基于AT89S51单片机的无线摇控开关设计与实现

1、基于基于 AT89S51AT89S51 单片机的无线摇控开关设计与实现单片机的无线摇控开关设计与实现张永格 摘摘 要要 目前，大多数用电器的开关都是手动控制的，在使用过程中存在着诸多的不便。为了解决这个问题，本文提出了一个多功能遥控器的设计方案。其可以通过自学习而拥有对多台用电器的遥控功能，省时省力，从而使人们免除为了控制用电器而东跑西转的烦恼。本文采用单片机 AT89S51 为核心，外加调频收发电路、继电器的驱动等电路组成,实现无线多路遥控开关的设计功能。 关关 键键 词词 AT89S51 单片机 无线遥控 继电器驱动 作者简介作者简介 张永格，男，柳州运输职业技术学院电子工程系讲师。广西柳

2、州，545007一、系统基本方案框图一、系统基本方案框图将系统划分为单片机控制系统、摇控系统、驱动系统和电源系统模块，其总框图如图 1 所示。为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证，以便选取了较好的方案来实现。二、各模块方案的选择和论证二、各模块方案的选择和论证（一）单片机控制器模块方案一方案一：采用目前比较通用的51系列单片机，即AT89S51。此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见价格便宜且技术比较成熟容易实现。方案二方案二：采用凌阳16 位单片机SPCE061A 作为控制核心。与51单片机相比，SPCE061A具有更加丰富的资源，有32个可编程的

3、I/O口，14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。综上分析，选择方案一。（二）遥控发收模块方案一方案一：采用通用的电视机红外遥控器，系统由发射和接收两大部分组成，应用单片机进行控制操作，如图2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。其控制范围小，但用单片机解码寻码复杂。方案二方案二：采用调频无线摇控模块，再用单片机解码。其收发由专门的摇控模块完成，接收到八位二进制代码后由单片机解码完成。如图3所示。其控制范围广，用单片机解码方便简单。综上分析，采用方案二。（三）驱动与开关方案一：方案一：采用

4、晶闸管直接驱动。其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。方案二：方案二：采用三极管驱动继电器。其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。根据实际情况采用方案二。三、系统的硬件设计与实现三、系统的硬件设计与实现（一）发收电路模块采用 PT2262-PT2272 红外遥控发射/接收芯片。PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片 PT2262-IR 将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。其工作原理如下：PT2262-IR 发射芯片地址编码输入有“1” 、 “0”和“开

5、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。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 4 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

6、 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。（二）电源电路由于本设计不需要高功率电源，所以采用三端稳压器足以满足要求。电路如图 5 所示。由于在本电路中须要两个不同电压供电，所以用了两个三端稳压器，变压器为单 17V，电解电容全部采用 2200UF/25V，无极高频小电容用 100pF。 （三）单片机系统电路采用 AT89S51 单片机构成一个最小控制系统。P3 端口为遥控控制口输入，P0 口为开关控制口输出；P1 口外接数码管显示电路。电路如图 6 所示。（四）继电器驱动电路电控板上的 12V 直流继电器，是采用晶体管驱动的。如图 7 所示，采用 PNP 型 9

7、012 晶体管来驱动，当晶体管 Q1 基极被输入低电平时，晶体管饱和导通，发射极变为低电平，继电器线圈通电，触点吸合；当晶体管 Q1 基极被输入高电平时，晶体管截止，继电器线圈断电，触点断开。（五）数码管显示电路由于在本设计中不须要显示大多的数据，用一个 I/O 口动态控制一个共阳七段数码管，如图 8 所示。四、系统的软件设计四、系统的软件设计（一）程序简述及流程调频接收模块输出是一个 4 路组成的 15 路编码，其代码是1110、1101、1011、0111、0011、1100、0101、1010、1001、0110、0001、0010、0100、1000、0000、1111，其中 1111

8、 为常态。在本设计中只用到 10 组编码。程序流程为：先把 P0 口初始化为全高电位，P3 口为全低电位，然后根据 P3 口的低 4位来决定 P0 口的输出，再给 P1 口送数显示输出的个数。(二) 软件流程图五、系统调试五、系统调试经过硬件和软件的设计后制作出了产品，并对产品进行了系统的测试，达到了设计要求。进行遥控的开关状态量进行测试，数据如表 1，达到无线遥控功能。表 1 遥控输入与输出的对应关系次 数按 键开 关数码管显示对应发光二极管状 态1111发 光开 启2110灭关 闭3221发 光开 启4332发 光开 启59全部8全部发光全部开启60全部0全部灭全部关闭六、六、结束语结束语基于单片机的无线遥控在电气开关装置上的成功实现，可以对一些固定场所的用电装置进行灵活的控制。因此，本产品具有推广价值。本设计也有它的不足之处：由