1、系統(tǒng)設計方案
隨著電子技術的不斷發(fā)展,無線技術在智能化中扮演著越來越重要的角色。本設計是一種能實現(xiàn)遠距離照明控制的無線遙控開關系統(tǒng),由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)使用無線收發(fā)模塊構成射頻發(fā)射和接收電路,發(fā)射部分主要由按鍵編址電路、編碼電路和發(fā)射模塊組成;接收部分主要由接收模塊、單片機控制電路和負載電路組成。
發(fā)射系統(tǒng)采用1節(jié)12V干電池供電,接收系統(tǒng)采用3節(jié)1.5V干電池供電,單片機采用5V直流電源供電,電源系統(tǒng)節(jié)能、簡便。
2、系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1元件選取及系統(tǒng)框圖
考慮到系統(tǒng)的兼容性、實用性、低成本和節(jié)能性,選用AT89S52單片機,用PT2262/2272無線收發(fā)模塊實現(xiàn)315MHz的無線通信。AT89S52單片機是ATMEL公司生產(chǎn)的一種非易失性存儲技術制造的低功耗、高密度CMOS8位單片機,片內(nèi)含8KBISP(In-systemprogrammable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構,可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。
PT2262/PT2272是中國臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價位通用編解碼電路;PT2262/PT2272zui多可有12bit(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),12bit(A0-A11)三態(tài)地址端管腳任意組合可提供531441地址碼,PT2262zui多可有6bit(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出[2].
電路的系統(tǒng)框圖如圖1所示。
2.2系統(tǒng)電路圖
系統(tǒng)電路由無線發(fā)射系統(tǒng)和無線接收系統(tǒng)兩部分組成。
(1)無線發(fā)射系統(tǒng)電路(如圖2):主要采用PT2262芯片來完成,電路PT2262對按鍵信號進行編碼,可以控制4個通道。圖2中,PT2262的1~8腳是編碼地址端,每個地址端可以設定"高電平"(該腳接12V)、"低電平"(該腳接地)、"懸空"三種狀態(tài)。10~13腳是編碼的數(shù)據(jù)輸入端D3~D0(使用4位數(shù)據(jù)),在每個數(shù)據(jù)端連接了一個按鍵,用以控制不同的設備。當按下按鍵后,按鍵將12V的電壓加到對應的數(shù)據(jù)端,同時數(shù)據(jù)端信息通過晶振將信號并發(fā)射出去。PT2262將會根據(jù)地址碼的設定和輸入的數(shù)據(jù)進行編碼,從17腳輸出編碼脈沖。無線通信受編碼脈沖控制[2-3],當17腳脈沖為"l"時,V1組成的振蕩器工作,產(chǎn)生315MHz的高頻信號并發(fā)射出去;當17腳輸出脈沖為"0"時,Vl組成的振蕩器停止工作。
(2)無線接收系統(tǒng)電路:接收系統(tǒng)電路主要由接收模塊(包括射頻模塊、芯片PT2272及外圍電路)、繼電器電路和負載電路組成,如圖3所示。PT2272的1~8腳是解碼地址端,每個地址端可以設定"高電平"(該腳接5V)、"低電平"(該腳接地)、"懸空"三種狀態(tài),該解碼地址的設定與PT2272的地址編碼相對應。當射頻模塊接收到由發(fā)射電路發(fā)出的信號后,PT2272進行地址碼比較核對(解碼),若地址碼核對正確,則發(fā)射模塊TE腳(編碼啟動端用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射,低電平有效)發(fā)出的信號經(jīng)接射頻模塊由Din腳(14引腳)進入PT2272,同時數(shù)據(jù)經(jīng)PT2272的數(shù)據(jù)輸出腳D0~D3(10~13腳)進入單片機;反之PT2272的數(shù)據(jù)輸出腳則無任何動作。當信號進入單片機后,單片機對其進行分析并作出相應的控制。如果接收到的*路信號為高電平,單片機控制的數(shù)碼顯示管會顯示"11"(*個"1"表示*路信號,第二個"1"表示該信號為高電平),同時單片機向繼電器電路發(fā)出高電平,繼電器吸合,負載電路工作;當?shù)诙谓邮盏礁唠娖剑ㄟ^單片機將對應的端口電平置零;當?shù)谌谓邮盏礁唠娖綍r再次置1,如此循環(huán);當數(shù)碼管的顯示為"11"時(*個1表示*路信號,第二1表示該信號為低電平),此時單片機向繼電器電路發(fā)出低電平,繼電器斷開,負載停止工作。利用繼電器和數(shù)碼管可以實現(xiàn)靈活控制并清晰地顯示。
3、程序的寫入與調(diào)試
利用keilC51編寫控制程序寫入單片機AT89S52內(nèi),利用串口調(diào)試助手,對單片機輸出信號進行不同的電平("1"或"0")賦值,其測試結果能達到100%,zui大的控制距離可達50m,響應時間不大于1s.
本設計利用單片機AT89S52和芯片組PT2262/2272實現(xiàn)了用于照明控制的可編程4路無線開關系統(tǒng),避免了使用解碼芯片的有關限制,能充分利用系統(tǒng)軟硬件資源,系統(tǒng)的擴展性和靈活性好,且成本低、功耗小,是智能家居照明控制的一種科學解決方案。