远程遥控系统的设计与实现毕业论文

1、 远程遥控系统的设计与实现远程遥控系统的设计与实现 摘要摘要:本设计是采用计算机技术和无线通信技术实现远程设备的控制，系统包括遥控 器端和设备控制器端两个部分。遥控器部分由单片机、按键和无线发射器组成，其 功能是通过不同的按键来接收不同的按键值，根据按键值向设备控制器端发送不同 的控制代码。设备控制器端也是一个单片机控制系统，由单片机、直流电机、步进 电机、显示灯和无线接收器组成，主要功能是根据接收的键值编码实现对不同设备 运行状况的控制。系统控制距离较远，应用方便，可应用于家用电子器件的远程控 制，还可应用于某些高危险操作下的远程控制，以及户外远距离通信。 本论文描述了远程遥控系统的基本原理

2、、方法和设计过程，论文主要包括：系 统方案论证、系统整体结构设计、单元电路设计、系统软件设计等部分，介绍了远 程遥控系统设计的基本思路，构建系统框架的方法以及在后期对系统的测试过程。 系统方案论证是本设计的前提，系统整体结构设计规划了设计的整体方向和实现过 程，是本设计的关键，单元电路设计是系统的最基本模块用来表述系统的工作原理 以及各模块的工作原理。 关键词：关键词：单片机；无线远程控制；直流电机；步进电机；驱动 remote control system design and implementation abstract: this design is to use computer t

3、echnology and wireless communication technology to realize the remote equipment control. system includes remote terminal and equipment controller end. remote part is composed of microcomputer, keys and wireless transmitters. it makes different key values according different button pushing and return

4、 equal control codes to equipment controller end. equipment controller end is also a single- chip microcomputer control system, composed by single-chip microcomputer, dc motors, step motor, display lights and wireless receiver composition, and it controls different equipments according to the contro

5、l codes sent by remote terminal. system control is convenient for use, and can be applied in remote household electronics control, in some high risk operating by remote controlling, and outdoor long distance communication. this paper describes the basic principle, method and design process of remote

6、 control system. thesis mainly includes: system scheme comparison, system structure design, unit circuit design, system software design part and others, introduces design basic idea of remote control system, the way to construct the system framework and later system testing process. system solution

7、argument is the premise. overall system structure design plans the direction, implementation process and is the key part of the whole design. unit circuit design is the most basic module and is to describe system working principle and each module working principle. keywords: scm, wireless remote con

8、trol, dc motor, stepping motor, drive 目 录 1绪 论1 1.1 引言1 1.2 远程无线遥控控制的现状1 2 系统方案论证2 2.1 系统介绍2 2.2 方案论证3 2.3 方案可行性研究4 2.3.1 单片机选择4 2.3.2 数据传输模块的选择4 2.3.3 步进电机和直流电机选择4 2.3.4 驱动电路器件4 2.3.5 按键控制电路4 2.3.6 器件工作状态指示等4 3 系统整体结构设计5 3.1 系统硬件总体设计5 3.1.1 遥控器硬件总体设计5 3.1.2 控制器硬件总体设计6 3.2 系统软件总体设计7 3.2.1 各程序实现方法7 3

9、.2.2 软件程序模块介绍7 4 主要器件的选择及特点8 4.1 at89c52 单片机8 4.1.1 中央处理器 cpu8 4.1.2 存储器结构10 4.1.3 at89c52 单片机对外引脚11 4.2 数据收发模块 fsk-2a 和 czs-713 4.2.1 pt2262 特点13 4.2.2 pt2262 引脚图14 4.2.3 pt2262 基本参数14 4.2.4 pt2272 引脚图15 4.2.5 pt2262/2272 芯片的地址编码设定和修改15 4.2.6 fsk-2a 及模块基本介绍16 5 单元电路设计21 5.1 at89c52 单片机最小系统设计21 5.2

10、按键模块设计22 5.3 发送接收模块设计23 5.4 直流电机驱动电路23 5.5 步进电机驱动电路24 5.6 控制器系统电路图24 5.7 遥控器系统电路图25 6 系统软件设计26 6.1 系统软件设计说明26 6.2 系统软件总体框图26 6.2.1 遥控器模块软件框图26 6.2.2 控制器模块软件框图27 7 软硬件调试及性能29 7.1 keil 软件29 7.2 单片机编程器29 7.3 调试30 7.3.1 检查电路30 7.3.2 无线数据发送接收模块调试30 7.3.3 直流电机驱动模块30 7.3.4 步进电机驱动测试30 7.3.5 开关模块的测试31 8 结 论3

11、2 参考文献33 致 谢34 附 录35 1绪绪 论论 1.1 引言引言 计算机硬件的发展十分迅速，尤其是无线控制技术在日常生活中的应用越来越 广泛，以单片机作为控制器来开发无线控制模块价格便宜而且技术难度小，它是我 们了解无线控制系统的基本途径和简单的方法，无线通信在国内的发展也十分迅速， 但采用网络进行信号的传输的成本和技术要求十分高，所以人们开始考虑采用价格 更为便宜性能更为可靠的单片机来带起网络来进行短距离的无线数据传输，如呼讲 机就是一个比较典型的实例，还有些关键设备的无线控制。在这种大背景下我们有 必要去了解一下基于单片机远程无线控制系统的工作原理。远程无线遥控控制就是 其中一个比

12、较典型和简单的实例，它的主要工作原理是通过基本按键产生不同数据， 通过单片机把数据处理保存在相应的存储单元中，然后再由无线传输模块发送数据， 在控制器端由接收模块接收数据，然后传给单片机，再有单片机处理数据，最后根 据不同数据控制不同的设备。本次设计完成了基本的任务要求，实现了远程无线遥 控控制，通过遥控器可以对远处的 led 灯、直流电机以及步进电机进行控制。 1.2 远程无线遥控控制的现状远程无线遥控控制的现状 远程无线控制在实际社会生活中的应用十分广泛，在家里可以对基本家用设备 进行无线控制，如电源开关的控制、灯光的控制、还有门窗的开关控制等都十分方 便。在户外也有很大发展空间，如可以做

13、一个实时对讲机等无线语音器。 本项目的改造潜力很大，可以在它控制器端加一个红外传感器就是一个远程温 度检测仪了，也可以在控制器上加一个报警器就再把基本电路改造一下就成了一个 远程报警系统了，可以应用与一些比较危险的产量中，用以实时报警确保人身安全。 还可以和玩具生产商合作开发遥控玩具，如遥控汽车，遥控飞机等小玩具。 2 系统方案论证系统方案论证 2.1 系统介绍系统介绍 本项目主要以实现远程遥控控制直流电机的正反转和步进电机的转速，实现数 据在两单片机之间的传输为目的。通过现有的无线传输模块发送和接收数据，以实 现远程控制的功能。也就是一种基于单片机远程控制系统的方案。本系统主要控制 器按键发

14、送不太数据、fsk-2a 无线发送模块发送数据、接收模块接收数据、单片 机控制相应器件。 系统基本功能就是完成远程无线控制功能，其主要控制器件为直流电机和步进 电机，只要原理是在遥控器这边可以通过按键来实现对控制器所要控制的器件进行 控制。当遥控器按下目器件启动键，通过发送设备发送按键信息，控制器的数据接 收端接收按键信息，处理后控制相应器件，其主要分为以下几个功能模块： （1）远程遥控控制 遥控器通过 16 号按键向数据发送设备传输不同数据，再由控制器的数据接收 模块接收遥控器发送的数据处理后控制相应器件。 （2）遥控器显示被控器件工作状态 遥控器上装有 4 个 led 显示灯，分别显示被控

15、器件的工作状态，led1 为显示 1 号设备的工作状态，当 led1 发光时表明 1 号设备开始工作，当 led1 熄灭时表 明 1 号设备停止工作。led2 和 led3 是直流电机的工作状态的显示，当 led2 和 led3 同时发光时表明直流电机开始正转动，当 led2 发光 led3 熄灭时表明直流电 机反转，当 led2 熄灭时 led3 无论什么状态直流电机都不工作。led4 是步进电机 的工作指示灯，当 led4 发光时表明步进电机开始转动，反之表明步进电机停止工 作。 （3）复位功能 复位是系统运行的基础，当系统上电或运行发生异常时就可以进行复位，使其 恢复开机状态1。 2.2

16、 方案论证方案论证 对远程器件的控制，可有多种实现方法，分别举例如下： （1） 通过专用线路控制 用专用线路可保证控制信号稳定，不易受干扰，且信息量大，保密性好；但必 须铺设专用通信线路，费用相当昂贵，无法实现更远程控制，且不能变换控制地点， 对本系统没有太大实用价值。 （2） 利用无线电电波控制 用调频无线电波控制可实现较远距离控制，且通信信息量大，地点可随意变换。 操作较为方便。但设备昂贵，必须有专用调制解调设备，且极易受干扰，无法实现 超远距离控制。控制方必须有配套控制器，成本较高，并占用无线电频率资源。不 宜采用。 （3） 利用电力载波控制 电力载波是一种较为成熟的通讯方式，目前低压传

17、输线的数据传输能力已达几 十 kbit/s。由于这种通道具有某些不可比拟的特性:如实时性强、机械强度高、投资 少等,其发展已越来越引人注目。但其也需要专用电力载波调制解调电路，必须有专 用控制设备。且一但控制对象不在同一个电网内就无法实现有效控制，更无法实现 远距离控制。而且电力线的线路阻抗和频率特性几乎每时每刻都在变化,所以通过电 力线传输信息的可靠性也成为其最大的难点。 （4） 利用互联网控制 使用 modem（调制解调器）与计算机的结合，利用当今流行的 internet 网 通信，可以实现控制信息的超远传递，而且控制信息可以非常复杂和丰富，信息量 可以很大。但必须在控制方和被控制方各设置

18、一台计算机及 modem，费用很高。且 很不方便携带控制设备。无法实现随地控制。 （5） 利用单片机和无线数据收发设备控制 利用单片机和无线数据收发设备控制，可以很大程度的减少成本，降低技术要 求和开发周期。从而简化了项目的工作量。而且嵌入式系统在现在社会中的应用十 分广泛，且技术比较成熟。 综上选择利用单片机和无线收发模块远程控制是一个比较合理的选择，对于初 学远程遥控控制原理的人，其简单易懂。 2.3 方案可行性研究方案可行性研究 利用现有单片机和现有的数据收发设备控制直流电机和步进电机，设计成本低， 且极其方便实用，具有相当的可行价值，主要元器件的选择如下。 2.3.1 单片机选择单片机

19、选择 在单片机的选用上，首选了模块简单，功能强大的 at89c52 作为系统处理器来 控制遥控器和设备控制器，按照设计要求最终选用 atmel 公司生产的 at89c52。 关于该芯片的引脚功能及其工作原理在各种资料中已有详细的介绍，在此不再赘述。 使用 89c52 完全可以满足本系统的设计要求，且 89c52 已相当普及，价格便宜编程 简便可靠性高。运用于本系统是完全可行的。 2.3.2 数据传输模块的选择数据传输模块的选择 数据传输模块选择的是 fsk-2a（数据发送模块） ，应为此类型的传输模块是并 口数据传送，所以数据传输比较稳定可靠，并且效率比较高。 2.3.3 步进电机和直流电机选

20、择步进电机和直流电机选择 直流电机选择的是 3-5v 的一般基本小电机，步进电机选择的是 5-12v 的 35by1201 步进电机。 2.3.4 驱动电路器件驱动电路器件 驱动电路主要选择的 74ls08、mos 管、74ls11、1k、4.7k、0.1k 器件驱动直 流电机和步进电机。 2.3.5 按键控制电路按键控制电路 按键控制电路主要器件有 74ls04 非门、74ls11 三输入与门、1k 电阻。 2.3.6 器件工作状态指示等器件工作状态指示等 选用的 2.3vled 作为器件工作状态的指示灯、选用 1k 的电阻作为指示灯的电 压驱动。 3 系统整体结构设计系统整体结构设计 3.

21、1 系统硬件总体设计系统硬件总体设计 系统硬件包括两部分的内容，一部分为遥控器硬件模块，另一部分为控制器部 分模块。遥控器模块是远程无线遥控控制的控制端，主要用来发送控制数据。而控 制器主要是用来接收遥控器发送的数据并根据数据的不同来控制相应器件的工作状 态。 3.1.1 遥控器硬件总体设计遥控器硬件总体设计 遥控器硬件模块包含单片机最小系统、开关模块、器件这个状态提示模块以及 数据发送模块。这些模块相互作用，互相配合完成控制器对控制数据的收集和发送 模块图如图 3-1 所示。 图图 3-1 遥控器系统硬件框图遥控器系统硬件框图 遥控器系统硬件主要由 89c52cpu4 位数码管动态显示电路6

22、 路中断开关驱动 电路、单片机复位和时钟电路、以及数据发送模块 fsk-2a 组成。 常态时由 at89c52 中断等待中断响应，如果有按键时通过按键驱动电路回给 at89c52 的中断响应端口 int0 或 int1 发送一个负脉冲和 at89c52 的 p0 口上一 个相应的正脉冲单片机进入中断响应判断是哪个按键按下，然后发送相应的数据， at89c52 时钟电路 复位电路 控制 器件 指示 灯 开关控制电 路 数据发送模块 （fsk-2a） 4 个 led 指示灯 相应的接在 at89c52 的 p1 口器件指示灯亮起，指示有关器件的工作状态，通过 at89c52 的 p2 口发送数据给

23、发送模块 fsk-2a 发送按键信息。 遥控器主要是通过 6 个按键产生 16 中不同组合的信号，通过 4 个 led 器件指 示灯来展示器件的工作状态，通过无线数据发送模块 fsk-2a 发送 16 中数据组合中 的一种从而来控制相应的器件。 3.1.2 控制器硬件总体设计控制器硬件总体设计 控制器是接收遥控器的发来的数据并进行处理，而后在根据不同的数据来控制 不同器件的工作状态。主要包括有单片机最小系统、数据接收模块、驱动模块如图 3-2 所示。 图图 3-2 设备控制器设备控制器系统硬件框图系统硬件框图 设备控制器系统硬件主要由 89c52cpu直流电机驱动电路、直流电机、步进电 机驱动

24、电路、步进电机、单片机复位和时钟电路、以及数据接收模块 fsk-2a 组成。 常态时由数据接收模块等待数据接收，当控制器发送数据时接收模块就会接收 发送模块发送的数据并且解码然后会锁存在数据输出端口，并且接收模块的数据接 收提示信号 v17 置位，在由 at89c51 单片机的 p05 口接收负脉冲，单片机的 p0 口开始读数读完后，软件 v17 复位，单片机从接收模块读到的数据保存在变量中， at89c52 时钟电路 复位电路 直流电机 驱动电路 直流电机 数据接 收模块 步进电机驱 动电路 步进电机 再由单片机处理数据给 p1 口发送相应的信号控制直流电机驱动电路开始工作，继而 控制直流电

25、机。另一方面单片机从 p2 口输出相应的信号控制步进电机的驱动电路， 继而控制达到控制步进电机的目的。不同的数据有不同的工作方式总共有 16 工作方 式。如果出现异常可以按复位键来复位电路使其恢复原始状态2。 3.2 系统软件总体设计系统软件总体设计 系统软件包括遥控器和控制器两部分，遥控器模块的软件模块主要以开关控制 和数据发送为主。而控制器部分主要以数据接收模块和电机驱动电路为主。 3.2.1 各程序实现方法各程序实现方法 整个系统的软件用模块化结构的设计思想，它主要由主程序和若干功能子程序 及内部中断处理程序构成，结构简单、实用性强。主程序主要完成系统初始化、控 制器的中断程序等待外部中

26、断响应、进入按键中断程序后开始扫描按键、显示器件 工作状态的 led 灯程序开始工作展示不同器件工作状态。数据发送程序实现了数据 的正确发送。器件控制器的程序主要为数据接收模块、直流电机驱动程序、步进电 机驱动程序。 3.2.2 软件程序模块介绍软件程序模块介绍 系统软件主要由以下不同功能程序模块组成： （1）主程序 （2）系统初始化子程序 （3）键盘扫描子程序 （4）键盘软件译码子程序 （5）软件抗干扰子程序 （6）显示按键情况指示程序 （7）int0 中断服务程序 （8）int1 中断服务程序 （9）数据发送程序 （10） 数据接收程序 （11） 直流电机驱动程序 （12） 步进电机驱动程

27、序 （13） 发送数据处理程序 （14） 接收数据处理程序 4 主要器件的选择及特点主要器件的选择及特点 4.1 at89c52 单片机单片机 at89c52 单片机是一种高性能的 8 位单片微型计算机。它把构成计算机的中央 处理器 cpu、寄存器、i/o 接口制作在一块集成芯片中，从而构成较完整的计算机 如图 4-1 所示。另外，在其内部还集成有定时/计数器，串行口等部件，因此可以方 便的用于定时控制和远程数据传输。 图图 4-1 at89c52 单片机的内部结构单片机的内部结构 4.1.1 中央处理器中央处理器 cpu 中央处理器是进行算术和逻辑运算和控制程序执行的部件，包括运算器和控制

28、器两部分。 （1） 运算器 运算器主要包括算术/逻辑部件 alu、累加器 acc、程序状态寄存器 psw 等。 算术/逻辑部件 alu alu 的功能主要是对数据进行加、减、乘、除等算术运算及“与” 、 “或” 、 “异 或”等逻辑计算。对于位操作数，可进行置位、清零、求反、移位、条件判断及按 位“与” 、按位“或”等操作。 累加器 acc 累加器 acc 也可以用 a 表示，是一个 8 位寄存器，在算术逻辑运算时用来存 放一个源操作数和运算结果，在与外部数据存储器、程序寄存器和 i/o 接口传输数 p0 p1 p2 p3 cpu romram定时/计数 器 串行口中断控制 器 t0 t1 i

29、/o 接口 txd rxd int0 int1 据时都要进过 acc。 寄存器 b 寄存器 b 与累加器 acc 配合用于乘、除法指令中。 程序状态寄存器 psw psw 寄存器共有 8 位，全部用做程序运行时的状态标志，其格式如图 4-2 所示。 图图 4-2 psw 格式格式 p:奇偶标志位。当累加器中的 1 的个数为奇数是，p 置 1；否则清 0。 ov:溢出标志。当执行算术运算时最高位和次高位的进位不同时，有溢出，ov 置 1；否则 ov 清 0。 rs0、rs1：寄存器工作区选择。 f0：用户标志位。 ac：辅助进位标志位。算术运算时，低半个字节有向高半个字节有进位时， ac 置 1

30、。 cy：最高进位标志位。算术运算时，最高位有进位时，ac 置 1。 （2） 控制器 控制器包括程序计数器 pc、指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路等。 程序计数器 pc 程序存放在寄存器中，每条指令都有自己的地址，由 pc 指示将要执行的指令 的地址，pc 是一个 16 位寄存器，可寻址范围为 0000hffffh，共 64k。系统复 位时 pc 的值为 0000h，因此，复位后程序的入口地址为 0000h。 堆栈指针 sp 堆栈是按“先进后出”原则进行数据存取的数据区域，用于子程序调用和中断处 理时保存断点的数据。 数据指针寄存器 dptr dptr 是一个 16 位的寄存器，可分为两

31、个 8 位寄存器 dph 和 dpl，在访问数 据存储器或 i/o 接口时，用于提供 16 位地址。 4.1.2 存储器结构存储器结构 at89c52 的存储器主要分为程序存储器和数据存储器如图 4-3、4-4 所示。 cyacf0rs1rs0ov-p psw字节地址 d0h 图图 4-3 程序存储器程序存储器 图图 4-4 数据存储器数据存储器 （1） 程序存储器 程序存储器包括内部和外部程序存储器。在芯片中设有 ea 来控制程序的存储 位置当 ea 为高电平时表示程序全部存储在芯片内部程序存储器中。 （2） 数据存储器 数据存储器包括内部和外部数据存储器，内部数据存储器分为 128 字节的

32、 ram 区和 128 字节的特殊功能寄存器，总的地址范围为 00h-ffh。在特殊功能寄存器地 址空间中离散地分布着 21 个特殊功能寄存器。外部可以扩展 64kb 的数据存储器， 地址范围为 0000h-ffffh。 内部 ram 共 128 个字节单元，其分布如图 4-5 所示。 图图 4-5 内部内部 ram 结构结构 寄存器工作区选择与地址分配如表 4-1 所示。 内部 ea=0 外部 ea=1 内部 外部 数据缓冲区 3 区 2 区 0 区 1 区 7fh 30h 1fh 2fh 20h 1fh 只能字节寻址 字节、位寻址 4 个存储器区 表表4-1 寄存器工作区选择与地址分配寄存

33、器工作区选择与地址分配 psw.4(rs1)psw.3(rs0)寄存器区r0-r7 占用地址 000 区00h07h 011 区08h0fh 102 区10h17h 113 区18h1fh 20h2fh 的 16 个单元即可以按字节寻址，作为一般的单元，又可以安位寻址， 进行位操作。这 16 个单元共有 128 位，每位有一个地址，位地址范围为 00h 7fh、30h7f 区只能按字节寻址，一般用作数据缓冲区或堆栈区，存放程序执行 过程中的临时数据如表 4-2 所示。 表表 4-2 ramram 寻址区位地址分配寻址区位地址分配 位地址字节地 址d7d6d5d4d3d2d1d0 2fh7f7e

34、7d7c7b7a7978 2eh7776757473727170 2dh6f6e6d6c6b6a6968 2ch6766656463626160 2bh5f5e5d5c5b5a5958 2ah5756555453525150 29h4f4e4d4c4b4a4948 28h4746454443424140 27h3f3e3d3c3b3a3938 26h3736353433323130 25h2f2e2d2c2b2a2928 24h2726252423222120 23h1f1e1d1c1b1a1918 22h1716151413121110 21h0f0eod0c0b0a0908 20h0706

35、050403020100 (3) 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器有 21 个，离散地分布在 08hffh 地址区域中，其中有 11 个 特殊功能寄存器既能按字节地址访问，也能按位地址访问，其布局如表 4-3 所示。 表表 4-3 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 特殊功能 寄存器 字节地 址 地址位 d7 d0 bf0h f7f6f5f4f3f2f1f0 ae0h e7e6e5e4e3e2e1e0 cyacf0rs1rs0ovppswd0h d7d6d5d4d3d2d1d0 pspt1px1pt0px0ipb8h bcbbbab9 p3.7p3.6p3.5p3.4p3.3p3.2p3.1p3.0b

36、8p3b0h b7b6b5b4b3b2b1b0 eaeset1ex1et0ex0iea8h afacabaaa9a8 p2.7p2.6p2.5p2.4p2.3p2.2p2.1p2.0p2a0h a7a6a5a4a3a2a1a0 sbuf99h sm0sm1sm2rentb8rb8tiriscon98h 9f9e9d9c9b9a9998 p1.7p1.6p1.5p1.4p1.3p1.2p1.1p1.0p190h 9796959493929190 th18dh th08ch tl18bh tl08ah tmod89h tf1tr1tf0tr0ie1it1ie0it0tcon88h 8f8e8d8c

37、8b8a8988 pcon87h dph83h sp81h p0.7p0.6p0.5p0.4p0.3p0.2p0.1p0.0p080h 8786858483828180 (4) 外部数据存储器 在 at89c52 单片机的外部可扩展 64kb 的数据存储器，用来存放随即数据3。 4.1.3 at89c52 单片机对外引脚单片机对外引脚 at89c52 单片机引脚图分布如图 4-6 所示。 图图 4-6 at89c52 单片机对外引脚单片机对外引脚 并行口 p0:8 位双向 i/o 接口，连接外部存储器或扩展外设时，作为低 8 位地址 线盒 8 位数据线。 并行口 p1:8 位准双向 i/o 接

38、口，在编程和校验是接收低 8 位地址，每一位可以 独立的输入输出。 并行口 p2:8 位准双向 i/o 接口，连接外部存储器或扩展设备时，作为高 8 位地 址线，在编程和校验时接收高位地址和控制信号。 并行口 p3: 8 位准双向 i/o 接口，另外还兼任有中断、定时/计数器、串行通信、 读写等控制功能功能控制信号线如表 4-4 所示。 rst/vpd:复位及提供后备电源。 ale/prog:ale 地址输出锁存器，访问外部存储器时作为地址锁存信号。 psen:外部程序存储器读出选通信号，读出内容送入 p0 口。 ea/vdd:ea 内部/外部程序存储器选择信号，ea 为高时，表示选择的是内部

39、程 序存储器，ea 为低选择的外部程序存储器。对于内部没有存储器的单片机，ea 必 须接地。对于 eprom 编程时 vdd接 12v。 xtal1,xtal2:外接晶体振荡器或外部时钟。 vcc:+5v 电源。 vss:接地端。 表表 4-4 p3p3 口功能控制信号线口功能控制信号线 引脚符号功能 p3.0rxd串行口输入 p3.1txd串行口输出 p3.2int0外部中断 0 输入 p3.3int1外部中断 1 输入 p3.4t0定时/计数器 0 外部输入 p3.5t1定时/计数器 1 外部输入 p3.6wr外部数据存储器写信号 p3.7rd外部数据存储器读信号 4.2 数据收发模块数据

40、收发模块 fsk-2a 和和 czs-7 数据发送模块主要应用的芯片是 pt2262 芯片，pt2262 是编码解码芯片中比较 经典的芯片，主要采用了一种 cmos 工艺制造的低功耗低价位通用编码电路， pt2262/2272 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，pt2262 最多可有 6 位(d0-d5)数据端管脚，设定的 地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。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的码字，解码芯片 pt2272 接收到信号后，其地址

41、码经过两次比较核对后，vt 脚才输出高电平，与此同时相应 的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发 射机没有按键按下时，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，当有按键按下时，pt2262 得电工作，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 全收控于 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

42、100的调幅。 4.2.1 pt2262 特点特点 cmos工艺制造，低功耗、外部元器件少、rc振荡电阻、工作电压范围宽： 2.6-15v、数据最多可达6位、地址码最多可达531441种。 4.2.2 pt2262 引脚图引脚图 pt2262 引脚图如图 4-7 所示，其管脚说明如表 4-5 所示。 图图4-7 pt2262引脚图引脚图 表表4-5 pt2262pt2262管脚说明管脚说明 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数据输出端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉; vcc18电源正

43、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所接的电阻决定振荡频率; osc215振荡电阻输出端; dout17编码输出端（正常时为低电平） 在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频 率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。 4.2.3 pt2262 基本参数基本参数 pt2262 芯片的基本极限参数如表 4-6 所示，基本电气参数如表 4-7 所示。 表表4-6 极限参数（极限参数（ta=25oc） 参数符号参数范围单位 电源电压vcc 215.0 v 输出电压vi -0.

44、3vcc+0.3 v 输入电压vo -0.3vcc+0.3 v 最大功耗pa 300 mw 工作温度topr -20+70 oc 储存温度tstg -40+125 oc 电气参数（除非特殊说明 tamb=25oc vdd=12.0v） 表表4-7 电气参数电气参数 参数符号测试条件最小值典型值最大值单位 电源电压 vcc212v 电源电流iccvcc=12v振荡器停振a0-a11开路0.020.3ua vcc=5v, voh=3v-3ma vcc=8v, voh=4v-6ma dout输出启 动电流ioh vcc=12v, voh=6v-10ma vcc=5v, vol=3v2ma vcc=8

45、v, vol=4v5ma dout输出陷 电流iol vcc=12v, vol=6v9ma 4.2.4 pt2272 引脚图引脚图 pt2272 的引脚图如图 4-8 所示，其管脚功能如表 4-8 所示。 图图4-8 pt2272引脚图引脚图 表表4-8 pt2272管脚功能管脚功能 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地址或数据管脚,当做为数据管脚时,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 vcc

46、18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） pt2272解码芯片有不同的后缀，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。m表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端 是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通 道，当采用4路并行数据时（pt2272-

47、m4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6 路的并行数(pt2272-m6)，对应的地址编码应该是6位。 4.2.5 pt2262/2272 芯片的地址编码设定和修改芯片的地址编码设定和修改 在通常使用中，我们一般采用8 位地址码和4 位数据码，这时编码电路pt2262 和解码pt2272 的第18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、 接地三种状态，3 的8 次方为6561，所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端 pt2262 和接收端pt2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂 家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的pt2262 和pt2272 的

48、八位地址编码端全部 悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将 pt2262 和pt2272 的18 脚设置相同即可，例如将发射机的pt2262 的第1 脚接地 第5 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的pt2272 只要也第1 脚接地第5 脚 接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机 对应的d1d4 端输出约4v 互锁高电平控制信号，同时vt 端也输出解码有效高电 平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载 遥控开关操纵。 pt2262/2272有一组编码，用于设置发射和接收的匹配，具体编码如表4-

49、9所示。 表表4-9 pt2262/2272编码编码 名称发射模块收控制器 编码2102102121021021 接线 4.2.6 fsk-2a 及模块基本介绍及模块基本介绍 （1）基本参数 型号规格：fsk-2a 产品名称：1000 米发射板 工作电压(v)：dc 3-12 尺寸(mm)：36*23*8 工作频率(mhz)：315(260-440 等 20 余种频率可选) 工作电流(ma)：3-45 发射距离(m)：1000 编码类型：固定/滚动码 （2）应用范围 无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

50、、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。由于无线电的发射器件都工作于射频，因此对器件的要求也较高，一 般业余条件下很难完成制作与调试工作，而目前对于无线电技术的应用越来越广泛， 尤其对于一些业务无线电爱好者来说，要想拥有所有高频调试的设备几乎是不现实 的，因为这些设备价格昂贵。针对这些实际情况，许多专业生产厂家专门生产了用 于无线数据传输的无线收发模块，将对高频部分的安装与调试工作全部在专业生产 场所内完成，用户只要为其提供电源和所

51、要发送的编码数据，就可以在接收端的数 据输出端得到发送端的原始数据，这样就可以将无线电技术的应用得到推广。从目 前对无线电收发模块的应用来看，主要可分为两大类：调频收发模块和调幅收发模 块。 （3）调频(fm)制与调幅(am)制的性能比较 在无线广播、电视、通信、遥控、遥测等装置或系统中,除了采用振幅调制方式 (调幅 am)外,还广泛采用频率调制方式(调频 fm)。下面对这两种调制方式的主要性 能进行比较。调频 fm 的主要优点是它的抗干扰性能强.所谓抗干扰好,主要是指在输 入信号噪声比(简称信噪比 s/n)相同的条件下,调频接收机输出端的信噪比大于调幅 接收机输出端的信噪比。调频比调幅制的抗

52、干扰能力强的原因可从两种制式的发射 信号功率大小进行分析。调频波的边频分量的功率是从载波功率中分出来的。调制 系数 mfm 越大,其边频不仅数目多,且幅度增大,这意味着载波功率中转化为边频功率 的比例大,而调幅波的边频功率最大仅等于载波功率的一半(当调制指数 mam1 时)。 因此,调频波比调幅波可以具有更大的边频功率,这意味着它更有能力去克服信道或 机内的噪声和干扰。其次,可从接收信号的调解来进行对比并分析。由于调幅信号的 信息包含在已调幅信号的振幅中(振幅变化与调制信号的振幅成正比),解调用的包络 检波(也称振幅检波)器无法抑制寄生调幅干扰；而调频信号的信息则包含在高频振 荡的瞬时频率变化

53、上,因此,干扰引起的寄生调幅可通过限幅器(或用有限幅作用的比 例鉴频器)去掉。因此,不管从发射信号的边频功率还是从接收信号的解调进行分析, 调频制的抗干扰性能均优于调幅制。 调频制发射机发射的调频载波的瞬时频率是随调制信号变化的调频波为等幅波, 它的最大功率等于平均功率;而调幅制发射机发射的是调幅信号,当 mam=1 时,最大发 射功率等于平均功率(载波功率)的 4 倍。若调幅发射机与调频发射机的末级采用同 一型号的功率管,均按最大功率估算,则调频发射机发射出的功率是调幅发射机发射 的平均功率的 4 倍。调幅发射波是随调制信号的幅度而变化的,这就对放大管的反向 耐压有较高的要求,宜采用击穿电压

54、更高的管子,否则管子易被击穿.而调频发射机是 工作在等幅状态下的,管子不易被击穿。生产调频系列器件其调试过程相当复杂,所 以需要配备综参测试仪、屏蔽室等昂贵的生产调试设备，调试设备的稳定性直接决 定产品的性能，还需要专业的技术工人。而生产调幅器件相对来说要方便许多,所以 生产调频产品的门槛要远远高于生产调幅产品,因此两者的生产成本相差一倍以上。 （4）最小模块的应用介绍 图 4-9 是基于 pt2262 的四位无线数据发送模块，其主要作用是用来发送 sw0- sw3 的开关信息。当按如图接线接好电路，在任意时刻按其中任意键，就会组合一 种编码，由 pt2262 编码芯片编码，然后由天线发送数据

55、。发送成功后 pt2262 就准 备接收下一个按键信息准备编码发送。 图图4-9 pt2262的无线数据发送模块的无线数据发送模块 接收模块主要是基于 pt2272 解码芯片，通过天线接收发送模块发送的数据，然 后由 pt2272 解码数据，解码成功后 v17 有瞬间高电平。并且把相应的数据所存在数 据输出端，然后准备接收下一个数据如图 4-10 所示。 图图 4-10 pt2272 解码芯片解码芯片 发送模块的最小系统介绍，当有数据传人数据端口，pt2262 就会开始编码准备 发送数据。当第一个数据发送成功后，要发送第二个数据时要把数据端清零。然后 再发送第二个数据。每当发送下一个数据时必须

56、数据端口清零如图 4-11 所示。 图图 4-11 pt2262 工作原理图工作原理图 5 单元电路设计单元电路设计 5.1 at89c52 单片机最小系统设计单片机最小系统设计 at89c52 单片机最小系统包括，复位电路、时钟电路、电源和单片机。电路设 计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。at89c52 单片机内部有一个用 于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚 xtal1 和 xtal2 分别是此放大器的输入 端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡 器。外接晶体谐振器以及电容 c1 和 c2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路 中。对外接电容

57、的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、 震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。此系统电路的晶体振荡器的值为 12mhz，用 12mhz 晶体振荡器的最小系统，每个机器周期是 1 微秒，可以对内部定 时器精确控制，提高测量精确度。电容应尽可能的选择电容值约为 30pf。在焊接刷 电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容， 更好地保证震荡器稳定和可靠地工作，如图 5-1 所示4。 图图 5-1 时钟电路时钟电路 复位模块本系统主要采用按键手动复位其复位原理就是给单片机的 rst 引脚一 个对于 100um 的高脉冲，主要实现硬件如图 5-

58、2 所示，当复位电路上的开关按下后 就会在电容上充电，当开关打开时充电电容开始放电其时间 t=r*c，通过计算的出 所需复位电路电阻值为 1k，电容为 22uf。 图图 5-2 手动复位电路手动复位电路 其中复位电路是对系统进行复位的，按复位键后系统自动回复到开机状态，复 位电路的工作原理是根据单片机的基本复位电路所设计的，at89c52 的复位主要是 给外部复位引脚一个范围高电平（at89c52 是大于 100us 的持续高电平） 。时钟电 路是给单片机提供振荡频率的。电源电路主要是给单片机提供电能的，使其正常工 作。 5.2 按键模块设计按键模块设计 键盘在单片机系统中是一个很重要的部件。

59、为了输入数据、查询和控制系统的 工作状态，都要用到键盘，键盘是人工干预计算机的主要手段。 本系统的按键主要采用的是中断控制扫描方式， 是利用外部中断源，响应键盘 输入信号。无键按下时，cpu 执行正常工作程序。当有键按下时，cpu 立即产生中 断。在终端子程序中扫描键盘，判断是那个键按下，然后在执行该键的功能子程序。 主要原理如图 5-3 所示。 图图 5-3 开关模块电路开关模块电路 按键模块是系统的重要组成部分，其主要作用是设定控制信息，从而达到间接 控制设备的目的，控制器按下相应的按键，设备控制器完成响应，来控制不同设备， 或相同设备的不同状态。其工作原理是，当按下 1-6 按键中的一个

60、按键后，就会进 入 0 或 2 号中断进行判断按键位置，然后处理不同的信息。如当我按下 1 号按键时， 就会进入 0 号中断然后再判断按键位置为 1，及 led1 取反。 5.3 发送接收模块设计发送接收模块设计 发送接收模块是本系统的核心部件，其主要是用于控制器和仪器控制器之间的 数据传输发送接收模块主要采用的是基于 pt2262/pt2272 解码芯片的数据收发模块， 其主要原理图为图 5-4 所示。 图图 5-4 数据发送模块接口数据发送模块接口 fsk-2a 基于 pt2262 的数据发送模块，主要用于发送并行 4 位数据，发送数据 是必须并口清零，然后再发送数据。接收模块主要应用了中