無線電遙控器畢業(yè)論文

無線電遙控器畢業(yè)論文目錄TOC\o"1-5"\h\z1前言 21.1研究方向 2\o"CurrentDocument"1.2研究背景 2\o"CurrentDocument"1.3研究意義及作用 2\o"CurrentDocument"2方案分析 3\o"CurrentDocument"2.1方案要求 3\o"CurrentDocument"2.2方案原理 3\o"CurrentDocument"2.3方案器件 32.4方案步驟 2\o"CurrentDocument"3電路分析 3\o"CurrentDocument"3.1發(fā)射系統(tǒng) 5\o"CurrentDocument"3.1.1數(shù)據(jù)電路 5\o"CurrentDocument"3.1.2編碼電路 6\o"CurrentDocument"3.1.3調(diào)制振蕩發(fā)射電路 6\o"CurrentDocument"3.2接收系統(tǒng) 8\o"CurrentDocument"3.2.1接收振蕩電路 9\o"CurrentDocument"3.2.2整形放大電路 10\o"CurrentDocument"3.2.3譯碼電路 11\o"CurrentDocument"3.2.4手動開關(guān)電路 12\o"CurrentDocument"3.2.5D觸發(fā)器電路 12\o"CurrentDocument"3.2.6驅(qū)動電路 13\o"CurrentDocument"3.2.7控制電路 14\o"CurrentDocument"3.3電源電路 14\o"CurrentDocument"結(jié)束語 15參考文獻 161前言1.1研究方向無線電遙控就是利用電磁波在遠(yuǎn)距離上，按照人們的意志實現(xiàn)對物體對象的無線操縱和控制，這種無線控制的方式就叫做無線電遙控。1.2研究背景隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。無線電遙控技術(shù)的誕生，起源于無線電通信技術(shù)，最初的構(gòu)想是無線電電報技術(shù)的建立，真空電子管的發(fā)明使得無線電技術(shù)的應(yīng)用和普及很快應(yīng)用在民用和軍用等各個領(lǐng)域。自從愛迪生發(fā)明電燈以來，人類對照明電器的開啟和關(guān)斷控制主要使用手動機械開關(guān)。隨著無線電的發(fā)展，從上個世紀(jì)60年代開始，相繼出現(xiàn)了無線電遙控的燈開關(guān)。無線電遙控器(RFRemoteControl)是利用無線電信號對遠(yuǎn)方的各種機構(gòu)進行控制的遙控設(shè)備。這些信號被遠(yuǎn)方的接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動其它各種相應(yīng)的機械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、移動手柄、開動電機，之后再由這些機械進行需要的操作。一個多鍵的無線電遙控器可集中控制全家的只能遙控開關(guān)，具有人性化夜光功能，方便夜間找到開關(guān)位置，具有安裝方便，使用簡單，安全可靠等優(yōu)點。但因為無線電波有穿墻越壁能力，所以會誤開關(guān)鄰居的燈。為了解決這個難題，后來的一種無線電遙控器采用了編碼技術(shù)，像一把鑰匙開一把鎖一樣，一個遙控器只對應(yīng)控制一盞燈。1.3研究意義及作用設(shè)計著重研究無線電控制開關(guān)的系統(tǒng)組成部分及其原理。設(shè)計有利于鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，促進深入理論研究，為繼續(xù)深造打基礎(chǔ)，對在校期間學(xué)業(yè)情況的評估和綜合能力的考查,也是培養(yǎng)和鍛煉運用所學(xué)基本知識、理論和技能分析解決實際問題能力和科研創(chuàng)新能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度。且在研究過程當(dāng)中遇到的各種問題又能促進鉆研業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)成績得以進步與提高。并對通信系統(tǒng)建立起一個完整的概念。2方案分析2.1方案要求（1） 遙控電路的發(fā)射頻率為28MHz.（業(yè)余頻段）。（2） 發(fā)射距離為30m左右，主要是在家庭內(nèi)遙控家用電器開關(guān)。（3） 發(fā)射器電源電壓要求在9V以下。（4） 遙控接收器要求能夠較準(zhǔn)確地接收28MHz的載頻信號，并解調(diào)出控制信號控制開關(guān)動作。（5） 遙控接收器的電源要求利用220V交流電源供電，設(shè)計出一個簡易穩(wěn)壓源為其供電。（6） 整個遙控電路盡量簡單可行。2.2方案原理無線電遙控開關(guān)系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。開關(guān)系統(tǒng)的工作原理是首先通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號（見注釋三），再通過無線電發(fā)射電路將該信號發(fā)射出去。無線電發(fā)射電路它是由一個能產(chǎn)生等幅振蕩的高頻載頻振蕩器，和一個產(chǎn)生低頻調(diào)制信號的低頻振蕩器組成的。用來產(chǎn)生載頻振東和調(diào)制振蕩的電路一般有：多揩振蕩器、互補振蕩器和石英晶體振蕩器等，由低頻振蕩器產(chǎn)生的低頻調(diào)制波，一般為寬度一定的方波?；蚴穷l率不同的方波去調(diào)制高頻載波，組成的己調(diào)制波，向空中發(fā)射.。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進行編碼地址確認(rèn)（見注釋四），確認(rèn)是否為本遙控開關(guān)系統(tǒng)地址。如果是，則單片機電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制開關(guān)電路動作；如果不是，則解碼電路不解碼，單片機電路不響應(yīng)，開關(guān)電路無任何動作。2.3方案器件電阻器電位器電容器電感線圈和變壓器開關(guān)接插件和保險元件石英晶體和陶瓷元件晶體二極管晶體三極管單片機LED數(shù)碼管等2.4方案步驟（流程圖如圖1）發(fā)射系統(tǒng)通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)信息的編碼脈沖信號。通過無線電發(fā)射電路將信號發(fā)射出去。接收系統(tǒng)接收電路無線電接收，同時將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進行編碼地址確認(rèn)。單片機電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制開關(guān)電路動作。圖1-13.1電路分析3.1發(fā)射系統(tǒng)主要由地址譯碼模塊和發(fā)射模塊組成，發(fā)射主要由數(shù)據(jù)電路、編碼電路、調(diào)制振蕩電路組成。主要完成的功能是首先將受控電路的開關(guān)進行編址，再將編址信息進行編碼后得到一編碼脈沖信號，此信號調(diào)制無線電發(fā)射電路并發(fā)射出去。其中包括89C2501單片機，振蕩器，倍頻器，放大器，調(diào)制器等器件（發(fā)射系統(tǒng)如圖2）。89C2501單片機：89C2501是由ATMEL公司推出的一種小型單片機，共20條引腳，可工作在2.7?6V，12HZ的工作環(huán)境，還包括2K的Flash程序存儲器和128K的片內(nèi)RAM，附圖一所示。用于產(chǎn)生編碼地址和開關(guān)信息的脈沖信號。振蕩器：用以產(chǎn)生射頻振蕩信號，即載波信號。倍頻器：將射頻信號的頻率倍乘到更高的頻率。放大器：放大器可分為電壓放大器和功率放大器兩類。電壓放大器可有效放大信號的幅度，但對所放大信號的功率無明顯要求。功率放大器則不然，主要要求將信號的功率放大到所要求的值。調(diào)制器：用以實現(xiàn)對載波信號的調(diào)制。圖3-1（發(fā)射系統(tǒng)）3.1.1數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路指的是在線路或信道上加信號變換設(shè)備之后形成的二進制比特流通路，它由傳輸信道及其兩端的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）組成。信號變換由AT89C51單片機控制，單片機接收和輸出的信號是由電平信號轉(zhuǎn)換成二進制脈沖信號的方式（轉(zhuǎn)換方式如圖3-2）。

W購平型信弓；吊）W購平型信弓；吊）脈沖里信號圖3-23.1.2編碼電路無線電遙控常用的編碼方式有兩種類型，即固定碼與滾動碼兩種（見注釋五），滾動碼是固定碼的升級換代產(chǎn)品，目前凡有保密性要求的場合，都使用滾動編碼方式。滾動碼碼編碼方式有如下優(yōu)點：（編碼電路如圖3-3）1、 保密型強，每次發(fā)射后自動更換編碼，別人不能用“偵碼器”獲得地址碼；2、 編碼容量大，地址碼數(shù)量大于10萬組，使用中“重碼”的概率極?。?、 對碼容易，滾動碼具有學(xué)習(xí)存儲功能，不需動用烙鐵，可以在用戶現(xiàn)場對碼，而且一個接收器可以學(xué)入多達14個不同的發(fā)射器，在使用上具有高度的靈活性；4、 誤碼小，由于編碼上的優(yōu)勢，使得接收器在沒有收到本機碼時的誤動作幾乎為0。固定碼的編碼容量僅為6561個，重碼概率極大，其編碼值可以通過焊點連接方式被看出，或是在使用現(xiàn)場用“偵碼器”來獲取，所以不具有保密性，主要應(yīng)用于保密性要求較低的場合，因為其價格較低所以也得到了大量的應(yīng)用。

圖3-3（編碼電路）3.1.3調(diào)制振蕩發(fā)射電路調(diào)制振蕩電路由振蕩器產(chǎn)生載波信號，經(jīng)調(diào)制傳輸信號發(fā)生器把要傳遞的開關(guān)信號附加到振蕩電流上，然后經(jīng)電路發(fā)射出去。調(diào)諧電路接收到的信號中既有傳遞的信息信號，又有高頻信號，這就需要將這兩種信號進行分離（調(diào)制振蕩發(fā)射電路如圖）。圖3-4（振蕩發(fā)射電路）3.2接收系統(tǒng)無線電接收系統(tǒng)主要由接收振蕩電路、整形放大電路、解碼電路、手動開關(guān)電路、D觸發(fā)器電路、驅(qū)動電路、控制電路、電源電路等組成。完成的功能是首先對接收進來的信號解調(diào)后進行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)送AT89C51單片機，由AT89C51單片機根據(jù)此數(shù)據(jù)去控制相應(yīng)的開關(guān)進行動作。接收電路把電感接收的無線電信號通過高頻電路進行放大，再通過調(diào)頻電路進行調(diào)頻，再經(jīng)中頻放大器和檢波器將高頻信號變換成低頻信號，對已調(diào)的高頻信號進行解調(diào)，最后經(jīng)過放大器放大低頻信號形成開關(guān)信號?；救蝿?wù)是在接收端從無線電信號中提取系統(tǒng)所需的信息，（接收電路如圖6）。圖3-5（接收電路）AT89C51單片機：AT89C51是ATMEL公司推出的一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory），高性能CMOS，8位多功能微處理器CPU和閃爍存儲。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。用于將接收信號譯碼并控制開關(guān)電路。D觸發(fā)器：當(dāng)電平觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時，必須在正跳沿到來前加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯。而邊沿觸發(fā)器允許在CP觸發(fā)沿到來前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。D觸發(fā)器的邏輯符號如圖3-6

圖3-6(D觸發(fā)器的原理圖)D觸發(fā)器的真值表如圖3-7* X Q(f)I 0 0圖3-7(D)觸發(fā)器真值表)D觸發(fā)器的時序圖如圖3-8：juwir圖3-8（D觸發(fā)器時序圖）3.2.1接收振蕩電路無線電接收方式分為超外差和超再生接收方式。振蕩電路作用是接收由無線電遙控發(fā)射的無線電開關(guān)信號，振蕩電路由三極管、電阻、電容及電感元件（變壓器或電感）等組成。超外差方式：是利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號混頻，將輸入信號頻率變換為某個預(yù)先確定的頻率的方法。超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。這種方法是為了適應(yīng)遠(yuǎn)程通信對高頻率、弱信號接收的需要，在外差原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。外差方法是將輸入信號頻率變換為音頻，而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入信號變換為超音頻，所以稱之為超外差。1919年利用超外差原理制成超外差接收機。這種接收方式的性能穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力也相對較好；超再生式的接收器體積小、價格便宜，所以至今仍廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程信號的接收，并且已推廣應(yīng)用到測量技術(shù)等方面。方式原理如下圖：

圖3-9圖3-9超再生接收方式：超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路實際上是一個受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個高頻振蕩器采用電容三點式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。而間歇振蕩（又稱淬裝飾振蕩）雙是在高頻振蕩的振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。而間歇（淬熄）振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的（一般為一百?幾百千赫）。這個頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低；反之，頻率選高了，接收靈敏度較好，但抗干擾性能變差。3.2.2整形放大電路整形放大電路是將接收振蕩電路發(fā)送的信號做一個低通濾波器濾除噪聲再進行信號同步放大，然后再加一個跟隨器增大輸出阻抗最后加一個AD轉(zhuǎn)換器。電路中實現(xiàn)放大的裝置稱為放大器，“放大”的本質(zhì)是實現(xiàn)能量的控制，即能量的轉(zhuǎn)換：用能量比較小的輸入信號來控制另一個能源，使輸出端的負(fù)載上得到能量比較大的信號。放大的對象是變化量，放大的前提是傳輸不失真。整形放大電路如圖3-10：

圖3-10（放大電路）3.2.3譯碼電路無線電譯碼方式可以分為：變量譯碼和顯示譯碼兩類變量譯碼：是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，變量譯碼器是一個將n個輸入變?yōu)?n個輸出的多輸出端的組合邏輯電路。其是輸入變化的所有組合中，每個輸出為1的情況僅一次，由于最小項在真值表中僅有一次為1，所以輸出端為輸入變量的最小項的組合。故譯碼器又可以稱為最小項發(fā)生器電路。一般分為2n譯碼和8421BCD碼譯碼兩類。顯示譯碼：主要解決二進制數(shù)（高電平為1低電平為0）顯示成對應(yīng)的十、或十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換功能，一般其可分為驅(qū)動LED和驅(qū)動LCD兩類。譯碼電路圖如圖3-11：圖3-11（譯碼電路）只有接收端的地址碼和發(fā)射端的地址碼設(shè)置完全相同，輸出端才有輸出信號。譯碼芯片PT2272將數(shù)據(jù)輸入端接收到的信號，經(jīng)內(nèi)部電路解碼辨識確認(rèn)。如果所接收到的信號地址碼與本機地址編碼相同，D0~D3輸出與無線電發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的相對應(yīng)的開關(guān)信息給單片機電路，由單片機控制相應(yīng)的開關(guān)電路動作。否則，譯碼芯片不譯碼，單片機電路不響應(yīng)，開關(guān)電路保持原有的工作狀態(tài)不變。單片機電路采用AT89C51來實現(xiàn)對輸入信號的處理和開關(guān)電路的控制。AT89C51的P1.0~P1.3端作為數(shù)據(jù)輸入端口，分別和譯碼芯片PT2272的數(shù)據(jù)輸出D3~D0端連接。PT2272的有效輸出端輸出的信號作為單片機外部中斷的觸發(fā)信號。當(dāng)外部中斷采樣到有效觸發(fā)信號時，它對P1.0?P1.3腳的信號進行中斷處理，實現(xiàn)對開關(guān)電路的狀態(tài)進行控制。AT89C51的P3.7腳外接一個蜂鳴器，對有效的開關(guān)動作進行提示。3.2.4手動開關(guān)電路手動開關(guān)電路是指電燈的硬件電路。與編碼電路，D觸發(fā)器和驅(qū)動電路相連接。每按發(fā)射器一次，接收電路集電極輸出一次開關(guān)信號，經(jīng)觸發(fā)的雙穩(wěn)態(tài)電路，使電路導(dǎo)通（或截止）狀態(tài)改變，繼電器吸合（或釋放）狀態(tài)改變，實現(xiàn)了遙控開關(guān)的目的。開關(guān)電路中繼電器屬于強電電路，直接用集成電路芯片不能驅(qū)動，為此在單片機與繼電器之間必需設(shè)置一個驅(qū)動繼電器的電路。3.2.5D觸發(fā)器電路工作原理：當(dāng)CP=0時，無論D為何值，Qn+1維持原狀態(tài)。當(dāng)CP=1時，若D=0，則Qn+1=0；若D=1，則Qn+1=1。D觸發(fā)器可以使干擾時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。電路如圖3-12：

6虹電商L ~~~1**~~— 1―— _ ■"地I圖3-12（D觸發(fā)器電路）3.2.6驅(qū)動電路驅(qū)動電路：主電路和控制電路之間，用來對控制電路的信號進行放大的中間電路（即放大控制電路的信號使其能夠驅(qū)動功率晶體管），稱為驅(qū)動電路。本實例利用三極管的飽和來關(guān)斷繼電器的吸合。驅(qū)動電路如圖3-13：

3.2.7控制電路控制電路的核心是AT89C51單片機，接收的信號通過控制外設(shè)電路到單片機，單片機分析信號并發(fā)出模擬信號再經(jīng)控制外設(shè)電路然后通過驅(qū)動電路來控制開關(guān)電路?？刂齐娐啡鐖D3-14：2223242526~\-2?2&彩31廠:32史>1女.2223242526~\-2?2&彩31廠:32史>1女.3738~\-費■<GP；:0F：：1P2.2心P25T.：:6P：：7TSENALE^ROG關(guān).l&DEA/Vpppj?恥憂Pi5T：i4P0.3I?雄piIJj[:7CCXTALjI<TAL2夷.泌巳gR善4；T)P3MNT1拓灑TOI■對壓zDESTCuTD?17?15PBP1.-；?!JPI.PI‘I服動器端口一:幻7CC:?L2.圖3-14（控制電路）3.3電源電路電源電路分別與接收振蕩電路、整形放大電路、解碼電路、D觸發(fā)器電路、驅(qū)動電路、控制電路相連接，手動開關(guān)電路與解碼電路、D觸發(fā)器電路相連接，為各電路提供電源。OWE?OWE?圖3-15（電源電路）結(jié)束語無線電遙控電燈開關(guān)系統(tǒng)的研制，采用了較為先進的電子技術(shù)，為無線電遙控提供了一種合理、低成本、高性能的實現(xiàn)方案。無線電遙控器以其小巧、價格低廉、控制方便而越來越被人們所接受。本設(shè)計同時適合開發(fā)各種低成本遙控報警器及各種遙控系統(tǒng)，如可應(yīng)用于家用電器遙控、文教娛樂場館的電器設(shè)備遙控和辦公場所電器遙控等。此系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以給人們的工作和生活帶來很多的便利，同時具有較好的推廣應(yīng)用價值。文獻