文档介绍：基于AT89S51单片机的无线摇控开关设计与实现
张永格
[摘要] 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。
[关键词] AT89S51单片机无线遥控继电器驱动
[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。广西柳州,545007
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
(一)单片机控制器模块
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: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: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: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:采用晶闸管直接驱动。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: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
(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430k—470k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