家庭照明智能遥控开关设计（可编辑）

单位代码： 分 类 号： 延安大学西安创新学院 本科毕业论文（设计） 题 目 家庭照明智能遥控开关设计 专 业：姓 名：学 号： 指导教师： 职 称：毕业时间： 二零一三年六月 家庭照明智能遥控开关设计 摘要：设计了一种315M稳频无线电遥控组件及外围设备介绍315M无线发射模块无线接收模块及芯片PT2262/PT2272开关自锁、非锁、互锁三种 关键词：AT89C51；PT2262/PT2272；遥控开关；设计 Home lighting intelligent remote control switch design Abstract: a home lighting intelligent remote control switch is designed, the design of single chip microcomputer AT89C51, 315 m frequency wireless remote control components and peripheral driving equipment, introduced the 315 m wireless transmitting module, the wireless receiving module and chip PT2262 / PT2272, and produce electronic remote control electronic switch can control four road since the lock, un lock, lock each other three states. Key words: AT89C51; PT2262 / PT2272; Remote control switch; design 目录1引言12无线遥控概述12.1无线遥控概述12.2无线遥控的发展史12.3无线遥控的分类22.4无线遥控的应用23芯片介绍33.1 AT89C51单片机介绍33.2 PT2262芯片介绍43.3 PT2272芯片介绍64设计方案84.1设计思路84.2设计组成94.2.1发射模块94.2.2接收模块94.3驱动系统设计105系统原理图116程序设计126.1程序流程图126.2系统主程序127系统制作与调试137.1实物的制作137.2程序调试137.3实物调试137.3.1实物状态选择说明137.3.2实物的调试及结果138总结15参考文献16谢辞17附录18一.PCB图18二.实物图19三.系统主程序20 1引言 随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。为了给提供更多的方便，AT89C51，采用315M稳频无线电控制组件及PT2262/PT2272模块，通过无线电磁的方式实现对家庭所照明点灯、电器设备的控制，使用安全方便、简单可靠。2无线遥控概述无线遥控器顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器主要是由集成电路电板和用来产生不同息按钮所组成。，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了种类，简单来说常见的有两种，一种是红外遥控模式另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式。两者各有不同的优势，应用的领域也有所区别，本课题要研究的是无线电遥控模式。.2无线遥控的发展史无线电遥控技术发展有几十年的历史本世纪20年代才刚出现无线电遥控的雏形。那时，人们将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船上但由于 技术不够完善而未能成功。二战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。，随着电子技术的发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。 由于无线电波是由发射点向四面八方传播，可以穿过阻挡物，而且可以传播到很远的距离，因此它的控制可以在很大区域和空间内实现，成为遥控的主要方式，在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极广泛的应用。为此，在前人研究的基础上设计出了一种集成芯片无线电遥控多通道开关系统的设计方法。研究表明，采用该方法设计的遥控开关系统控制方便，适用于含有较多受控电器场合，可实现多路多功能控制。无线电遥控器是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收，可以指令或驱动其它相应的机械或者电子设备，去完成机械操作，如闭合电路移动手柄、开动电机作为一种性能良好的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制防盗报工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。无线电遥控常用的载波频率为315mHz或433mHz，使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。我国的开放频段规定为315mHz和433mHz。 目前无线遥控技术相对比较成熟，有专业人士把它分为： 红外无线遥控、声波触发遥控无线电遥控、无线网络远程遥控。下面就让我们一来分析优缺点吧.红外无线遥控：红外无线遥控技术由于通过光信号传递数据，因不易受到电磁干扰，其频率的使用也无线遥控技术那样受到许多限制，而且通讯的可靠性高。因此距离遥控领域，更多地红外遥控技术，它广泛应用于各种家用电器设备；但是它容易受到障碍物的影响。无线电遥控无线电遥控是通过数字信号来传递信号的，虽然它在复杂电磁环境中容易受到干扰，但是它不受空间环境、障碍物的影响，而且传输距离可近可远；在无线控制中具有很高的地位。声波触发遥控声波触发遥控常用于声控电路。电路简单遥控距离近，且不能实现多点控制。 近年来，遥控技术在国防、军事工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越。线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。 3.1 AT89C51单片机介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器，器件采用AEMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大可灵活应用于各种控制领域。 图3-1 AT89C51引脚图89C51是一种带4k字节可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器。1 .主要特性： ?兼容MCS51指令系统?4K字节可编程闪烁存储器 ?寿命：2k可反复擦写（1000次）FLASH ROM?15个双向I/O口?全静态工作：0Hz-24Hz ?可直接驱动LED?128*8bit位内部RAM ?32可编程I/O线 ?两个16位定时器/计数器 ?5个中断源 ?两个外部中断；两个串行中断?低功耗休眠功能?片内振荡器和时钟电路 2 .管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位双向I/O口，每个脚可吸收8TTL门电流。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P3口：P3口管脚是8个上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。RST：复位输入。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。XTAL1：反向振荡放大器输入及内部时钟工作电路输入。 XTAL2：反向振荡器的输出。3.2 PT2262芯片介绍编码芯片PT2262是台湾普城公司生产的CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路。PT2262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，最多可有6位 D0-D5 数据端管脚，设定的地址码和数据码17脚串行输出。图3为编码集成PT2262引脚图。 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，此时相应的数据脚输出高电平，如果发送端按键一直按住，编码芯片会连续发射。当发射机按键没有按下时，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，当按下按键时，PT2262，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表3-1 PTZZ62管脚功能名称 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） 解码集成PT2272也是台湾普城公司生产的CMOS工艺制造的低功耗低价位通用解码电路， 它与编码集成PT2262配对使用。 下图为解码集成PT2272的引脚图。PT2272 图3-2 PT2272引脚图表3-2 PT2272的管脚功能名称管脚说 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 ,必须与2262一致,否则不解码D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当为数据管脚时,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）?PT2262PT2272地址码和数据码都用宽度不同的脉冲表示，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”。下部分是放大的一组字码：一个字码由12位AD码（地址码数据码，如8位地址码加4位数据码）组成，每个AD位用两个脉冲来：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” 图3-3 脉冲放大字码图PT2262发射时每次至少发射4组字码，PT2272只有在连续两次检测到相同的地址码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。PT2272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一直保持对应电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变本设计由四个按键遥控器和接受组件四个继电器部分组成，电路采用高稳定无线电收发模块和遥控专用解码电路，不受方向限制，具有保密度高，遥控距离远，性能稳定可靠和静电功耗低等特点，实现对四路灯的开关控制。 图4-1系统框图本设计主要由发射部分、接收部分单片机AT89C51三极管驱动继电器电路构成，该使用DF无线数据收发模块和编解码集成PT2262/PT2272 。首先，发射部分采用了编码器PT2262和无线电发射模块F05B，无线电发射部分采用的是新型的V干电池提供的工作电压。 图4-2 发射部分组成框图315M无线发射接收模块参数介绍主要技术指标： 图4-3无线发射接收模块1通讯方式：调幅2）、工作频率：315MHZ/433MHZ3频率稳定度：75KHZ4发射功率：500MW5、静态电流：6、发射电流：350MA7、工作电压：DC 312V接收部分采用了与发射部分配套的译码器PT2272与接收模块J05B。其电源由变压器220V转变9V，通过整流桥整流，电容滤波，稳压管稳压得到直流的5V电压。 图4-4接受部分组成框图该部分电路由315MHz无线数据接收模块解码集成PT2272。当无线接收模块到空间的315MHz信号时，经放大、变频、滤波等处理后输出控制信号，送到解码集成IC1第14脚进行处理。 图4-5 315M超再生接收模块 超再生接收模块的体积：30x13x8毫米主要技术指标： 1、通讯方式：调幅AM 2、工作频率：315MHZ/433MHZ 3、频率稳定度：200KHZ 4、接收灵敏度：106DBM 5、静态电流：5MA 6、工作电流：5MA 7、工作电压：DC 5V 8、输出方式：TTL电平接收模块工作电压为5，静态电流4，它为超再生接收电路，接收灵敏度为105dbm，接收天线最好为2530厘米的导线，最好能竖立起来。驱动系统设计方案一采用晶闸管直接进行驱动。其优点是体积小，电路简单外围元器件少，但控制电流小，大电流晶闸管成本高，且隔离性能差。方案二：采用三极管驱动继电器。其体积大，外围元器件多，其优点是控制电流大，隔离性能好。根据实际情况采用方三极管驱动继电器控制三极管的导通状态来控制继电器的吸合。是用较小的电流控制较大的电流的一种开关。因此，广泛应用于电子设备中。用三极管作为开关元件控制线圈通电时，三极管必须处在开关状态。其饱和导通条件是：Ucc Uces Ic Ics ,Ib Ibs, Ics Ucc-Uces /Rc Ucc/Rc在工作中，如果三极管的基极电流IB临界饱和的数值IBS，则三极管一定饱和导通，即Ib Ibs Ics/ Ib Ubb/Rb对于硅管，饱和导通后：Ube 0.7V Uce Uces 0.3V UT:硅管发射结的死区电压，截止时，b 0 c 0 用Protel99SE完成分块电路原理图设计，其中有发射、接受、驱动三大模块。综合所有模块，画出总原理图如图5-1。 图5-1系统总原理图 6程序设计#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int/继电器输出端口/sbit jdq1 P26;sbit jdq2 P24;sbit jdq3 P22;sbit jdq4 P20;/按键输入端口/下见附录三 7系统制作与调试实物的制作（1）根据系统原理图及功能特点用Protel99SE完成Pcb板的设计与制作。Pcb图见附录一。（2）实物的焊接根据电路原理图及完成的Pcb图在老师的指导和与同学的一起努力下完成实物的焊接工作。实物图见附录二。（1）首先根据系统要求，用Keil C编写程序。（2）本设计分为非锁、自锁、互锁三种工作方式说明输出又称点动输出数据脚输出的电平是瞬可以用于类似点动的控制，有遥控信号时数据是高电平，遥控信号消失时数据脚立即恢复为低电平，适用于如电动门、电动门锁、与单片机对接等只需要一个高电平的电路。 自锁型输出的数据脚能实现触发翻转工作逻辑，自锁型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。自锁型四路相互独立互不影响，可同时遥控四路，如灯具的控制等。互锁型输出就是任意一路收到信号则该路就能一直保持对应的高电平状态，接收到任意其它路的数据则恢复到原始状态，四路互锁只能有一路接通，实际应用如电风扇档位开关电路等。通过 表7-1自锁状态调试结果对应表按键序号按键次数对应发光二极管状态对应控制灯A1发光开启亮2灭关闭灭B1发光开启亮2灭关闭灭C1发光开启亮2灭关闭灭D1发光开启亮2灭关闭灭表7-2互锁状态调试结果对应表按键序号/次数对应发光二极管状态对应控制灯 A 1发光开启亮B灭关闭灭C灭关闭灭D灭关闭灭A灭关闭灭 B 2发光开启亮C灭关闭灭D灭关闭灭表7-3非锁状态调试结果对应表按键序号按键次数对应发光二极管状态对应控制灯A1发光/灭开启/关闭亮/灭2发光/灭开启/关闭亮/灭B1发光/灭开启/关闭亮/灭2发光/灭开启/关闭亮/灭C1发光/灭开启/关闭亮/灭2发光/灭开启/关闭亮/灭D1发光/灭开启/关闭亮/灭2发光/灭开启/关闭亮/灭经过多次重复测试实际输入输出量与上表完全吻合，本设计成功。8总结通过本次的设计使全面的巩固应用数字电路和模拟电路的基本理论知识，设计，解决的实际问题。独立思考解决和分析问题的能力。根据提出的问题，探索的设计方案。优化并选择较好的方案，为今后探索问题问题起到启蒙作用。通过查找资料使了解电子技术发展的动向，启迪思维，开拓视野。 1许小军.电子技术实验与课程设计指导M.南京:东南大学出版社,2004. 2陆应华.电子系统设计教程M.北京:国防工业出版社，2005.02. 4张义和.51单片机（C语言）M.北京:人民邮电出版社，2009.5余孟尝.数字电子技术基础简明教程M.北京：高等教育出版社，2006.6张俊谟.单片机中级教程M.北京:北京航空航天大学出版社，2008.7陈汝全.实用微机与单片机控制技术M.电子科技大学出版社，1995.07 .8张毅刚.电子CAD-Protel DXP电路设计M.北京:电子工业出版社，2007.03. 谢辞 随着这篇本科毕业论文的最后落笔，我四年的大学生活在这个充满毕业气息的季节即将划上一个圆满的句号。而我的人生却是在我的名字后面又多了一个冒号，我要说什么就意味着去做什么，我将面对又一次征程的开始。在这里我要感谢我的父母、我求学路上的每一个老师、每一位同学我的兄弟姐妹们。在本次设计的过程中，邵思飞教授作为我的指导老师，他治学严谨，学识渊博，视野广阔，为我营造了一种良好的学术氛围。置身期间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了明确的设计目标，掌握了基本的设计方法和写作方式，而且还明白了许多待人的道理。其严以律己，宽以待人的纯高风尚，朴实无华平易近人的人格魅力，无微不至感人至深的人文关系，令我如沐春风，倍感温馨。正是由于他在百忙之中多次指导审阅，对细节进行修改，并对本设计提出许多中肯而宝贵的意见，本设计才得以成型。“只要过程扎实了，结果自然就出来了。”这是我第一次到他办公室他说给我的。我知道这就是他对我的要求，认认真真、仔仔细细、扎扎实实，我享受了这个过程，同时这也将成为我在以后学习、生活、工作时对待事情的唯一标准。在此特向邵思飞教授致以衷心的谢意！向他无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式致以深深的敬意！同时感谢：老师、老师、老师、老师等四年来对我的栽培和培育。 附录#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int/继电器输出端口/sbit jdq1 P26;sbit jdq2 P24;sbit jdq3 P22;sbit jdq4 P20;/按键输入端口/ sbit aa P10;/控制继电器1sbit bb P11;/控制继电器2sbit cc P12;/控制继电器3sbit dd P13;/控制继电器4/功能选择端口/sbit k1 P32;sbit k2 P33;sbit k3 P34;uchar num;void deal_with /功能处理函数 uint i;if k1 0 /自锁双稳态 功能一 while k1 0 if aa 1 jdq1 jdq1;while aa 1 for i 0;i 30000;i+ ; if bb 1 jdq2 jdq2;while bb 1 for i 0;i 30000;i+ ; if cc 1 jdq3 jdq3;while cc 1 for i 0;i 30000;i+ ; if dd 1 jdq4 jdq4;while dd 1 for i 0;i 30000;i+ ; jdq1 1;/关闭所有继电器jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1; if k2 0 /点动非锁 功能二 TR0 1;/开启定时器while k2 0 if aa 1 jdq1 0;num 0; if bb 1 jdq2 0;num 0; if cc 1 jdq3 0;num 0; if dd 1 jdq4 0;num 0; jdq1 1;/关闭所有继电器jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1;TR0 0;/关闭定时器 if k3 0 /互锁 功能三 while k3 0 if aa 1 jdq1 0;jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1; if bb 1 jdq1 1;jdq2 0;jdq3 1;jdq4 1; if cc 1 jdq1 1;jdq2 1;jdq3 0;jdq4 1; if dd 1 jdq1 1;jdq2 1;jdq3 1;jdq4 0; jdq1 1;/关闭所有继电器jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1; void main TMOD 0x01;TH0 0;TL0 0;EA 1;ET0 1;jdq1 1;/关闭所有继电器jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1;while 1 deal_with ;/功能处理函数 void time0 interrupt 1 TH0 0;TL0 0; num+;if num 5 num 0; jdq1 1;/关闭所有继电器jdq2 1;jdq3 1;jdq4 1; 延安大学西安创新学院本科毕业论文设计 III 延安大学西安创新学院本科毕业论文设计 编码发射 驱动 电路 接受解码 照明 系统 按键 按 键 编 码 发 射 接 收 解 码 控 制 驱 动 照 明 设 备 开始 初始化 选择 功能 接收解码 结束