基于AT89S51單片機(jī)的無線遙控開關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張永格

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系，柳州 545007）

1 系統(tǒng)基本方案框圖

將系統(tǒng)劃分為單片機(jī)控制系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)模塊，其總框圖如圖1所示。

圖1 模塊總框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 發(fā)收電路模塊

采用PT2262-PT2272紅外遙控發(fā)射/接收芯片。PT2262/2272是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片。其中發(fā)射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡(jiǎn)潔。其工作原理如下：

PT2262-IR發(fā)射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開路”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有“1”和“0”兩種狀態(tài)。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定，編碼從輸出端Dout輸出，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。Dout輸出的編碼信號(hào)是調(diào)制在38kHz載波上的，OSC1、OSC2外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在430k—470k之間選擇即可。

PT2272的暫存功能是指當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，PT2272的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸出位即變?yōu)榈碗娖?。而鎖存功能是指，當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，PT2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原來的狀態(tài)，直到下次接收到新的信號(hào)輸入[1]。

圖2是紅外發(fā)射和接收的典型應(yīng)用原理圖，為了能正確解調(diào)出調(diào)制的編碼信號(hào)，接收端需加一級(jí)前置放大級(jí)，保證輸入PT2272的信號(hào)幅度足夠大。PT2272各輸出端通過各種接口即可控制相應(yīng)的負(fù)載。

圖2 發(fā)收電路

2.2 單片機(jī)系統(tǒng)電路

采用AT89S51單片機(jī)構(gòu)成最小控制系統(tǒng)。P3端口為遙控控制口輸入，P0口為開關(guān)控制口輸出；P1口外接數(shù)碼管顯示電路。電路如圖3所示。

圖3 單片機(jī)系統(tǒng)電路

2.3 電源電路

由于本設(shè)計(jì)不需要高功率電源，所以采用三端穩(wěn)壓器足以滿足要求。電路如圖4所示。電路需要兩個(gè)不同電壓供電，采用了兩個(gè)三端穩(wěn)壓器，變壓器為單17V，電解電容采用2200UF/25V，

高頻小電容用100pF[2]。

2.4 數(shù)碼管顯示電路

由于本設(shè)計(jì)不需要顯示太多的數(shù)據(jù)，用一個(gè)I/O口動(dòng)態(tài)控制一個(gè)共陽七段數(shù)碼管即可[3]，如圖5所示。

2.5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路

圖4 系統(tǒng)電源電路

電控板上的12V直流繼電器，是采用晶體管驅(qū)動(dòng)的。如圖6所示，采用PNP型9012晶體管來驅(qū)動(dòng)，當(dāng)晶體管Q1基極被輸入低電平時(shí)，晶體管飽和導(dǎo)通，發(fā)射極變?yōu)榈碗娖?，繼電器線圈通電，觸點(diǎn)吸合；當(dāng)晶體管Q1基極被輸入高電平時(shí)，晶體管截止，繼電器線圈斷電，觸點(diǎn)斷開。

圖5 數(shù)碼管顯示電路

圖6 繼電器路驅(qū)動(dòng)電路

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 程序簡(jiǎn)述及流程

調(diào)頻接收模塊輸出是一個(gè)4路組成的15路編碼，其代碼是1110、1101、1011、0111、0011、1100、0101、1010、1001、0110、0001、0010、0100、1000、0000、1111，其中1111為常態(tài)。在本設(shè)計(jì)中只用到10組編碼。

程序流程為：先把P0口初始化為全高電位，P3口為全低電位，然后根據(jù)P3口的低4位來決定P0口的輸出，再給P1口送數(shù)顯示輸出的個(gè)數(shù)。

3.2 軟件流程圖

圖7 程序流程圖

4 系統(tǒng)調(diào)試

經(jīng)過硬件和軟件設(shè)計(jì)后制作產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行遙控的開關(guān)狀態(tài)量進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)如表1所示，達(dá)到無線遙控功能。

表1 遙控輸入與輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5 結(jié)論

基于單片機(jī)的無線遙控在電氣開關(guān)裝置上的成功實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)一些固定場(chǎng)所的用電裝置進(jìn)行靈活的控制。因此，本產(chǎn)品具有推廣價(jià)值。

本設(shè)計(jì)也有它的不足之處：由于印刷電路板的設(shè)計(jì)存在一些瑕疵，電路的穩(wěn)定性受到了相應(yīng)影響。不過，可以通過重新設(shè)計(jì)線路板來實(shí)現(xiàn)。

[1] 劉毅敏,史作鋒.編碼信息紅外發(fā)射與接收器[J].微計(jì)算機(jī)信息,2007(14)

[2] 路松行.電路與電子技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005

[3] 胡建.單片機(jī)原理及接口技術(shù)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009