遠距離照明控制的無線遙控開關系統設計

1 設計方案

隨著電子技術的不斷發展，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遠距離照明控制的無線遙控開關系統，由發射系統和接收系統兩部分組成。系統使用無線收發模塊構成射頻發射和接收電路，發射部分主要由按鍵編址電路、編碼電路和發射模塊組成; 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。

發射系統采用1 節12 V 干電池供電，接收系統采用3 節1.5 V 干電池供電，單片機采用5 V 直流電源供電，電源系統節能、簡便。

2 系統實現

2.1 元件選取及系統框圖

考慮到系統的兼容性、實用性、低成本和節能性， 選用AT89S52 單片機， 用PT2262/2272 無線收發模塊實現315 MHz 的無線通信。AT89S52 單片機是ATMEL 公司生產的一種非易失性存儲技術制造的低功耗、高密度CMOS 8 位單片機， 片內含8 KB ISP （In -system programmable）的可反復擦寫1 000 次的Flash 只讀程序存儲器， 兼容標準MCS-51 指令系統及80C51 引腳結構， 可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。

PT2262/PT2272 是***普城公司生產的一種CMOS 工藝制造的低功耗、低價位通用編解碼電路;PT2262/PT2272最多可有12 bit（A0-A11） 三態地址端管腳（ 懸空， 接高電平， 接低電平），12 bit（A0-A11） 三態地址端管腳任意組合可提供531 441 地址碼，PT2262 最多可有6 bit （D0-D5）數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17 腳串行輸出［2］。

電路的系統框圖如圖1 所示。

2.2 系統電路圖

系統電路由無線發射系統和無線接收系統兩部分組成。

（1） 無線發射系統電路（ 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12 V）、“ 低電平”（ 該腳接地） 、“ 懸空” 三種狀態。10~13 腳是編碼的數據輸入端D3~D0（ 使用4 位數據）， 在每個數據端連接了一個按鍵， 用以控制不同的設備。當按下按鍵后，按鍵將12 V 的電壓加到對應的數據端， 同時數據端信息通過晶振將信號并發射出去。PT2262 將會根據地址碼的設定和輸入的數據進行編碼， 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， 產生315 MHz 的高頻信號并發射出去; 當17 腳輸出脈沖為“0” 時，Vl 組成的振蕩器停止工作。

（2） 無線接收系統電路： 接收系統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5 V） 、“ 低電平” （ 該腳接地） 、“ 懸空” 三種狀態， 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射電路發出的信號后，PT2272 進行地址碼比較核對（ 解碼）， 若地址碼核對正確， 則發射模塊TE 腳（ 編碼啟動端用于多數據的編碼發射， 低電平有效） 發出的信號經接射頻模塊由Din 腳（14 引腳） 進入PT2272 ， 同時數據經PT2272 的數據輸出腳D0~D3 （10~13 腳） 進入單片機; 反之PT2272 的數據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。如果接收到的第一路信號為高電平， 單片機控制的數碼顯示管會顯示“11” （ 第一個“1” 表示第一路信號，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出高電平， 繼電器吸合， 負載電路工作; 當第二次接收到高電平， 通過單片機將對應的端口電平置零;當第三次接收到高電平時再次置1， 如此循環; 當數碼管的顯示為“1 1” 時（ 第一個1 表示第一路信號， 第二1 表示該信號為低電平） ， 此時單片機向繼電器電路發出低電平， 繼電器斷開， 負載停止工作。利用繼電器和數碼管可以實現靈活控制并清晰地顯示。

3 程序的寫入與調試

利用keil C51 編寫控制程序寫入單片機AT89S52內， 利用串口調試助手， 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%， 最大的控制距離可達50 m， 響應時間不大于1 s.

本設計利用單片機AT89S52 和芯片組PT2262/2272實現了用于照明控制的可編程4 路無線開關系統， 避免了使用專用解碼芯片的有關限制， 能充分利用系統軟硬件資源， 系統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。