電動(dòng)車取電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 院： 廣陵學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械電子工程系班 級(jí)： 信科80901學(xué) 號(hào)： 090012111學(xué)生姓名： 李亞蘋指導(dǎo)教師： 朱金榮小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)信科80901 李亞蘋 指導(dǎo)老師：朱金榮摘要本課題所研究的小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是為了解決目前小區(qū)電動(dòng)車充電難的問題而提出的具體設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)主要分為3個(gè)部分無線發(fā)射模塊、無線接收模塊和主控制模塊。本文采用了一種新型的無線編碼芯片EV1527在無線發(fā)射模塊中的應(yīng)用，通過天線發(fā)送編碼信號(hào)給接收模塊；接收模塊通過無線接收芯片SYN480R接收信號(hào)，再

2、將信號(hào)傳送給主控制芯片STC12C2052AD單片機(jī)；然后通過STC12C2052AD單片機(jī)控制繼電器的通與斷，從而來控制電動(dòng)車的充電情況；同時(shí)電動(dòng)車充滿電后亦可自行斷電，需要再次接通電源必須要有與之配套的無線遙控器操作。因此小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得電動(dòng)車的充電更加方便管理，并且可以節(jié)約能源，具有一定的市場前景。關(guān)鍵詞：STC12C2052AD；EV1527；SYN480R；繼電器AbstractThe subject studied cell electric vehicles take power wireless system design, is proposed in ord

3、er to solve the difficult problem of the current cell electric vehicle charging design, the system is divided into three parts wireless transmitter modules, wireless receiver modules and main control modules. In this paper, a new type of wireless encoder chip ev1527 wireless transmitter module anten

4、na to send a coded signal to the receiver module; the receiver module the wireless receiver chip syn480r of the received signal, and then the signal is sent to the main control chip stc12C2052AD microcontroller; through stc12C2052AD single-chip control relay on and off, to control electric car charg

5、ing; electric car is fully charged can also power on their own, again connected to the power supply must have a complete set of wireless remote control operation. Take power cell electric vehicle wireless system design makes the charging of electric vehicles more convenient management, and energy co

6、nservation, has a certain market prospects.Key words: STC12C2052AD; EV1527; SYN480R; Relay 目錄摘要.1Abstract.2第一章 緒論.41.1 課題背景.41.2 課題研究的目的與意義.41.3 本課題主要研究的內(nèi)容.5第二章 無線取電系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì).5 2.1 系統(tǒng)的功能要求.5 2.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求.6 2.3 系統(tǒng)的組成及總體方案設(shè)計(jì).6第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).7 3.1 復(fù)位電路的設(shè)計(jì).83.2 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)113.3 蜂鳴器電路的設(shè)計(jì).11 3.4 檢測電流電路的設(shè)計(jì).12 3.5

7、繼電器電路的設(shè)計(jì).13 3.6 無線發(fā)送電路的設(shè)計(jì).14 3.7 無線接收電路的設(shè)計(jì).17第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).22 4.1 控制程序的設(shè)計(jì)思路.22 4.2 發(fā)送和接收程序的設(shè)計(jì)思路.23第五章 無線取電系統(tǒng)的測試結(jié)果及結(jié)論.25 5.1 調(diào)試.25 5.2 結(jié)論.25致謝.26 參考文獻(xiàn).27附錄.28主控制程序.32第一章 緒論1.1課題背景近幾年，電動(dòng)自行車的發(fā)展已經(jīng)很普及，尤其是在二線城市，成為了很多市民重要的代步工具。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層建筑不斷地增加，小區(qū)電動(dòng)車充電成為了一大難題。以前不少居民每次給電動(dòng)車充電都會(huì)把沉重的電瓶卸下來，搬到自己家中充電然后第二

8、天再搬下來裝好，然而大家又不愿費(fèi)力氣把很沉的電池搬到樓上，所以只能從樓上扯電線充電，空降電線也實(shí)屬無奈之舉。據(jù)可靠媒體報(bào)道，目前不少小區(qū)都還存在亂拉電線給電動(dòng)車充電的現(xiàn)象，其安全隱患令人擔(dān)憂。據(jù)了解大多數(shù)車主一般下班回家就會(huì)為電動(dòng)車充電，次日早上上班時(shí)才拔下電源，連續(xù)充電時(shí)間一般超過12個(gè)小時(shí)，而電動(dòng)車一次充電最多10個(gè)小時(shí)，如果充電時(shí)間過長，容易引起電瓶起火或爆炸。另外有的小區(qū)業(yè)主在物業(yè)管理單位提供了一塊充電插板的基礎(chǔ)上，加插一個(gè)分線插板，這樣一來交納一輛車的費(fèi)用，能夠同時(shí)為兩輛電動(dòng)自行車充電。殊不知在這樣做的同時(shí)，也是極危險(xiǎn)的，如果是線路老化而用電功率過大，線纜發(fā)熱脫落引起火災(zāi)，損失將無法

9、估量。同時(shí)目前不少小區(qū)只能配備面積有限車位，目前電動(dòng)車的充電采取大家共用電源，最后費(fèi)用均攤。這種方式存在很多問題，譬如充電時(shí)間過長容易造成火災(zāi)和損傷電池縮短電池的壽命，每戶住戶的擁有的電動(dòng)車數(shù)量和每天使用電動(dòng)車的電量不同，因此費(fèi)用均攤是不合理的。1.2課題研究的目的與意義 小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的是為了有效的解決高層車主為電動(dòng)車充電的問題，同時(shí)也能防止電動(dòng)車過度充電的問題。本設(shè)計(jì)考慮到每戶單獨(dú)電源計(jì)費(fèi)，每戶配備遙控器，通過遙控器控制電源通斷電，同時(shí)電動(dòng)車充滿電亦可自行斷電，需要再次接通電源必須要有與之配套的遙控器操作。因此無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得充電更加方便管理，并且可以節(jié)約能源，具有

10、一定的市場前景。 本課題研究的意義在于規(guī)范小區(qū)設(shè)施管理，營造“貼心、和諧”社區(qū)；便捷用戶的使用，避免拎電池上樓充電等現(xiàn)象繼續(xù)存在，為中老年人使用電動(dòng)設(shè)備提供方便，同時(shí)有效的杜絕私自亂拉亂接等現(xiàn)象的發(fā)生，避免可能發(fā)生的火災(zāi)事故。充滿自動(dòng)斷電，有效的防止過度充電所帶來的劣質(zhì)電池爆炸等災(zāi)害事故，為小區(qū)的安全建設(shè)添磚加瓦。收費(fèi)方式合理，單獨(dú)計(jì)費(fèi)，減少管理中可能存在的不同意見。1.3本課題主要研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的電路核心控制器件是帶有A/D轉(zhuǎn)換的51系列單片機(jī)STC12C2052AD，采用一種新型的無線編碼芯片EV1527在無線發(fā)射模塊中的應(yīng)用，通過天線發(fā)送編碼信號(hào)給接收模塊；接收模塊通過無線接收芯片SY

11、N480R接收信號(hào)，再將信號(hào)傳送給主控制芯片STC12C2052AD單片機(jī)；然后通過STC12C2052AD單片機(jī)控制繼電器的通與斷，從而控制電動(dòng)車的充電情況；同時(shí)電動(dòng)車充滿電后亦可自行斷電，需要再次接通電源必須要有與之配套的無線遙控器操作。本課題主要完成的任務(wù)包括：（1）硬件部分：包括單片機(jī)的選擇、電流互感器以及繼電器等器件的選擇，發(fā)射模塊電路的設(shè)計(jì)以及接收模塊電路的設(shè)計(jì)。（2）軟件部分：包括單片機(jī)的主控制程序、編碼程序和解碼程序。（3）系統(tǒng)的綜合調(diào)試與分析：在軟硬件完成以后，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合的調(diào)試與實(shí)踐，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性與實(shí)用性，調(diào)整系統(tǒng)的不足。第二章 無線取電系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)本課題主要

12、采用基于STC12C2052AD單片機(jī)的主控制模塊、無線發(fā)射模塊以及無線接收模塊來實(shí)現(xiàn)小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，下面分別對(duì)系統(tǒng)的功能要求、系統(tǒng)技術(shù)要求及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案總體闡述。2.1系統(tǒng)的功能要求本系統(tǒng)的研制主要包括以下幾項(xiàng)功能：(1) 電流檢測功能：當(dāng)電流互感器產(chǎn)生一個(gè)電流時(shí)，通過單片機(jī)的P1.0端口送入單片機(jī)內(nèi)部，同時(shí)在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行AD采樣并不斷的比較采樣電流的大小。(2) 無線收發(fā)的功能：當(dāng)按下發(fā)送按鍵后，無線發(fā)射模塊通過編碼芯片EV1527將指令進(jìn)行編碼，通過發(fā)送天線傳送到接收模塊；接收模塊通過接收芯片SYN480R接收指令并傳送給單片機(jī)的相應(yīng)端口進(jìn)行解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證。（3）繼電器

13、的通斷功能：當(dāng)接收到來自發(fā)射模塊的指令后，通過單片機(jī)的解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證繼而來控制繼電器的通與斷；或是當(dāng)充電定時(shí)完成后自動(dòng)斷開繼電器。2.2系統(tǒng)的技術(shù)要求在了解本系統(tǒng)的工作原理和功能之后，我們就可以確定該系統(tǒng)的技術(shù)要求。本系統(tǒng)采用的核心控制器單片機(jī)成本比較低而且無線發(fā)射模塊適合批量生產(chǎn)。對(duì)于完整的系統(tǒng)而言，為了提高市場競爭力，要求該系統(tǒng)應(yīng)符合體積小、重量輕、低功耗和成本低廉等技術(shù)要求。具體參數(shù)和指標(biāo)如下:(1) 小體積：無線發(fā)射模塊和無線接收模塊的芯片目前都采用較小的貼片式，占用空間比較小，便于攜帶。(2) 低功耗：無線發(fā)射模塊采用9V的電池，功耗很低；而接收模塊與單片機(jī)的啟動(dòng)電壓只要5V，功耗

14、也相當(dāng)?shù)牡汀?3) 安全性能高：采用新型的編碼芯片EV1527，是一片由CMOS設(shè)計(jì)制造可預(yù)燒內(nèi)碼的學(xué)習(xí)碼，內(nèi)碼有20位元可預(yù)燒100萬組內(nèi)碼組合，大大降低了使用編碼上重復(fù)的機(jī)率。更重要的是其不可復(fù)制性,并且由于可以自學(xué)習(xí)，當(dāng)發(fā)射模塊丟了，只要對(duì)接收模塊進(jìn)行自學(xué)習(xí)就可以使原先的發(fā)射模塊失效，大大提高了安全性。2.3系統(tǒng)的組成及總體方案設(shè)計(jì)本課題小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由電流互感器、繼電器、單片機(jī)、無線接收模塊、無線發(fā)射模塊等組成。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于主控制程序的設(shè)計(jì)、無線發(fā)射模塊的程序設(shè)計(jì)以及無線接收模塊的程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如下圖：無線發(fā)射模塊接收芯片SYN480R單片機(jī)的解碼、存儲(chǔ)、

15、驗(yàn)證；檢測電流充電器電源220V繼電器2.3.1 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)第三章 系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制部分的原理圖圖3.1 單片機(jī)控制部分的原理圖左邊的電路分別是檢測電流電路、繼電器電路。當(dāng)按下無線遙控器的發(fā)送按鍵時(shí)，單片機(jī)接收到來自無線發(fā)射模塊的編碼信號(hào)，單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行軟件解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證，并對(duì)繼電器和蜂鳴器做出相應(yīng)的應(yīng)答。在繼電器閉合的情況下，通過不斷地檢測AD采樣電流的大小，當(dāng)采樣電流小于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)斷開繼電器并表明電動(dòng)車充電已完成。3.1復(fù)位電路的設(shè)計(jì)圖 3.1.1 復(fù)位電路工作原理：單片機(jī)的復(fù)位主要有上電復(fù)位、看門狗復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，而本系統(tǒng)采用的是上電復(fù)位，簡單的復(fù)位電路如圖3.1.1

16、所示是由 VCC電容電阻GND，接通電源后電容的充電，使得復(fù)位電路的電壓從接近 VCC到接近0 V，完成啟動(dòng)復(fù)位即將單片機(jī)初始化。單片機(jī)STC12C2052AD芯片的介紹圖3.1.2 STC12C2052AD的引腳圖STC12C2052系列的單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的兼容8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，全新的流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成復(fù)位電路。特點(diǎn)：1. 增強(qiáng)型1T流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)8051CPU2. 工作電壓：2.4V3.8V/3.4V5.5V3. 工作頻率范圍：035MHz，相當(dāng)于普通8051的042MHz4. 用戶應(yīng)用程序空間512/1K /2

17、K/3K/4K/5K字節(jié)5. 片上集成256字節(jié)RAM6. 15個(gè)通用I/O口，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏7. EEPROM功能8. 共3個(gè)16為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器9. PWM（2路）/PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）10. ADC，8路8位精度11. 通用異步串行口（UART）12. SPI同步通信口，主模式/從模式13. 看門狗14. 內(nèi)部集成RC振蕩器，精度要求不高時(shí)可省外部晶體15. 工作溫度范圍：075/-40+85STC12C2052AD系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)在P1口，有8路8位高精度的高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)100K

18、Hz。P1.7P1.0共8路電壓輸入型A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。上電復(fù)位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設(shè)計(jì)將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。需作為A/D使用的口需先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏模式。P1M07 : 0地址：91HP1M17 : 0地址：92HI/O口模式（P1.x 如做A/D使用，需先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏） 0 0準(zhǔn)雙向口（傳統(tǒng)的8051 I/O口模式） 0 1推挽輸出（強(qiáng)上拉輸出，可達(dá)20mA,盡量少使用） 1 0僅為輸入，如果該I/O口需作為A/D使用，可選此模式 1 1開漏，如果

19、該I/O口需作為A/D使用，可選此模式圖3.1.3 P1口輸出方式的設(shè)定MnemonicAddName76543210Reset ValueADC_CONTRC5HA/D轉(zhuǎn)換控制寄存器ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS00xx0,0000ADC_DATAC6HA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器xxxx,xxxx圖3.1.4 A/D轉(zhuǎn)換控制寄存器各個(gè)位的功能CHS2/ CHS1/ CHS0：模擬輸入通道選擇，CHS2/ CHS1/ CHS0ADC_START：模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制位，設(shè)置“1”時(shí)，開始轉(zhuǎn)換ADC_FLAG：模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)

20、束標(biāo)志位，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，ADC_FLAG = 1。SPEED1，SPEED0：模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度控制位SPEED1SPEED0A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間 0 0840個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 0 1630個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 1 0420個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 1 1210個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次，CPU工作頻率20MHz，A/D轉(zhuǎn)換速度約100KHz圖3.1.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換器速度控制位ADC_POWER：ADC電源控制位。0：關(guān)閉ADC電源； 1：打開A/D轉(zhuǎn)換器電源啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換前一定要確認(rèn)AD電源已打開，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后關(guān)閉AD電源可降低功耗。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算公式如下：結(jié)果=256 x Vin/VCC。 V

21、in模擬輸入通道輸入電壓，VCC單片機(jī)實(shí)際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。3.2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)圖3.2.1 時(shí)鐘電路工作原理：根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為外部時(shí)鐘方式和內(nèi)部時(shí)鐘方式。本系統(tǒng)采用的是內(nèi)部方式時(shí)鐘電路，在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)電容構(gòu)成振蕩電路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的頻率取值為11.0592M。晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。本系統(tǒng)的時(shí)鐘周期=1/11.592M，而時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間S，它是振蕩周期（時(shí)鐘周期

22、）2倍，P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期P2信號(hào)有效。CPU就是以兩相時(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。3.3蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)圖3.3.1 蜂鳴器電路工作原理：如圖3.3.1所示，將蜂鳴器電路連接到單片機(jī)的P1.6端口。當(dāng)給單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)，蜂鳴器會(huì)響一聲，表明上電成功；當(dāng)按下無線遙控器的發(fā)送按鍵后，單片機(jī)對(duì)接收到編碼信號(hào)進(jìn)行解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)單片機(jī)的P1.6端口送入指令，給P1.6端口送入低電平信號(hào)蜂鳴器響一聲。3.4電流檢測電路的設(shè)計(jì)3.4.1 電流檢測電路工作原理：在電流互感器TYCT004的中間穿入一根火線，這樣電流互感器就會(huì)把大電流（50

23、mA）轉(zhuǎn)換成小電流(理論值62.5mA)，通過單片機(jī)的P1.0端口送入單片機(jī)內(nèi)部，同時(shí)在單片機(jī)在內(nèi)部進(jìn)行AD采樣并不斷的比較采樣電流的大小，直到采樣電流小于設(shè)定值時(shí)，則斷開繼電器。電流互感器TYCT004介紹圖3.4.2 電流互感器的實(shí)物圖品牌/型號(hào)：TY/TYCT004 應(yīng)用范圍：測量 封裝形式：環(huán)氧樹脂電感 繞線形式 ：單層密繞式 磁芯形狀：環(huán)形 種類： 超低價(jià)精密電流互感器TYCT004系列產(chǎn)品產(chǎn)品說明TYCT004系列電流輸出型，引線輸出性能指標(biāo)參數(shù)符號(hào)指標(biāo)主要尺寸，內(nèi)孔/外徑/高度（8.3/28.5/13.5，一次輸入范圍In050A、二次輸出范圍Io050mA，負(fù)載電阻RL100，

24、精度等級(jí)0.1、0.2級(jí)，線性范圍5%120%，相移20，耐壓Vd2500V/min，絕緣強(qiáng)度1000M/500V/min，工作溫度Ta-25 75，存儲(chǔ)溫度Ts-40 80，工作頻率f50Hz 60Hz，相對(duì)濕度<90%，外殼材料環(huán)保阻燃PBT/環(huán)保阻燃ABS；產(chǎn)品的特點(diǎn)：較高的性價(jià)比，環(huán)保無污染 體積小、精度高、線性度好3.5繼電器電路的設(shè)計(jì)3.5.1 繼電器電路工作原理：如圖3.5.1所示，當(dāng)按下無線遙控器的發(fā)送按鍵后，單片機(jī)接收編碼信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證，再根據(jù)指令給單片機(jī)的P1.4管腳送入高電平或低電平。當(dāng)給P1.4管腳送入高電平時(shí)，繼電器的中間管腳與右上方管腳就會(huì)閉合

25、，指示燈LED1會(huì)亮，負(fù)載LED2也會(huì)亮。同時(shí)設(shè)定延時(shí)程序，當(dāng)5分鐘過后繼電器自動(dòng)斷開，表示充電完成；當(dāng)給P1.4管腳送入低電平時(shí)，繼電器的中間管腳與右上方管腳斷開恢復(fù)原樣，指示燈LED1和負(fù)載LED2都熄滅。繼電器的介紹 圖3.5.2 繼電器的實(shí)物圖圖3.5.3 繼電器的引腳圖（1）這是一種常見的繼電器 ，它是松樂公司旗下的一種產(chǎn)品。（2）左邊上下兩個(gè)管腳是線圈，中間的管腳和右邊的管腳是觸點(diǎn)引腳，中間的管腳和 右下方的管腳是常閉觸點(diǎn)，中間的管腳和有上方的管腳是常開觸點(diǎn)。（3）當(dāng)線圈不通電的時(shí)候，中間的管腳和右下方的管腳是閉合的，中間的管腳和右上 方的管腳是打開的；當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈吸合銜鐵，

26、中間的管腳和右下方的管腳是打開，中間的管腳和右上方的管腳是閉合的。3.6無線發(fā)送電路的設(shè)計(jì)圖3.6.1 發(fā)送電路原理圖工作原理：無線發(fā)射模塊主要采用美國EV公司的EV1527加上簡單的外圍電路構(gòu)成,其電路原理圖如上圖所示。圖中的ev1527的第5腳至第8腳是按鍵輸入腳,內(nèi)含接地電阻,外接一個(gè)5.1K的電阻,再通過按鍵連到電源上。當(dāng)S1按鍵按下時(shí)，EV1527的對(duì)應(yīng)腳上就有了一個(gè)高電平，于是觸發(fā)EV1527芯片，第4腳就輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)串,它通過放大器和振蕩電路發(fā)射出去；同時(shí)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，二極管導(dǎo)通,發(fā)光二極管也導(dǎo)通發(fā)光,顯示有信號(hào)發(fā)出;當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，無電源供電，發(fā)光二極管不亮，芯片處于無功

27、率損耗狀態(tài)。而信號(hào)的頻率由第1腳上的電阻和第2腳上的電源電壓共同決定。Ev1527的芯片介紹EV1527是一片由CMOS設(shè)計(jì)制造的可預(yù)燒內(nèi)碼的學(xué)習(xí)碼編碼芯片,由軟件解碼。內(nèi)碼共有20位元可預(yù)燒100萬組內(nèi)碼組合,大大降低了使用編碼上重復(fù)的機(jī)率。更重要的是其不可復(fù)制性,并且由于可以自學(xué)習(xí),當(dāng)發(fā)射模塊丟了,只要對(duì)接收模塊進(jìn)行自學(xué)習(xí)就可以使原先的發(fā)射模塊失效,大大提高了安全性。為此,本文提出了一種由EV1527構(gòu)成的發(fā)射模塊及其接收模塊,重點(diǎn)闡述了EV1527的管腳特征及由EV1527構(gòu)成的發(fā)射模塊的應(yīng)用電路原理。同時(shí),也介紹了兩種接收解碼方式,一種是硬件解碼方式,一種是由單片機(jī)組成的軟件解碼方；本

28、設(shè)計(jì)使用的是軟件解碼方式，軟件解碼主要由單片機(jī)加外圍電路構(gòu)成,外圍電路包括一個(gè)480R無線接收器、其他的控制電路。其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,而且單片機(jī)同時(shí)還可以用于控制其他電氣,使得線路更緊湊,也大大簡化了編程。要設(shè)計(jì)出軟件解碼電路,首先必須了解EV1527的信號(hào)發(fā)送方式。遙控器按鈕S1來選擇其是接收學(xué)習(xí)功能還是無線指令的編碼發(fā)射功能。對(duì)于碼位的脈沖寬度識(shí)別,采用單片機(jī)定時(shí)器的門控計(jì)數(shù)方式來測量脈沖寬度,定時(shí)器0用來計(jì)高電平寬度,定時(shí)器1用來計(jì)數(shù)低電平寬度,這些均在軟件中實(shí)現(xiàn)。為了提高遙控器接收模塊的抗干擾能力,在硬件上本文對(duì)連接無線接收模塊數(shù)據(jù)端的I/O口采用三極管進(jìn)行端口隔離,可以有效抑制單片機(jī)對(duì)

29、無線接收模塊的電磁干擾。圖3.3.2 EV1527的實(shí)物圖 圖3.6.3 Ev1527的引腳圖引腳的位功能說明 Symbol Description Pin I/O OSC1振蕩線路輸入腳接電阻至電源 1 I VCC電源正2 GND 電源負(fù)3 TXD 串列資料輸出腳4 O K0 按健輸入腳內(nèi)含接地電阻 5 I K1 按健輸入腳內(nèi)含接地電阻 6 I K2按健輸入腳內(nèi)含接地電阻 7 I K3 按健輸入腳內(nèi)含接地電阻 8 I 圖3.6.4 Ev1527各個(gè)引腳位的功能說明功能的簡述： 低功耗靜態(tài)電流<1.0A； 工作電壓VCC=3.0-13V； 四個(gè)按鍵輸入，最多可組合至15個(gè)按??； 內(nèi)含振蕩

30、線路，只須外接一個(gè)電阻（推薦值330K）； eV1527可代替RT1527以及升級(jí)FP527、eV527； 小體積8腳貼片封裝。是PT2260、PT2262理想的升級(jí)換代產(chǎn)品； EV1527設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從其4腳串行輸出,其發(fā)出的編碼信號(hào)由:同步碼、地址碼(內(nèi)碼)和數(shù)據(jù)碼組成一個(gè)完整的字碼,每次發(fā)送4組相同字碼,既同步碼是位碼的4倍寬,而EV1527的發(fā)送頻率(周期)是由其電壓和振蕩電阻共同決定的。圖3.6.5 EV1527編碼的碼位波形從碼位波形圖可以看出,每組字碼都從同步碼開始,緊接著是12個(gè)碼位,每一個(gè)有效碼位都是從高電平開始,到低電平,到高電平,再回到低電平。從碼位波形圖還可以看

31、出,每一位碼都可以分成兩段,以每段中的電平寬度來描述碼位。同步碼及各個(gè)碼位的高低電平寬度都不一樣,所以采用軟件解碼時(shí),可以先判斷出同步碼頭,然后對(duì)后面的字碼進(jìn)行脈沖寬度識(shí)別即可。在學(xué)習(xí)完無線指令后,只要采用定時(shí)器,按所存儲(chǔ)的指令編碼定時(shí)輸出每一位碼位的高低脈沖,即可實(shí)現(xiàn)軟件編碼。3.7無線接收電路的設(shè)計(jì)圖3.7.1 接收電路原理圖工作原理：如圖3.7.1所示接收模塊的接收天線接收到來自發(fā)射模塊的編碼信號(hào)，通過接收芯片480R的D0端口傳送數(shù)據(jù)給單片機(jī)12F675的GP2端口，然后12F675單片機(jī)再將數(shù)據(jù)傳送到GP1端口，由GP1端口傳送數(shù)據(jù)給排針的5號(hào)引腳再傳送給主控制芯片STC12C205

32、2AD的P3.2端口。480R接收芯片的介紹產(chǎn)品描述 SYN480R是法國SYNOXO公司推出新一代的單片無線ASK/OOK（ON-OFF Keyed）接收芯片，主要應(yīng)用于無線射頻遙控領(lǐng)域。與上一代產(chǎn)品SYN400R相比，SYN480R具有更高的靈敏度。在433MHz應(yīng)用環(huán)境下，靈敏度可以達(dá)到-107dBm，大大增加了接收距離。同時(shí)，SYN480R比SYN400R具有更高的集成度，高頻信號(hào)接收功能全部集成于片內(nèi)，以達(dá)到用最少的外圍器件和最低的成本獲得最可靠的接收效果。所以說SYN480R是真正意義上的“天線高頻AM信號(hào)輸入，數(shù)字信號(hào)輸出”的單片接收器件。同時(shí)，SYN480R片內(nèi)自動(dòng)完成所有的R

33、F及IF調(diào)諧，這樣在開發(fā)和生產(chǎn)中就省略了手工調(diào)節(jié)的工藝過程，自然也降低了成本，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。為使產(chǎn)品具有更長的待機(jī)時(shí)間，SYN480R具有兩項(xiàng)獨(dú)特的功能：（1）關(guān)閉模式(Shutdown Mode)。用于停止操作，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。（2）喚醒功能。芯片接收到有RF信號(hào)輸入后會(huì)向主控制器發(fā)出一個(gè)“喚醒信號(hào)”叫醒CPU，通知其退出stand by狀態(tài)。這些功能更有利于用戶設(shè)計(jì)低功耗或超低功耗產(chǎn)品，如RKE& RFID。SYN480R的特性：（1）完全的單片UHF接收器件（2）頻率范圍300440 MHz，接收靈敏度-106dBm（315MHz），-107dBm（433MHz）（3）

34、傳輸速率2.5kbps (SWP)，10kbps (FIXED)（4）自動(dòng)調(diào)諧，無需手動(dòng)調(diào)節(jié)無需外接濾波器和電感（5）低功耗： 3.7mA（315MHz，完全工作）、0.9A（關(guān)閉模式，shutdown mode）370A（315MHz，10: 1占空比）（6）喚醒功能用于使能外部解碼板和MCU（7）RF天線輻射非常低 （8）標(biāo)準(zhǔn)的CMOS接口控制及解碼數(shù)據(jù)輸出 （9）最經(jīng)濟(jì)的外圍器件設(shè)計(jì)方案（10應(yīng)用領(lǐng)域有無線鼠標(biāo)鍵盤、遠(yuǎn)距離 RFID、遙控扇/燈、無線遙控門汽車遙控鑰匙門禁(RKE)、本地遙感勘測系統(tǒng)、摩托車防盜器、無線傳感器等。12F675單片機(jī)的簡介引腳示意圖圖3.7.3 12F675

35、的引腳圖（1）12F675是8引腳閃存8位的CMOS單片機(jī)高性能的RISC CPU。·僅需學(xué)習(xí)35條指令除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期·工作速度DC20MHz 振蕩器/時(shí)鐘輸入DC200ns 指令周期·中斷功能·8級(jí)深度硬件堆棧 ·直接、間接和相對(duì)尋址方式（2）特殊單片機(jī)功能·可選擇內(nèi)部和外部振蕩器 高精度內(nèi)部4MHz振蕩器，其出廠時(shí)精度已校準(zhǔn)為±1 可使用晶振和諧振器作為外部振蕩器電壓典型值為3.0V時(shí)，將CPU從休眠模式喚醒需5us·省電休眠模式·寬工作電壓范圍，從2.0V到5.5V·工

36、業(yè)級(jí)和擴(kuò)展級(jí)溫度范圍·低功耗上電復(fù)位（POR）·上電延遲定時(shí)器（PWRT）和振蕩器起振定時(shí)器（OST）·欠壓檢測（BOD）·帶有獨(dú)立振蕩器的看門狗定時(shí)器，可以保證可靠的運(yùn)行·復(fù)用/MCLR輸入引腳·引腳電平變化可觸發(fā)中斷·獨(dú)立的可編程弱上拉功能·可編程代碼保護(hù)·高耐久性的閃存/EEPROM存儲(chǔ)單元閃存耐寫次數(shù)達(dá)100,000次EEPROM耐寫次數(shù)達(dá)1000,000次閃存/數(shù)據(jù)EEPROM的數(shù)據(jù)保持期>40年（3）低功耗功能·待機(jī)電流 當(dāng)電壓為2.0V時(shí)，典型值為1nA·工作電流

37、當(dāng)頻率為32KHz，典型值為8.5uA 當(dāng)頻率為1MHz，典型值為100uA ·看門狗定時(shí)器電流 當(dāng)電壓為2.0V時(shí)，典型值為300nA·定時(shí)器1的振蕩電流 當(dāng)頻率為32KHz、電壓為2.0V時(shí)，典型值為4uA（4）外設(shè)功能·6個(gè)具有獨(dú)立方向控制功能的I/O口引腳·高灌/拉電流能力，可直接驅(qū)動(dòng)LED·模擬比較器模塊帶有： 一個(gè)模擬比較器 片上可編程比較器參考電壓模塊 來自器件輸入引腳的可編程輸入復(fù)用 可外部訪問比較器輸出·模擬轉(zhuǎn)換器模塊 10位的分辨率 可編程的4通道輸入 參考電壓輸入·定時(shí)器0：帶有8位可編程預(yù)分頻器的8位

38、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·增強(qiáng)的定時(shí)器1帶有預(yù)分頻器的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器外部選通輸入模式如果已選用TNTOSC模式的話，那么在LP模式中可選擇OSC1和OSC2作為定時(shí)器1的振蕩器。·通過兩個(gè)引腳可實(shí)現(xiàn)在線串行編程第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 控制程序的設(shè)計(jì)思路該控制程序主要用單片機(jī)控制繼電器的通與斷，單片機(jī)通過外部中斷等待繼電器閉合；如果繼電器閉合，則開定時(shí)器T1通過判斷比較采樣電流的大小，當(dāng)采樣電流小于設(shè)定值時(shí)，斷開繼電器，用電器則無法充電；當(dāng)采樣電流大于設(shè)定值時(shí)，閉合繼電器，用電器則可以充電。外部中斷到來時(shí)蜂鳴器報(bào)警，繼電器取反，標(biāo)志位也取反。定時(shí)器中斷，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的充電時(shí)間

39、到了之后，自動(dòng)的將繼電器斷開，標(biāo)志位也取反。開始初始化開外部中斷0循環(huán)等待判斷繼電器是否通開定時(shí)器1中斷AD取樣判斷取樣結(jié)果是否小于某值斷開繼電器YYNN開蜂鳴器繼電器取反，標(biāo)志位取反返回主程序外部中斷定時(shí)到繼電器取反，標(biāo)志位取反返回主程序定時(shí)器中斷圖4.1 總體流程圖4.2 發(fā)送和接收程序的設(shè)計(jì)思路EV1527編碼芯片，通過1個(gè)按鍵來控制編碼芯片的輸出（TXD引腳串行輸出數(shù)據(jù)），并結(jié)合無線模塊來實(shí)現(xiàn)編碼數(shù)據(jù)的發(fā)送。通過改變電阻的參數(shù)，可以改變數(shù)據(jù)位碼的寬度。通過晶振來產(chǎn)生載波，數(shù)據(jù)和載波通過天線向空氣周圍發(fā)散無線信號(hào)。接收程序是無線通信模塊的接收端收到發(fā)送端送過來的信號(hào)后傳給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)

40、行解碼、存儲(chǔ)和驗(yàn)證，判斷收到的是不是先前編的那串脈沖。用軟件解碼時(shí),可以先判斷出同步碼頭,然后對(duì)后面的字碼進(jìn)行脈沖寬度識(shí)別即可。在學(xué)習(xí)完無線指令后,只要采用定時(shí)器,按所存儲(chǔ)的指令編碼定時(shí)輸出每一位碼位的高低脈沖,即可實(shí)現(xiàn)軟件編碼。開始初始化有按鍵延時(shí)有按鍵有信號(hào)自學(xué)習(xí)循環(huán)有信號(hào)信號(hào)匹配輸出脈沖延時(shí)有信號(hào)NNNNNYYYYY圖4.2 接收流程圖第五章 無線取電系統(tǒng)的測試結(jié)果及結(jié)論5.1 調(diào)試首先檢測硬件電路的設(shè)計(jì)原理是否正確，能否達(dá)到預(yù)期效果以及實(shí)現(xiàn)方法是否簡便；其次在焊接有線電路之后，認(rèn)真檢查電路焊接情況。這里采用分塊調(diào)試的方法，分為無線發(fā)送電路，無線接收電路以及單片機(jī)控制電路。在每個(gè)模塊的調(diào)

41、試過程中又采用了由局部到整體，由簡單到復(fù)雜的調(diào)試方法。最后把各個(gè)模塊連在一起進(jìn)行全面的調(diào)試。其次，檢查程序代碼的問題，用Keil uVision3運(yùn)行檢查程序是否正確，先創(chuàng)建.hex文件，用現(xiàn)成的學(xué)習(xí)機(jī)將編號(hào)的代碼燒到所用的單片機(jī)內(nèi)，后在安放在硬件電路板上。我在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題有：（1）在發(fā)射模塊與接收模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，總是學(xué)習(xí)不進(jìn)去，導(dǎo)致解碼不成功。（2）繼電器的常開與常閉端口搞錯(cuò)了，導(dǎo)致用電器無法取電。（3）在電流互感器的中間穿入一根火線之后沒有在拖線板上加負(fù)載，由于電流互感器產(chǎn)生的電流很小，導(dǎo)致單片機(jī)的P1.0端口的電壓過小，無法進(jìn)行采樣。（4）另外在程序部分也隨著調(diào)試的進(jìn)行作了相

42、應(yīng)修改。5.2 結(jié)論本文在參考大量資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)小區(qū)電動(dòng)車充電難的問題，合理的提出了無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用無線遙控器控制電動(dòng)車充電與斷電，這種方式有效的解決了很多住在高層的車主對(duì)其電動(dòng)車充電難和過度充電等問題，同時(shí)防止了火災(zāi)等安全隱患的發(fā)生。本設(shè)計(jì)所研究的小區(qū)電動(dòng)車無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用STC12C2052AD為核心控制器，考慮設(shè)計(jì)每戶單獨(dú)電源計(jì)費(fèi)，每戶配備遙控器，通過遙控器控制電源通斷電，同時(shí)電動(dòng)車充滿電亦可自行斷電，需要再次接通電源必須要有與之配套的遙控器操作。因此無線取電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得充電更加方便管理，并且可以節(jié)約能源，具有一定的市場前景。 單片機(jī)從20世紀(jì)70年代問世以來，以

43、其極高的性價(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快?，F(xiàn)如今，單片機(jī)已滲入到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。因此學(xué)好應(yīng)用單片機(jī)對(duì)于我們的創(chuàng)新很有幫助。隨著單片機(jī)技術(shù)的更新以及無線電技術(shù)的不斷發(fā)展，因此本設(shè)計(jì)無線取電系統(tǒng)還有很大的提升空間。致謝本人在此衷心感謝我的導(dǎo)師朱金榮老師，朱老師學(xué)識(shí)淵博，特別是朱老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，給我留下了極為深刻的印象。盡管工作繁忙，仍對(duì)本人的學(xué)習(xí)進(jìn)行了細(xì)致、深刻的指導(dǎo)。在本人畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，更是給予細(xì)心的指導(dǎo)和幫助，并認(rèn)真細(xì)致地審閱，提出修改意見，使本人設(shè)計(jì)得以順利完成。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，老師和學(xué)長們都提出了他們寶貴的意見以及學(xué)習(xí)方法，像高老

44、師、王斌、尹志威等都給了我莫大的鼓勵(lì)和幫助，在此衷心感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)們!最后，對(duì)參加本文評(píng)閱和答辯的各位老師致以誠摯的謝意!參考文獻(xiàn) 馬忠梅、張凱、馬巖、籍順心編著，單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第四版） 北京：航空航天大學(xué)出版社，2007.1 張毅剛、劉杰AT89S52單片機(jī)原理及應(yīng)用哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2004 竇振中編著，嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 中國電力出版社 超通和龍科技.學(xué)習(xí)碼遙控編碼ICZ. Protel 99 SE原理圖與PCB及仿真，機(jī)械工業(yè)出版社，2004 李勛、劉源、李靜東，單片機(jī)實(shí)用教程，北京航空航天大學(xué)出版社，2006附錄主控制程序#include "

45、reg51.h"#include "intrins.h"sfr ADC_CONTR = 0xC5 ; / ADC control registersfr ADC_DATA = 0xC6 ; / 8 bit result register sfr P1M0 = 0x91 ; / P1 mode control register 0sfr P1M1 = 0x92 ; / P1 mode control register 1#define ADC_POWER 0x80 #define ADC_FLAG 0x10#define ADC_START 0x08#define ADC_SPEEDLL 0x00 s