, VD5027相应的数据输出端输出高电平,使该电路晶体管饱和导通,继电器吸合,执行机构开始工作，受控的日光灯或白炽灯开始工作。 例如按动S01后, VD5027的D0端(10脚)输出高电平,使V1饱和导通, K1吸合, K1的常开触头常开触头将电路受控电器的工作电源接通,松开S01后 ,VD5027的D0端(10脚)锁定为高电平, K1维持吸合.再按动时S02 ,VD5027的 D1 端(11脚)输出高电平,使 V2 饱和导通, K2 吸合,其V常开触头将电路受控电器的工作电源接通。此时VD5027的 D0 及D1端均输出高电平, K1和 K2均吸合.若再按动 S01,则 VD5027的 D0端变为低电平,使V1截止, K1释放,其常开触头将电路受控电器的工作电源切断。VD5027的 D0D3 端可同时输出高电平,使K1 和K4 均吸合,4路无线遥控开关可同时工作,也可单独工作。在按下 S01S04中的某控制按扭时,VL即发光,松开按扭后, VL又熄灭。5总结与体会课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何下手，毕竟课程设计不同于实验课，工作原理和原理图都得靠自己分析和设计。开始的几天，自己整天泡在图书馆啃资料，慢慢地才有得自己设计思路。课程设计过程中，我发现几乎所有的芯片都是没用过的，只能自己找图书查表，分析功能。而有的器件图书馆又查不到，这时就去网吧找。比如说在查VD5026/VD5027时，在图书馆找了一下午却只找到了管脚排列，管脚功能也是只作了简要的说明，更别说内部结构了。最后又不得不跑到网吧找了几个小时，才算有了结果。而在找T630和631的相关资料时，在图书馆怎么也没找到，跑到网吧搜了好长时间，才在中国电子图书网中找到了一些介绍。为期两周的电子课程设计结束了，期间可谓是酸甜苦辣尽皆尝之，有时绞尽脑汁，有时兴奋异常，尽管很苦很累，但收获颇丰。我的自学能力有了很大提高，对本专业的兴趣也与日俱增。首先，我查阅资料的能力得到很好锻炼。拿到任务书后面对要求完成的任务感到一头雾水，无从下手。于是就去图书馆，阅览室，Internet上阅读相关专著，期刊，文献，经过几天的努力才渐渐有了思路。其次，我独立思考问题的能力加强。设计过程中发现许多的器件，都是未曾见过的，其作用和用途不熟悉，这就需要耐心谨慎的思考。经过多方查找资料，相关资料是有了，但是要把但要把有用的信息加工成为“成品”，就要结合所学的专业基础知识，独立思考，认真分析，从而设计出满足要求而又有创新点的电路。我尽量运用学过的专业基础课知识并结合搜集到材料终于设计出了“初步”的电路，又经过向老师，同学请教，并反复修改，终于得到了比较满意的结果。再此，面对困难不言放弃，坚持到底。整个设计过程中，发现几乎每走一步都要遇到困难。比如说，在rotel上设计电路原理图时，我发现我所要用到的器件都不能找到，这时就不得不自己设计，花了一天的时间才把两个主要的发射和接收原理图绘制完成。通过此次设计，我更深刻地认识到了本专业知识的用途之广，之大，我的兴趣有了很大提高，同时各方面的能力也得到加强。参考文献1黄永定.电子线路实验与课程设计M北京：机械工业出版社, 20052赵文