论文--多功能无线电通信控制的设计与实现

1、多功能无线电通信控制的设计与实现第一章：绪论1.1课题背景自动化是人类文明进步和现代化的标志，特别是当今信息时代。而基于无线 电控制的自动化更是一种发展方向。无线遥控技术的发展只有儿十年的时间：上 世纪20年代，才刚刚出现无线电遥控的雏形；那吋人们试图将遥控技术应用于 无人驾驶飞机和舰船上，但曲于技术不够完善而未能成功，二次世界大战以后， 无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事，国防，工农业生产及科学技术等方面 得到了广泛的应用，到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电 路的不断出现，使得遥控技术在工业生产，家用电器，安全保卫以及人们的日常 生活屮使用越来越广泛。在无线遥控领域，目前

2、常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外遥控、无线 电遥控。由于无线电波石油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。1. 2遥控器原理遥控器的遥控功能实现，一般是以电磁波或红外线为数据传输介质，实现指令的传送 功能。遥控器发送的数据要经过加密编码，调制，载波输出倍号。接受模块，则进行相反的 操作，提取出遥控器发射过来的命令，再由mcu执行相应的命令。1. 3设计任务本课题无线电通信控制，是将mcu与执行器z间通过无线电连在一起，通过mcu 控制不同执行器的动作

3、。mcu对不同执行器的控制，是通过控制不同的地址而实 现的。这样在同一个通信波段即可实现对多个口标执行器的控制。木设计具体是 通过控制直流电机的工作状态（正转、反转、停止），以说明其控制的多功能性1.4设计的意义木文通过对直流电机的控制，将mcu （单片机）于无线收发模块的并联使用, 以说明无线控制的重要性。特别是在当今信息与效率的吋代，远程控制的重要性。 通过对该课题的研究，更进一步解释控制指令的编码，通信中数据的调制及解调 及基于单片机编码和自动控制。第二章：电路设计方案及系统原理：21电路设计方案：本设计是一种在预定无线电小区内设计冇发送数据流的信源设备和接收数 据流的信宿设备的无线电通

4、信控制系统，并通过控制电路控制相应设备工作。在 设计屮，为了直观的反应无线控制，系统设计为对直流电机的控制，并且为了体现多功能控制，则采取对电机的正反转及停止控制。上位机（单片机）将检测到 得键盘数据经过单片机编码后通过无线电发送到接收端，接收端系统对该数据（控制信号）进行判断，并控制相应的执行器执行相应的动作，从而实现无线通 信控制。2. 2硬件系统原理设计：第三章：无线遥控原理及方案无线遥控，有基丁电磁波和红外线两种。红外遥控距离短，只能直线方向遥 控。电磁波的遥控具有衍射作用，能跨越一定的屏障，遥控时也不需要直线。电 磁波无线遥控，就是在发射端发射一定频率的电磁波，接收端只提取出相同频率

5、 的电磁波信号，并经过解码得到发射端的数据。3.1发射电路原理遥控器发射电路，有振荡电路、高频放大器，调制方式一般釆用ask和fsko振荡电路可以采用电容、电感的振荡特性来设计，也可加入晶振来简单获得 载波信号。一般载波信号的频率在315mhz-433mhz，也可实现更高的频率。通过高频放大器，高频信号获得更高的发射能量，提高发射距离。串行数据ask调制高频放大载波发生器图2-13.2接收电路原理接收电路里面主要x线，滤波电路，解调电路等几部分组成。2-233接收方案：采用pt2262和pt2272的编码解码芯片。pt2262和pt2272最多支持6位 数据编码，一般支持4位数据编码。pt22

6、62和pt2272有三态地址编码功能， 只有地址匹配时才能传输数据。3.3.1 pt2262/pt2272 芯片原理简介：pt2262/2272是台湾普城公司生产的一种cmos工艺制造的低功耗低价位通 用编解码电路，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脚串行输岀，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，英地址码经过两次比较

7、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吋，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100%的调幅。3. 3.2： pt2262及pt2272外

8、观及引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（+ ）vss|9|电源负端（_）|te|14|编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平冇效；osc116 |振荡电阻输入端，与osc2所接电阻决定振荡频率；0sc215振荡电阻振荡器输出端；dout17编码输出端（正常吋为低电平） 名称管脚说明ao-all1-8、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 -致，否则不解 码

9、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-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|18 |电源正端（+ ）|vss9|电源负端（一）din14数据信号输入端，来自接收模块输出端josc116振荡电阻输入端，与0sc2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）第四章：硬件电路系统:4. 1复位电路：r6i 10kc12-w-o.lu/rstod-sw_1r5ik4. 2时钟电路:4. 3显乔模块

10、1602液晶显zf电路:接口信号说明:cori <? -9 叩口 c1 oc i ririoooooooo dddddddddddii-编号符号引脚说明编号符号引脚说明1vss电源地9d2data i/o2vdd电源正极10d3data i/o3vl液晶显示偏压信号11d4data i/o4rs数据/命令选择端(h/l)12d5data i/o5r/n读/写选择端(h/l)13d6data i/o6e使能信号14d7data i/o7dodata i/o15bla背光源正极8didata i/o16blk背光源负极4.4键盘电路vccgndp3.0/rxdp3.1/txdp3.2/int

11、0p3.3/int14/t0p3.5/t1p3.6/wrp3.7/i®20vssp89c51rc2h1gnd10 11因为系统的控制指令比较少，故采用独立键盘控制，也可用中断方式控 制，这样占用系统的资源比较少。4. 5 执行器 uln2003uln2003是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅npn达林顿管组成。该电路的特点如下：uln2003的每一对达林顿都串联一个2.7k的基极电阻，在5v的工作电压下它能与ttl和cmos电路 宜接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。uln2003 i作电压高，工作电流大，灌电流可达500ma,并卫能够在关态时承受50v的电压，

12、输出还 可以在高负载电流并行运行。uln2003冇八个输入端，对应八个输出端，当输入引脚为高电平时，对 应达林管导通。电路中为避免电机中的电流过大，因此串入一个5欧的电阻。 输入低电平吋对应的引脚不导通。单机的转速控制是通过pwm控制的，只 要改变电机两端电压的占空比就口j以实现调速。vccr4p2vccp0.0/ad0p0.1/ad1p0.2/ad2po.3/ad3p0.4/ad4po.5/ad5p0.6/ad6p0.7/ad7p1.0zt2 p1.1/t2ex p1.2/eci p1.3/cex0 p1.4/cex1 di v/c匸v =40plledoledoledo% 100pt227

13、2iniin3in4窗 isrrcob1o>gnd7911131546810121416uln2003ut1gt2ut3ut4 out5 out6 out7bl motorxvcc4. 6 at89c52 单片机2(t2)p1.0e140(t2ex)p1.1 匚239p12c338p1.3c437p1.4 匚536(mcsijp1.5 匚635(miso)pi.oe7a(sck)p1.7 匚833rst匚932(rxd) p3.d 匚1031(txd) p3.1 匚1130(into：. p3.2 匚1220(1fm)p3.3 匚1328(to) p3.4 匚1427仃1>p3.5

14、匚1526gvr：. p3.3 匚1625(无：，円.7匚17生xtal2e1823xtal1 匚19gnd匚2021 vcc p0.0 (ado) p0.1 (ad1) p0 2 (ad2) p0 3 (ad3) p0 4jad4) po.e iad5) po.c(am) po7 iad7) ex/vpp alefog psenzjp2.7 (a15> p2.6 (a14> p2 5 (a13) p2.4 (a12 p2.2ja11> p2(a1d p2j (a9) p2.c (a8)at89c52是一种低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具冇8k在系统可编 程flash

15、存储器。使用atmel公司高密度非易失性存储技术制造，与工业80c51 产甜指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适合于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash,使得 at89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。at89c52具冇一下功能：8k字节flash, 256字节ram, 32位i/o 口线， 看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时、计数器，一个6向量2级中断 结构，全双工串行口，片内品振及时钟电路。另夕卜，at89c52可降至0hz静态 逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作

16、，允许 ram、定吋器/计数器、串口、屮断继续工作。掉电保护模式下，ram内容被保 存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。第五章：整机电路(1):发射电路部分vccxtal1po.wado p0.1/adixtal2po.2/ad2po.3/ad3p0.4/awpo.5/ad5p0.&ad6po.7/ah7rstea/vppp1.wt2psenpi.i/t2exale/progpi.2/ecip3.(vrxdp1.3/cex0 p1.4/cex1 p1.5/cex2r3.1/txdp1.6/cex3p3.2/ixtop1.7/cex4p33ixtiw.4/

17、t0p2.(¥a8p3.5/t1p2.1/a9p3.6/wrp2.2/a10p3.7/r1)p2.3/a11vssp2.4/a12p2.5/ai3p2.6/a14p2.7/a1540加93k33迎u1p89c5irc2i1bp<21卜 861211o vcc gxdvcc1602gnd（2）:接收控制部分vcc33pfyl"33phc212 也louh(wr5vcc：10kgnd1()'2>141516,7>2()gndvccxiallpo.wado f0.1/adixtal2po.2/ad2rste.a/vppr13/ad3p0.4/atmrj.

18、5/ad5p06ad6r17/ad7pi.cmpsenp1.1/t2exale/progp1.2/ecip3.(¥rxdp1.3/cex0pi.4/cexip1.5/cex2ib. 1/1dp1.6/cex3p3.2/ixtop1.7/cex4p3.3/ixtip3.4/t0p2.(va8p3.5/tip2.1/a9円©wrp2.2/a1or.7/rdp2.3/a11vssp2.4/a12p2.5/a13r2.6/m4p2.7/a15p89c5irc2hbpu140异)36勺33j2347 ：r6. 1发射部分br1aaa100ledo fbr2aa-1(x)ledo f*

19、<7,r3100 ledo f10ii 12p20ut1m2 m0ut3w40ut50ut6(xtt7clamp 心blmotorvccgnd第六章：程序代码#i nciude<reg52.h>#define uchar uns i gned char#define uint unsigned intsbit e二p(t7;/1602 使能引脚sbit rw二p(t6;/1602 读写引脚sb i t rs二p(t5;/1602数据/命令选择引脚 sbit key1 二 p广5;sbit key2 二 p4;sbit key3 二 p3;void delay 0/延时，延时时

20、间大概为140us。 int i, j;for (i=0; i二10; i+)for (j=0; j<=2; j+) void de i ay (u i n t del)/延时，延时时间为 10ms * de i u i nt i, j ;for(i=0; i<del; i+)for(j=0; j<1827; j+)/ 1因为电路设计时，为使得pcb布线简化，故将1602的do-d7于p27-p20相接 所以设计该函数，以将数据发送对uchar convert(uchar in_date)uchar i, 0ut_date 二 0, temp 二 0; for (i=0; i

21、<8; i+)temp 二(in_date » i) & 0x01; 0ut_date |二(temp « (7 - i);return 0ut_date; 1602命令函数/fvoid enabie (uchar de i)p2 二 convert (del);rs 二 0;rw 二 0;e 二 0;delay 0 ;e = 1; delay 0 ;/1602写数据函数/ x%void wr i te(uchar del)p2 二 convert(del);rs = 1 ;rw 二 0;e 二 0; delay ();e 二 1;delay 0 ；/1602

22、初始化，请参考1602的资料ffvoid l1602_init(void) "enable (0x01);enab ie (0x38);enab ie (0x0c);enab ie (0x06);enab ie (oxdo);fj从1602第几行，第几个字符处开始写入一串字符串1 i 丁、丁、 丁* 丁* 丁* t* t t t “* t t t t t * * * * | | t* | | 厂丁、厂丁、厂丁、t、* “* * | t、* t、 t 丁* 丁、丁、 丁* 丁、 丁* 丁* t* t、void l1602_string(uchar hang,uchar i ie,uch

23、ar *p)uchar a;if (hang 二二 1) a = 0x80; if (hang = 2) a = oxco;a 二 a + i i e - 1 ;enab i e (a);wh i le(1)if(*p = '0') break; wr i te (*p);p+；/*键盘扫描*/void key0if(key1=1 | | key2=1 | | key3=1)de i ay (2) ;/20毫秒软件防抖if(key1=1 | | key2=1 | | key3=1) if (key1 二二 1)enab ie (0x01);l1602_string(1, 1,

24、"velocity:high"); l1602_str i ng(2, 1, "state:run “);p0二0x0c;de i ay ；p0二0x0c;else if(key2 二二 1)enable (0x01);l1602_string(1, 1, "velocity: 0 )； l1602_str i ng(2, 1, "state:stop “); p0二0x03;de i ay ；p0二0x03;else if(key3 二二 1)enable (0x01);l1602_str i ng(1, 1, "veioc i t

25、y:low "); l1602_str i ng (2, 1, '"state: run ");p0二0x0a;de i ay ；po二oxoa;de i ay (50) ; /延时0. 5秒再进行下次按键的检测 /f主函数/px 1 1 lx px 1 1 1 1lx 1i1* lx px ,px 1*1*void main()l1602_init();l1602_str ing(1, 1, "veloci ty :，z);l1602_str i ng(2, 1, "state:“);wh i le(1)key ();6. 2接收部分#i nciude<reg52.h>#inciudeintr ins.h>#def ine uchar uns i gned char#define uint unsigned intuchar m;sbit k二pop;/电机控制sbit pio=pro；sbit p11=pri ;sbit ied0=p0'4;/高速指示sbit led1=p0"5;/停止指示sbit ied2=p0'6；/低速指示void de i ay (u i n t d