1、廣西民族大學(xué) 本科論文（設(shè)計(jì)） 論文題目： 數(shù)字開關(guān)量的短距離無線傳送 學(xué)院（系）： 物理與電子工程學(xué)院 專 業(yè) ： 電氣信息類 年級(jí)班級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職稱 2009年7月9號(hào) 目錄一.主要內(nèi)容概括(3)二.設(shè)計(jì)方案的選擇(4)三.無線發(fā)射模塊和接收模塊(5-6)四.編碼部分 (7-9)五.解碼部分 (10-12)六.電源部分的設(shè)計(jì) (12)七.數(shù)字開關(guān)量的短距離無線傳送的完整電路圖 (13)八. 制作過程與調(diào)試 (14)九.具體調(diào)試過程與結(jié)果 (15)十.設(shè)計(jì)總結(jié) (15)十一.附錄 (16-17)內(nèi)容摘要：無線編碼遙控器由編解碼部分電路（主要由PT2262、

2、PT2272芯片組成），外加無線收發(fā)模塊315MHZ現(xiàn)成模塊組成。在編碼電路中，采用了三端穩(wěn)壓器件L7805，濾波電容，防諧振的二極管，電解電容，八位地址撥碼開關(guān)和四位數(shù)據(jù)撥碼開關(guān)，還有用于電源指示，信號(hào)指示，數(shù)據(jù)開關(guān)量指示的發(fā)光二極管等。在解碼電路上，同時(shí)也采用了三端穩(wěn)壓器件L7805，濾波電容，防諧振二極管，電解電容，八位地址撥碼開關(guān)，還有用于電源，信號(hào)，接收數(shù)據(jù)顯示的發(fā)光二極管等。本次設(shè)計(jì)采用無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，利用編碼電路發(fā)出任意一個(gè)四位數(shù)據(jù)開關(guān)量，用四個(gè)發(fā)光二極管指示，同時(shí)用地址撥碼開關(guān)固定一地址，經(jīng)過發(fā)射模塊，把數(shù)據(jù)傳到接有接收模塊的解碼電路，地址與編碼電路的一致，也用發(fā)光二極管顯

3、示，當(dāng)兩個(gè)電路中的數(shù)據(jù)顯示指示燈發(fā)光二極管顯示一致時(shí)，說明調(diào)試成功。然后用地址撥碼開關(guān)改變編碼電路的地址，檢測(cè)在解碼電路中是否能接收到信號(hào)。只有當(dāng)兩個(gè)電路的地址一致的時(shí)候，在解碼電路中才能接收到由編碼電路發(fā)出的信號(hào)。該遙控器的設(shè)計(jì)原理比較簡單，具有一定得實(shí)用性。關(guān)鍵詞：編碼芯片PT2262，解碼芯片PT2272，315MHz無線收發(fā)模塊。1. 方案選擇有無線電傳輸方案、有開關(guān)方案、通過電臺(tái)發(fā)射傳送方案等。在這里選用開關(guān)方案。通過使用四位開關(guān)量的形成和還原來對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼。選擇開關(guān)方案的好處就是能夠和可靠地傳遞信息，而且成本不高。1.1 四位開關(guān)量的形成和還原。使用開關(guān)連接上發(fā)光二極

4、管來提示是否發(fā)送數(shù)據(jù)和是否接收數(shù)據(jù)。如圖所示：四位開關(guān)量的形成 四位開關(guān)量的還原2. 無線發(fā)射模塊和接收模塊2.1 無線發(fā)射模塊 DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在2585度之間變化時(shí)，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。其原理圖如下圖所示：圖2.1發(fā)射電路原理圖  DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和

5、其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號(hào)值的大小。比如用PT2262或者SM5262等編碼集成電路配接時(shí)，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至DF數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。 DF數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當(dāng)電壓變化時(shí)發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，空曠地傳輸距離約2050米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時(shí)約100200米，當(dāng)電壓9V時(shí)約300500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果。當(dāng)電壓大于l2V時(shí)功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。不同的電路參數(shù)，有不同的發(fā)射

6、功率及發(fā)射距離，要想獲得較好的發(fā)射效果，必須接上天線，天線最好選用25厘米長的導(dǎo)線，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)最好能夠豎立起來，因?yàn)闊o線電信號(hào)傳輸時(shí)受很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱距離的一半甚至更少，這點(diǎn)需要開發(fā)時(shí)注意。  DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。  DF發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。DF模塊的傳輸距離與調(diào)制信號(hào)頻

7、率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會(huì)縮短，由于無線電信號(hào)傳輸過程中的折射和反射會(huì)形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)有不同的收發(fā)距離。2.2無線接收模塊2.2.1超再生檢波接收器超再生檢波電路實(shí)際上是一個(gè)受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個(gè)高頻振蕩器采用電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。而間歇振蕩又是在高頻振蕩的振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩與間歇。而間歇振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的（一般為百到幾百千赫）。這個(gè)頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低，

8、反之，頻率選高，接收靈敏度較好，但抗干擾性能變差。超再生檢波電路有很高的增益，在未收到控制信號(hào)時(shí)，由于受外界雜散信號(hào)的干擾和電路自身的熱騷動(dòng)，產(chǎn)生一種特有的噪聲，叫超噪聲，這個(gè)噪聲的頻率范圍為0.35kHz之間，聽起來像流水似的“沙沙”聲。在無信號(hào)時(shí)，超噪聲電平很高，經(jīng)濾波放大后輸出噪聲電壓；當(dāng)有控制信號(hào)到來時(shí)，電路諧振，超噪聲被抑制，高頻振蕩器開始產(chǎn)生振蕩，輸出信號(hào)。下圖是常用的超再生接收模塊電路原理圖，圖中Q1等組成高放電路，Q2及相關(guān)元件組成超再生檢波電路，檢出的控制信號(hào)經(jīng)兩級(jí)運(yùn)放進(jìn)行放大處理后，從輸出端輸出接收到無線信號(hào)。圖2.2.1超再生檢波接收器原理圖3. 編碼部分3.1選擇PT2

9、262作為電路傳送數(shù)據(jù)的編碼方式使用PT2262作為無線發(fā)射電路的硬件編碼，其容量比較大，成本不高，價(jià)格實(shí)惠。3.2 編碼芯片PT2262的原理簡介圖3.2 PT2262的原理圖PT2262是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT227

10、2接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。PT2262特點(diǎn)CMO

11、S工藝制造，低功耗；外部元器件少；RC振蕩電阻；工作電壓范圍寬：2.6-15v；數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位；地址碼最多可達(dá)531441種應(yīng)用范圍車輛防盜系統(tǒng)，家庭防盜系統(tǒng)，遙控玩具，其他電器遙控。PT2262 引腳圖管腳說明： 名稱 管腳說 明 A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),D0-D57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉 Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）TE14編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端；

12、 Dout17編碼輸出端（正常時(shí)為低電平）    在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長.    振蕩電阻可按下表進(jìn)行選配：PT22624.7M3.3M1.2MPT2272820K680K200KPT2262的相關(guān)參數(shù)表：3.3 編碼部分的原理圖編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送

13、端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。R1作為振蕩電阻，S1開關(guān)作為地址線的選擇。原理圖如下圖所示：圖3.3 編碼部分原理圖4. 解碼部分4.1 選擇PT2272作為電路傳送數(shù)據(jù)的解碼方式使用PT2272作為無線發(fā)射電路的硬件解碼，其容量比較大，成本低，價(jià)格實(shí)惠。4.2 解碼芯片PT2272的原理簡介 圖4.2 解碼芯片PT2272引腳圖4.2 PT2272的引腳功能：名稱 管腳說 明 A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262一致,否則不解碼 D0-D57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí),只有在地址碼與226

14、2一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）DIN14數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端； VT17解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）PT2272的相關(guān)參數(shù)：4.3 解碼部分的原理圖當(dāng)解碼芯片PT2272的14引腳通過接收模塊接收到編碼芯片PT2262發(fā)出的由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的編碼信號(hào)，并與自身地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)有效后，使17引腳輸出高電平，同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)

15、腳也輸出高電平，我們可以通過發(fā)光二極管來檢測(cè)設(shè)計(jì)是否成功。外接的振蕩電阻要選擇與發(fā)送部分的振蕩電阻（1.2M）相匹配，這里選擇200K的電阻作為接收部分的振蕩電阻。其電路原理如下圖4.3所示：圖4.3 解碼部分的原理圖注意：其中地址線的選取應(yīng)與發(fā)射部分的地址線的選取一樣，否則會(huì)出錯(cuò)！5.電源部分的設(shè)計(jì)發(fā)射端和接收端的供電電源為不穩(wěn)定的14V左右直流電源，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路把電源降壓和穩(wěn)定到5V或9V，我們使用三端穩(wěn)壓器件7805和7809.接收電源和發(fā)射電源基本上相同，有所差別的是三端穩(wěn)壓電源使用的不一樣，發(fā)射部分用7809而接收部分用7805.為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而變化，所以

16、在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端接上電解電容，在其兩端并聯(lián)一個(gè)容量為0.1pF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾。電解電容由于有正負(fù)極，因此在電路中使用時(shí)不能反接。另外在電源之后接上一個(gè)二極管目的是為了防止負(fù)載電壓進(jìn)入，在三端穩(wěn)壓器件上并聯(lián)一個(gè)二極管也是為了起到保護(hù)作用。發(fā)送電源原理圖如下圖所示：圖5 發(fā)射部分電源設(shè)計(jì)6.數(shù)字開關(guān)量的短距離無線傳送的完整電路圖圖6發(fā)射部分電路的原理圖圖7接收部分電路的原理圖7.制作過程與調(diào)試7.1 用protel畫出各電路的原理圖。對(duì)于發(fā)射模塊和接收模塊的插座的封裝在元件的封裝庫里并沒有，這就要找個(gè)替代品或是自己畫出來，需要注意的是發(fā)射模塊的是3個(gè)引腳的，接收模塊是

17、4個(gè)引腳的（其中兩個(gè)是連在一起的）。畫好原理圖，檢查無誤后，生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表。7.2在檢查原理圖的時(shí)候，應(yīng)注意每個(gè)元件的封裝是否正確，在電氣連接和封裝無誤的情況下，再進(jìn)行PCB圖的制作。在制作PCB圖的時(shí)候，首先應(yīng)該對(duì)照原理圖來對(duì)各元件進(jìn)行位置的布局與調(diào)整，可先用自動(dòng)布線，然后再適當(dāng)?shù)氖褂檬謩?dòng)布線進(jìn)行進(jìn)一步的完善。完成PCB圖的制作后，打印出原稿給老師檢查把關(guān)，經(jīng)老師檢查合格后再用熱轉(zhuǎn)印紙打印出來。7.3用電熨斗把熱轉(zhuǎn)印紙上的PCB圖轉(zhuǎn)印到實(shí)際的覆銅板上，檢查線條是否清晰，如果不清晰，要用碳素筆在缺失的地方補(bǔ)上。然后對(duì)覆銅板進(jìn)行腐蝕，把板子放到適合比例的雙氧水和濃鹽酸的混合溶液中，注意混合液的濃度

18、不能太高，否則會(huì)損壞板子，如果發(fā)現(xiàn)濃度太高，則可以加適當(dāng)?shù)那逅?.4腐蝕完成后，就進(jìn)行打孔，可用手動(dòng)的，也可以用專用的打孔機(jī)進(jìn)行打孔，但是要注意焊盤的大小，打出來的孔的直徑必須小于焊盤的直徑，否則在焊接的時(shí)候容易造成虛焊。7.5待板子全部弄好之后，經(jīng)過計(jì)算分析，選出合適參數(shù)的元件，裝在板子上。在此過程中，要注意發(fā)光二極管和電解電容的正負(fù)極。7.6安放好元件后，就可以進(jìn)行焊接，在焊接的時(shí)候要注意電烙鐵焊頭與器件的引腳的接觸時(shí)間不能太長，否則容易由于溫度過高而損壞元器件。7.7焊接結(jié)束之后開始調(diào)試。首先不要接上芯片，先接上電源，觀察電源指示燈是否會(huì)發(fā)光，再用萬用表去測(cè)三端穩(wěn)壓器件的輸入端與地的電

19、壓是否在14V左右，輸出端與地的電壓是否為9V或5V，再檢測(cè)芯片的第9腳和第18腳間的電壓是否為9V或5V。若不是，則要重新檢查電路。7.8裝上芯片、撥碼開關(guān)、發(fā)射模塊和接收模塊，把編碼部分的地址和解碼部分的地址設(shè)為相同地址，可以先使編碼部分的四個(gè)二極管都亮，若能在編碼部分觀察到數(shù)據(jù)指示燈（發(fā)光二極管）也都亮，信號(hào)指示燈在每按一次四腳復(fù)位開關(guān)的時(shí)候都閃爍的亮一次，則說明初步成功；然后改變編碼部分?jǐn)?shù)據(jù)開關(guān)的輸入，即改變四位數(shù)據(jù)開關(guān)量的輸入，同時(shí)兩部分的地址也改為其它相同的地址形式，再次按動(dòng)四腳開關(guān)，若能得到正確的顯示，則表明此次設(shè)計(jì)成功。8.具體調(diào)試過程7月8號(hào)下午在實(shí)驗(yàn)樓602進(jìn)行了具體的調(diào)試，基本上還是在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，都可以正確的發(fā)送和接收。9. 最后來談?wù)勥@次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。在為期三周的課程設(shè)計(jì)中，確實(shí)感觸很深，雖然我們是學(xué)這