遥控信号有射频和红外线之分。两种信号各有特色,射频信号频率范围在300KHz~30GHz之间,传播距离较远,方向任意,又不受墙壁阻碍主要用于远距离控制;红外线频率范围在1012Hz~51014Hz之间,传播距离较近,沿直线传播,且无法穿透墙壁,这样便不影响周边环境 ,如不干扰其它电器设备。另外红外线遥控电路调试简单,一般只要按给定电路连接,不需任何调试即可投入工作;再有其编解码容易,可进行多路遥控。因此,红外遥控在室内近距离(小于10米)家用电器遥控中得到了广泛的应用[2]。本设计也采用红外线作为遥控信号传播。
4.2.2 遥控电路主要芯片介绍
(1) 2262/2272芯片介绍[1]
PT2262/2272芯片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,是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片,且属于 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,设定的地址码和数据从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路、红外遥控发射电路。在具体应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大,振荡频率越低,编码宽度越大,发送码一帧的时间越长。其中发射芯片PT2262将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。
表1 PT2262管脚功能
名称 A0-A11 D0-D5 Vcc Vss TE OSC1 OSC2 Dout 管脚 1-8、10-13 7-8、10-13 18 9 14 16 15 17 说 明 地址管脚,用于进行地址编码,可臵为“0”,“1”,“f”(悬空) 数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉 电源正端(+) 电源负端(-) 编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效; 振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率; 振荡电阻振荡器输出端; 编码输出端(正常时为低电平)
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接收电路采用PT2272芯片,有锁存和非锁存两种。锁存型用L表示,数据
只要成功接收就能保持对应的电平状态,直到遥控数据发生变化才改变。非锁存型用M表示,数据脚与发射端瞬时对应,可以用于类似点动的控制。本电路采用带锁存功能的.
表2 PT2272管脚功能
名称 A0-A11 管脚 1-8、10-13 说 明 地址管脚,用于进行地址编码,可臵为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码 地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与D0-D5 7-8、10-13 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 Vss DIN OSC1 OSC2 VT 18 9 14 16 15 17 电源正端(+) 电源负端(-) 数据信号输入端,来自接收模块输出端 振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率; 振荡电阻振荡器输出端; 解码有效确认 输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态) (3) LT0038芯片介绍 LT0038是塑封一体化红外线接收器,由电源正(VDD)、电源(GND)和数据输出(VO或OUT)三管脚组成。它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路接收频率为38KHz,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,没有红外遥控信号时为高电平,收到红外信号时为低电平,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。 4.2.3 遥控电路 PT2262的14、15端接振荡电阻,17管脚是编码输出端地址位悬空,6个功能开关接6个数据位,同时经二极管接到18管脚。正常情况下,18管脚不接通电源,其17脚为低电平,所以38KHz的高频发射电路不工作,只有当有键按下时,PT2262才得电工作,数据变化,受编码信号调制在38KHz上,经17管脚6
输出,通过控制达林顿管的导通与否改变发光二极管的亮灭将编码信号以红外线形式发送出去。 1817161514131211101.2MIN4148*5K4K147ΩK2K35V C1815PT2262 2.7K*547μF123456789K5 图3 发射电路 K6由于红外线接头芯片LT0038的接收频率为38KHz,则由发射电路控制芯片频率
f=2*1000*16/Rosc(k Ω ) kHz 得 Rosc=2*1000*16/f
=2*1000*16/38KHz =842 k Ω
结合表3知,芯片PT2262与PT2272的振荡电阻分别取1.2M和200K。
表3 振荡电阻匹配
编码发射芯片振荡的电阻 PT2262 1.2M 1.5M 2.2M 3.3M 4.7M
配套的解码接收芯片振荡电阻 PT2272/SC2272 200K 270K 390K 680K 820K 7
SC2260-R4 5.1M 12M 20M 本遥控单元利用红外线接收头LT0038接收38KHz信号,然后送给遥控接收控制芯片PT2272的14管脚。14管脚得到接收信号时,地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,于是便开始启动解码,接收的信号经PT2272硬解码输出与发射端对应管脚电平的变化信息,将信号输给单片机。接收电路与发送电路地址对应都为悬空设臵,15和16管脚接的振荡电阻,其阻值与PT2262的振荡电阻相匹配。 200K S805010K VCCLT3008 图4 接收电路
遥控模块工作过程如下:当PT2262/2272芯片的地址一致。PT2262的六个数据位接六个功能按钮,当有按键按下时,发送模块工作,以红外线形式传送出去。匹配的红外线接收头接收信号后再传递给PT2272,PT2272经解码将PT2262的按键信息准确的反应在自己的对应管脚上。由于管脚与单片机P1口相连接,则按键信息便被单片机读取,与预设按键功能比较后,译码出相应的控制指令进行灯的各种控制。这便完成了遥控控制。PT2262六个按钮的预设功能依次为:灯的开和关,灯的柔和度调节,亮度调节,场景设臵,灯组配臵和定时关功能。 4.2.4 遥控编码
遥控信号的一组字码由12位AD码有地址码和数据码组成,每组字码之间有同步码隔开。PT2262发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态,数据输入有“1”和“0”两种状态。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”,也就是地址码的“悬空”。格式如图4所示。
图中a=2*时钟振荡周期,低电平用4a表示,高电平是低电平的三倍,即12a。当有键按下时,便按这样的脉宽编码调制于38KHz频率上,再通过控制发光二极管的变化以红外线的形式发送出去。PT2262每次至少发送4次编码,首先我
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123456789181716151413121110pt2272们可以通过检测11ms宽度的同步码头,有码头才开始进行编码解码,无码头则继续等待。当收到码头时,还要检测是否已经收到过码头,若无,则丢弃第一次编码的信号,以防止误码。PT2262和PT2272是一对编码与译码系统,只要地址预设一致,完成编码的接收,PT2272就能实现对PT2262的硬解码。得到与PT2262管脚对应的管脚信息,这便实现了遥控的编码和解码。
2*SOCa32a
数据“0”
数据“1”
数据“f”a=2倍时钟振荡周期1/8位宽=4a注:1位宽=32a4倍位宽=128a 图5编码格式
4.3 控制电路
4.3.1 单片机前向通道
单片机前向通道有晶振电路,复位电路,PT2272的输入电路组成。实现单片机正常工作,以及对遥控信号的读取[3]。 (1)时钟电路
89C51芯片内部有一个反增益反相放大器,用于构成振打器。反相放大器的输入端为XTHL1,输出端为XTAL2,两端跨接石英晶体及两个电容,就可以构成稳定的自激振荡器。电容器阻值在30PF左右,可稳定频率,对频率有微调作用。此电路采用12MHz振荡频率,于是采用12MHz晶闸管值稳压,两个30PF电容微调。 (2)复位电路
复位电路是单片机得电工作的前提。单片机通电时,其复位端至少保持两个周期的低电平,单片机就启动初始化,程序开始运行。现采用850Ω电阻与10μF串联构成复位电路。 (3)PT2272接口电路
PT2272与PT2262按钮标号K1~6对应的数据位依次连接到单片机P1.0~
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