西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要:本設(shè)計(jì)是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的控制，系統(tǒng)包括遙控器端和設(shè)備控制器端兩個(gè)部分。遙控器部分由單片機(jī)、按鍵和無(wú)線發(fā)射器組成，其功能是通過(guò)不同的按鍵來(lái)接收不同的按鍵值，根據(jù)按鍵值向設(shè)備控制器端發(fā)送不同的控制代碼。設(shè)備控制器端也是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、顯示燈和無(wú)線接收器組成，主要功能是根據(jù)接收的鍵值編碼實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備運(yùn)行狀況的控制。系統(tǒng)控制距離較遠(yuǎn)，應(yīng)用方便，可應(yīng)用于家用電子器件的遠(yuǎn)程控制，還可應(yīng)用于某些高危險(xiǎn)操作下的遠(yuǎn)程控制，以及戶外遠(yuǎn)距離通信。本論文描述了遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的基本原理、方法和設(shè)計(jì)過(guò)程，論文主要包括：系統(tǒng)方案論證、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單元電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)等部分，介紹了遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路，構(gòu)建系統(tǒng)框架的方法以及在后期對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程。系統(tǒng)方案論證是本設(shè)計(jì)的前提，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃了設(shè)計(jì)的整體方向和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，單元電路設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的最基本模塊用來(lái)表述系統(tǒng)的工作原理以及各模塊的工作原理。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；無(wú)線遠(yuǎn)程控制；直流電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動(dòng)西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIRemotecontrolsystemdesignandimplementationAbstract:Thisdesignistousecomputertechnologyandwirelesscommunicationtechnologytorealizetheremoteequipmentcontrol.Systemincludesremoteterminalandequipmentcontrollerend.Remotepartiscomposedofmicrocomputer,keysandwirelesstransmitters.Itmakesdifferentkeyvaluesaccordingdifferentbuttonpushingandreturnequalcontrolcodestoequipmentcontrollerend.Equipmentcontrollerendisalsoasingle-chipmicrocomputercontrolsystem,composedbysingle-chipmicrocomputer,dcmotors,stepmotor,displaylightsandwirelessreceivercomposition,anditcontrolsdifferentequipmentsaccordingtothecontrolcodessentbyremoteterminal.Systemcontrolisconvenientforuse,andcanbeappliedinremotehouseholdelectronicscontrol,insomehighriskoperatingbyremotecontrolling,andoutdoorlongdistancecommunication.Thispaperdescribesthebasicprinciple,methodanddesignprocessofremotecontrolsystem.Thesismainlyincludes:systemschemecomparison,systemstructuredesign,unitcircuitdesign,systemsoftwaredesignpartandothers,introducesdesignbasicideaofremotecontrolsystem,thewaytoconstructthesystemframeworkandlatersystemtestingprocess.Systemsolutionargumentisthepremise.Overallsystemstructuredesignplansthedirection,implementationprocessandisthekeypartofthewholedesign.Unitcircuitdesignisthemostbasicmoduleandistodescribesystemworkingprincipleandeachmoduleworkingprinciple.Keywords:SCM,Wirelessremotecontrol,dcmotor,Steppingmotor,drive西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I目錄1緒論11.1引言11.2遠(yuǎn)程無(wú)線遙控控制的現(xiàn)狀12系統(tǒng)方案論證22.1系統(tǒng)介紹22.2方案論證32.3方案可行性研究42.3.1單片機(jī)選擇42.3.2數(shù)據(jù)傳輸模塊的選擇42.3.3步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)選擇42.3.4驅(qū)動(dòng)電路器件42.3.5按鍵控制電路42.3.6器件工作狀態(tài)指示等43系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)53.1.1遙控器硬件總體設(shè)計(jì)53.1.2控制器硬件總體設(shè)計(jì)63.2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)73.2.1各程序?qū)崿F(xiàn)方法73.2.2軟件程序模塊介紹74主要器件的選擇及特點(diǎn)84.1AT89C52單片機(jī)84.1.1中央處理器CPU84.1.2存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)104.1.3AT89C52單片機(jī)對(duì)外引腳114.2數(shù)據(jù)收發(fā)模塊FSK-2A和CZS-7134.2.1PT2262特點(diǎn)134.2.2PT2262引腳圖144.2.3PT2262基本參數(shù)144.2.4PT2272引腳圖15西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II4.2.5PT2262/2272芯片的地址編碼設(shè)定和修改154.2.6FSK-2A及模塊基本介紹165單元電路設(shè)計(jì)215.1AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)215.2按鍵模塊設(shè)計(jì)225.3發(fā)送接收模塊設(shè)計(jì)235.4直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路235.5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路245.6控制器系統(tǒng)電路圖245.7遙控器系統(tǒng)電路圖256系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)266.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明266.2系統(tǒng)軟件總體框圖266.2.1遙控器模塊軟件框圖266.2.2控制器模塊軟件框圖277軟硬件調(diào)試及性能297.1KEIL軟件297.2單片機(jī)編程器297.3調(diào)試307.3.1檢查電路307.3.2無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊調(diào)試307.3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊307.3.4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)試307.3.5開(kāi)關(guān)模塊的測(cè)試318結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝34附錄35西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11緒論1.1引言計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展十分迅速，尤其是無(wú)線控制技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，以單片機(jī)作為控制器來(lái)開(kāi)發(fā)無(wú)線控制模塊價(jià)格便宜而且技術(shù)難度小，它是我們了解無(wú)線控制系統(tǒng)的基本途徑和簡(jiǎn)單的方法，無(wú)線通信在國(guó)內(nèi)的發(fā)展也十分迅速，但采用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)的傳輸?shù)某杀竞图夹g(shù)要求十分高，所以人們開(kāi)始考慮采用價(jià)格更為便宜性能更為可靠的單片機(jī)來(lái)帶起網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行短距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，如呼講機(jī)就是一個(gè)比較典型的實(shí)例，還有些關(guān)鍵設(shè)備的無(wú)線控制。在這種大背景下我們有必要去了解一下基于單片機(jī)遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)的工作原理。遠(yuǎn)程無(wú)線遙控控制就是其中一個(gè)比較典型和簡(jiǎn)單的實(shí)例，它的主要工作原理是通過(guò)基本按鍵產(chǎn)生不同數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)把數(shù)據(jù)處理保存在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，然后再由無(wú)線傳輸模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，在控制器端由接收模塊接收數(shù)據(jù)，然后傳給單片機(jī)，再有單片機(jī)處理數(shù)據(jù)，最后根據(jù)不同數(shù)據(jù)控制不同的設(shè)備。本次設(shè)計(jì)完成了基本的任務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線遙控控制，通過(guò)遙控器可以對(duì)遠(yuǎn)處的LED燈、直流電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。1.2遠(yuǎn)程無(wú)線遙控控制的現(xiàn)狀遠(yuǎn)程無(wú)線控制在實(shí)際社會(huì)生活中的應(yīng)用十分廣泛，在家里可以對(duì)基本家用設(shè)備進(jìn)行無(wú)線控制，如電源開(kāi)關(guān)的控制、燈光的控制、還有門(mén)窗的開(kāi)關(guān)控制等都十分方便。在戶外也有很大發(fā)展空間，如可以做一個(gè)實(shí)時(shí)對(duì)講機(jī)等無(wú)線語(yǔ)音器。本項(xiàng)目的改造潛力很大，可以在它控制器端加一個(gè)紅外傳感器就是一個(gè)遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)儀了，也可以在控制器上加一個(gè)報(bào)警器就再把基本電路改造一下就成了一個(gè)遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)了，可以應(yīng)用與一些比較危險(xiǎn)的產(chǎn)量中，用以實(shí)時(shí)報(bào)警確保人身安全。還可以和玩具生產(chǎn)商合作開(kāi)發(fā)遙控玩具，如遙控汽車，遙控飛機(jī)等小玩具。西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22系統(tǒng)方案論證2.1系統(tǒng)介紹本項(xiàng)目主要以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在兩單片機(jī)之間的傳輸為目的。通過(guò)現(xiàn)有的無(wú)線傳輸模塊發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的功能。也就是一種基于單片機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的方案。本系統(tǒng)主要控制器按鍵發(fā)送不太數(shù)據(jù)、FSK-2A無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)、接收模塊接收數(shù)據(jù)、單片機(jī)控制相應(yīng)器件。系統(tǒng)基本功能就是完成遠(yuǎn)程無(wú)線控制功能，其主要控制器件為直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，只要原理是在遙控器這邊可以通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器所要控制的器件進(jìn)行控制。當(dāng)遙控器按下目器件啟動(dòng)鍵，通過(guò)發(fā)送設(shè)備發(fā)送按鍵信息，控制器的數(shù)據(jù)接收端接收按鍵信息，處理后控制相應(yīng)器件，其主要分為以下幾個(gè)功能模塊：（1）遠(yuǎn)程遙控控制遙控器通過(guò)16號(hào)按鍵向數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備傳輸不同數(shù)據(jù)，再由控制器的數(shù)據(jù)接收模塊接收遙控器發(fā)送的數(shù)據(jù)處理后控制相應(yīng)器件。（2）遙控器顯示被控器件工作狀態(tài)遙控器上裝有4個(gè)LED顯示燈，分別顯示被控器件的工作狀態(tài)，LED1為顯示1號(hào)設(shè)備的工作狀態(tài)，當(dāng)LED1發(fā)光時(shí)表明1號(hào)設(shè)備開(kāi)始工作，當(dāng)LED1熄滅時(shí)表明1號(hào)設(shè)備停止工作。LED2和LED3是直流電機(jī)的工作狀態(tài)的顯示，當(dāng)LED2和LED3同時(shí)發(fā)光時(shí)表明直流電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)LED2發(fā)光LED3熄滅時(shí)表明直流電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)LED2熄滅時(shí)LED3無(wú)論什么狀態(tài)直流電機(jī)都不工作。LED4是步進(jìn)電機(jī)的工作指示燈，當(dāng)LED4發(fā)光時(shí)表明步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，反之表明步進(jìn)電機(jī)停止工作。（3）復(fù)位功能復(fù)位是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，當(dāng)系統(tǒng)上電或運(yùn)行發(fā)生異常時(shí)就可以進(jìn)行復(fù)位，使其恢復(fù)開(kāi)機(jī)狀態(tài)1。2.2方案論證對(duì)遠(yuǎn)程器件的控制，可有多種實(shí)現(xiàn)方法，分別舉例如下：（1）通過(guò)專用線路控制用專用線路可保證控制信號(hào)穩(wěn)定，不易受干擾，且信息量大，保密性好；但必須鋪設(shè)專用通信線路，費(fèi)用相當(dāng)昂貴，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)程控制，且不能變換控制地點(diǎn)，對(duì)本系統(tǒng)沒(méi)有太大實(shí)用價(jià)值。（2）利用無(wú)線電電波控制西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3用調(diào)頻無(wú)線電波控制可實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離控制，且通信信息量大，地點(diǎn)可隨意變換。操作較為方便。但設(shè)備昂貴，必須有專用調(diào)制解調(diào)設(shè)備，且極易受干擾，無(wú)法實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離控制?？刂品奖仨氂信涮卓刂破?，成本較高，并占用無(wú)線電頻率資源。不宜采用。（3）利用電力載波控制電力載波是一種較為成熟的通訊方式，目前低壓傳輸線的數(shù)據(jù)傳輸能力已達(dá)幾十kbit/s。由于這種通道具有某些不可比擬的特性:如實(shí)時(shí)性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、投資少等,其發(fā)展已越來(lái)越引人注目。但其也需要專用電力載波調(diào)制解調(diào)電路，必須有專用控制設(shè)備。且一但控制對(duì)象不在同一個(gè)電網(wǎng)內(nèi)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效控制，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。而且電力線的線路阻抗和頻率特性幾乎每時(shí)每刻都在變化,所以通過(guò)電力線傳輸信息的可靠性也成為其最大的難點(diǎn)。（4）利用互聯(lián)網(wǎng)控制使用Modem（調(diào)制解調(diào)器）與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，利用當(dāng)今流行的INTERNET網(wǎng)通信，可以實(shí)現(xiàn)控制信息的超遠(yuǎn)傳遞，而且控制信息可以非常復(fù)雜和豐富，信息量可以很大。但必須在控制方和被控制方各設(shè)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)及Modem，費(fèi)用很高。且很不方便攜帶控制設(shè)備。無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨地控制。（5）利用單片機(jī)和無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備控制利用單片機(jī)和無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備控制，可以很大程度的減少成本，降低技術(shù)要求和開(kāi)發(fā)周期。從而簡(jiǎn)化了項(xiàng)目的工作量。而且嵌入式系統(tǒng)在現(xiàn)在社會(huì)中的應(yīng)用十分廣泛，且技術(shù)比較成熟。綜上選擇利用單片機(jī)和無(wú)線收發(fā)模塊遠(yuǎn)程控制是一個(gè)比較合理的選擇，對(duì)于初學(xué)遠(yuǎn)程遙控控制原理的人，其簡(jiǎn)單易懂。2.3方案可行性研究利用現(xiàn)有單片機(jī)和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備控制直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，設(shè)計(jì)成本低，且極其方便實(shí)