毕业设计（论文）_基于单片机的远程遥控系统的设计与实现

1、 远程遥控系统的设计与实现摘要: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、方法和设计过程，论文主要包括：系统方案论

2、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：单片机；无线远程控制；直流电机；步进电机；驱动Remote control system design and implementationAbstract: This design is to use computer technology and wireless communicat

3、ion 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 equal control codes to equipment

4、 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 control codes sent by remote terminal. S

5、ystem 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 control system. Thesis mainly incl

6、udes: 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 argument is the premise. Overall sy

7、stem 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 control, dc motor, Stepping motor, driv

8、e目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294535593 1绪 论1 HYPERLINK l _Toc294535594 1.1 引言1 HYPERLINK l _Toc294535595 1.2 远程无线遥控控制的现状1 HYPERLINK l _Toc294535596 2 系统方案论证2 HYPERLINK l _Toc294535597 2.1 系统介绍2 HYPERLINK l _Toc294535603 2.2 方案论证3 HYPERLINK l _Toc294535604 2.3 方案可行性研究4 HYPERLINK l _Toc2945356

9、05 2.3.1 单片机选择4 HYPERLINK l _Toc294535606 2.3.2 数据传输模块的选择4 HYPERLINK l _Toc294535607 2.3.3 步进电机和直流电机选择4 HYPERLINK l _Toc294535608 2.3.4 驱动电路器件4 HYPERLINK l _Toc294535609 2.3.5 按键控制电路4 HYPERLINK l _Toc294535610 2.3.6 器件工作状态指示等4 HYPERLINK l _Toc294535611 3 系统整体结构设计5 HYPERLINK l _Toc294535612 3.1 系统硬件总

10、体设计5 HYPERLINK l _Toc294535613 3.1.1 遥控器硬件总体设计5 HYPERLINK l _Toc294535614 3.1.2 控制器硬件总体设计6 HYPERLINK l _Toc294535615 3.2 系统软件总体设计7 HYPERLINK l _Toc294535616 3.2.1 各程序实现方法7 HYPERLINK l _Toc294535617 3.2.2 软件程序模块介绍7 HYPERLINK l _Toc294535618 4 主要器件的选择及特点8 HYPERLINK l _Toc294535619 4.1 AT89C52单片机8 HYPE

11、RLINK l _Toc294535620 4.1.1 中央处理器CPU8 HYPERLINK l _Toc294535621 4.1.2 存储器结构10 HYPERLINK l _Toc294535622 4.1.3 AT89C52单片机对外引脚11 HYPERLINK l _Toc294535623 4.2 数据收发模块FSK-2A和CZS-713 HYPERLINK l _Toc294535624 4.2.1 PT2262特点13 HYPERLINK l _Toc294535625 4.2.2 PT2262引脚图14 HYPERLINK l _Toc294535626 4.2.3 PT2

12、262基本参数14 HYPERLINK l _Toc294535627 4.2.4 PT2272引脚图15 HYPERLINK l _Toc294535628 4.2.5 PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改15 HYPERLINK l _Toc294535629 4.2.6 FSK-2A及模块基本介绍16 HYPERLINK l _Toc294535631 5 单元电路设计21 HYPERLINK l _Toc294535632 5.1 AT89C52单片机最小系统设计21 HYPERLINK l _Toc294535633 5.2 按键模块设计22 HYPERLINK l _To

13、c294535634 5.3 发送接收模块设计23 HYPERLINK l _Toc294535635 5.4 直流电机驱动电路23 HYPERLINK l _Toc294535636 5.5 步进电机驱动电路24 HYPERLINK l _Toc294535637 5.6 控制器系统电路图24 HYPERLINK l _Toc294535638 5.7 遥控器系统电路图25 HYPERLINK l _Toc294535639 6 系统软件设计26 HYPERLINK l _Toc294535640 6.1 系统软件设计说明26 HYPERLINK l _Toc294535641 6.2 系统

14、软件总体框图26 HYPERLINK l _Toc294535642 6.2.1 遥控器模块软件框图26 HYPERLINK l _Toc294535644 6.2.2 控制器模块软件框图27 HYPERLINK l _Toc294535645 7 软硬件调试及性能29 HYPERLINK l _Toc294535646 7.1 KEIL软件29 HYPERLINK l _Toc294535647 7.2 单片机编程器29 HYPERLINK l _Toc294535648 7.3 调试 PAGEREF _Toc294535648 h 30 HYPERLINK l _Toc294535649

15、7.3.1 检查电路 PAGEREF _Toc294535649 h 30 HYPERLINK l _Toc294535650 7.3.2 无线数据发送接收模块调试 PAGEREF _Toc294535650 h 30 HYPERLINK l _Toc294535651 7.3.3 直流电机驱动模块 PAGEREF _Toc294535651 h 30 HYPERLINK l _Toc294535652 7.3.4 步进电机驱动测试 PAGEREF _Toc294535652 h 30 HYPERLINK l _Toc294535654 7.3.5 开关模块的测试 PAGEREF _Toc29

16、4535654 h 31 HYPERLINK l _Toc294535656 8 结 论32 HYPERLINK l _Toc294535657 参考文献33 HYPERLINK l _Toc294535658 致 谢34 HYPERLINK l _Toc294535659 附 录35绪 论1.1 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

17、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

18、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2.1 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

19、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：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

20、据处理后控制相应器件。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。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

21、态1。2.2 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：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。 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。利用电力载波控制电力载波是一种较为成熟的通讯方式，目前低压传输线的数据传输能力已达几十kbit/s。由

22、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。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。

23、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 单片机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

24、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 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 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 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

25、进电机。2 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 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3.1 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 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

26、控制器对控制数据的收集和发送模块图如图3-1所示。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指示灯图3-1 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，相应的接在AT89C52的P1口器件指示灯亮起，指示有

27、关器件的工作状态，通过AT89C52的P2口发送数据给发送模块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 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。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 图3-2 设备控制器系统硬件框图设备控制器系统硬件主要由89C52C

28、PU直流电机驱动电路、直流电机、步进电机驱动电路、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，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

29、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

30、据接收模块、直流电机驱动程序、步进电机驱动程序。 3 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：主程序系统初始化子程序键盘扫描子程序键盘软件译码子程序软件抗干扰子程序显示按键情况指示程序INT0中断服务程序INT1中断服务程序数据发送程序数据接收程序直流电机驱动程序步进电机驱动程序发送数据处理程序接收数据处理程序4 主要器件的选择及特点4.1 AT89C52单片机 P0 P1 P2 P3CPUROMRAM定时/计数器串行口中断控制器T0 T1I/O接口TXD RXD INT0 INT1AT89C52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、

31、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4-1 AT89C52单片机的内部结构4 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ALUALU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

32、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。CYACF0RS1RS0OV-字节地址D0HPPSW图4-2 PSW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

33、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。 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

34、分为两个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 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。内部EA=0外部EA=1内部外部 图4-3 程序存储器 图4-4 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

35、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。数据缓冲区3区2区0区1区7FH30H1FH2FH20H1FH只能字节寻址字节、位寻址4个存储器区图4-5 内部RAM结构 寄存器工作区选择与地址分配如表4-1所示。表4-1 寄存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00H07H011区08H0FH102区10H17H113区18H1FH20H2FH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

36、地址，位地址范围为00H7FH、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4-2 RAM寻址区位地址分配字节地址 位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7F7E7D7C7B7A79782EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2

37、F2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0EOD0C0B0A090820H0706050403020100(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4-3 特殊功能寄存器特殊功能寄存器字节地址 地址位D7 D0BF0HF7F6F5F4F3F2F1F0AE0HE7E6E5E4E3E2E1E0PSWD0HCYACF0RS1RS0OVPD7D6D5D4D3D2

38、D1D0PX0IPB8HPSPT1PX1PT0BCBBBAB9B8P3B0HB7B6B5B4B3B2B1B0IEA8HEAESET1EX1ET0EX0AFACABAAA9A8P2A0HA7A6A5A4A3A2A1A0SBUF99HSCON98HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI9F9E9D9C9B9A9998P190H9796959493929190TH18DHTH08CHTL18BHTL08AHTMOD89HTCON88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT08F8E8D8C8B8A8988PCON87HDPH83HSP81HP080H8786858483828180 (

39、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 AT89C52单片机引脚图分布如图4-6所示。图4-6 AT89C52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

40、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4-4 P3口功能控制信号线引脚符号功能RXD串行口输入TXD串行口输出INT0外部中

41、断0输入INT1外部中断1输入T0定时/计数器0外部输入T1定时/计数器1外部输入WR外部数据存储器写信号RD外部数据存储器读信号4.2 数据收发模块FSK-2A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

42、：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（A

43、SK调制）相当于调制度为100的调幅。4.2.1 PT2262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：、数据最多可达6位、地址码最多可达531441种。4.2.2 PT2262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4-7 PT2262引脚图表4-5 PT2262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电源正端（+）;VSS9电源负端（-）;TE14编码启动端，用于多数据

44、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 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4-6 极限参数（Ta=25oC）参数符号参数范围单位电源电压VCC V输出电压Vi -0.3Vcc V输入电压Vo -0.3Vcc V最大功耗Pa 300 Mw工作温度Topr -20+70 oC储存温度Tstg -40+

45、125 oC电气参数（除非特殊说明 Tamb=25oC VDD=12.0V）表4-7 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uADout输出启动电流IOHVcc=5V, VOH=3V-3mAVcc=8V, VOH=4V-6mAVcc=12V, VOH=6V-10mADout输出陷电流IOLVcc=5V, VOL=3V2mAVcc=8V, VOL=4V5mAVcc=12V, VOL=6V9mA4.2.4 PT2272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4-8 PT2272引

46、脚图表4-8 PT2272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VCC18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

47、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-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

48、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

49、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4-9所示。表4-9 PT2262/2272编码名称发射模块收控制器编码2102102121021021接线4 FSK-2A及模块基本介绍基本参数型号规格：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

50、发射距离(m)：1000编码类型：固定/滚动码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、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

51、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。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

52、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

53、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

54、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。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

55、芯片编码，然后由天线发送数据。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4-9 PT2262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4-10 PT2272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数据端口清零如图4-11所示。图4-11 PT

56、2262工作原理图5 单元电路设计5.1 AT89C52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12

57、MHz，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5-1 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5-2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5-2 手动复位电路其中复位电路是

58、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 按键模块设计键盘在单片机系统中是一个很重要的部件。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

59、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5-3 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/PT22

60、72解码芯片的数据收发模块，其主要原理图为图5-4所示。图5-4 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断接收方式来接收发送端发送的数据，当发送端用数据发送，并且接收端解码成功接收到数据后，接收模块的V17引脚会有个高脉冲，然后又会自动复位。V17与中断0取反相接，接收单片机等待中断响应，当接收模块接收数据后，V17有个高脉冲，驱动0号中断，进入中断后把接收的数据存储到接收单片机的存储模块中。5.4 直流电机驱动电路直流电机是本项目中所要控制的一个主要器件。器驱动电路主要如图5-5所示。