摘  要： 設(shè)計了一個多門電源無線遙控開關(guān),，可用家庭用的紅外線遙控器控制該產(chǎn)品的主機無線遙控電路，再通過該主機無線遙控電路控制多門電源開關(guān),，每門電源開關(guān)與電源插座相串聯(lián)以控制某個家用電器設(shè)備,。使用時在紅外線遙控器的多余按鍵上設(shè)置該主機無線遙控所對應(yīng)的控制開關(guān)，就可以用一個紅外線遙控器進行多設(shè)備同時控制,如利用電視機遙控器,，在看電視的同時隨時可以控制電熱水器,、電風扇、房間燈等用電設(shè)備,，十分方便,。

關(guān)鍵詞： 紅外線遙控；無線遙控,；電源開關(guān),；單片機,；編碼與解碼

       隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,，遙控電路已經(jīng)相當普遍，家用電器大部分都有遙控器。本設(shè)計在家庭現(xiàn)有的紅外線遙控器的基礎(chǔ)上,，用其多余的按鍵與本產(chǎn)品配合設(shè)置,，實現(xiàn)可控制其他家用電器的目的。它具有在觀看電視的同時,，無需更換遙控器就可以控制其他家用電器,；更換遙控器后不需要更換本電子產(chǎn)品，只需重新設(shè)置,；記憶功能,，掉電后無需重新設(shè)置；家庭用的紅外線遙控器設(shè)置好后果基本上都可以對本電子產(chǎn)品的主機電路進行遙控,；無線遙控距離可達20 m,，能夠?qū)崿F(xiàn)對家庭各角落用電器的遙控等優(yōu)勢。

       1 電路組成及各模塊的功能

       本電子產(chǎn)品由家電紅外線遙控器,、主機無線遙控電路和各路被無線遙控控制的電源開關(guān)3個模塊組成,。其中模塊一主要用來發(fā)送要控制的各門開關(guān)的紅外線信號；模塊二主要由紅外線信號接收電路,、單片機最小系統(tǒng)與外部存儲器電路,、無線遙控發(fā)射電路組成，用來接收紅外線遙控器發(fā)送過來的信號并進行解密,，再重新編碼以無線電信號發(fā)送給對應(yīng)控制開關(guān),；模塊三主要由無線接收電路和繼電器電路組成，用來接收無線信號并進行解碼,，將信號送給繼電器動作,，使電源插座得電或斷電來控制相應(yīng)家用電器。 其結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

       2 設(shè)計思路及主要元件選擇

       2.1 紅外線遙控器模塊

　     本模塊由經(jīng)過設(shè)置后的家電紅外線遙控器來實現(xiàn)控制,，家庭用的大部分遙控器都可以對本產(chǎn)品進行控制，如電視機,、風扇等紅外線遙控器,。但不適合使用空調(diào)遙控器，因為本設(shè)計采用的紅外接收模塊接收的編碼為32 bit,，而空調(diào)遙控器的編碼超過32 bit[1],。

       2.2 主機無線遙控電路模塊

       本模塊由紅外一體化接收頭、單片機最小系統(tǒng)與外部存儲器,、無線遙控發(fā)射電路構(gòu)成,。紅外線一體化接收頭如圖2所示，采用了IR1308紅外線光敏三極管,，負責對紅外信號的接收與解調(diào),，將信號由1腳送入單片機的P3.2口。單片機最小系統(tǒng)如圖3所示,單片機采用了AT89S52，由于需要斷電存儲功能,，增加一個外部儲存器電路,，如圖4所示，采用了24C02集成塊,，單片機負責對解調(diào)后的紅外線信號進行解碼并在儲存器上保存,。無線遙控發(fā)射電路采用了PT2262發(fā)射系統(tǒng)，負責對編碼信號進行發(fā)射,，編碼最多有16組,。

       2.3 無線遙控電源開關(guān)模塊

       本模塊由無線接收電路和繼電器組成。無線接收與解碼采用了PT2272,，它與PT2262發(fā)射配對使用,，負責接收無線信號并進行解碼、放大來控制相對應(yīng)碼的繼電器,。繼電器的常開觸頭做為開關(guān)與電源插座串聯(lián)使用,，當接收到對應(yīng)碼的繼電器動作，開關(guān)閉合電源插座得電,，需要工作的家電工作,。這樣的模塊設(shè)有16門，即一個“紅外線遙控器”對應(yīng)一個“主機無線遙控電路”控制16門“無線遙控電源開關(guān)”,。

       3 產(chǎn)品的設(shè)計原理

       3.1 紅外線遙控器

　     家用紅外遙控器按鍵的編碼信號是經(jīng)過38 kHz載波調(diào)制后進行發(fā)射的,，本產(chǎn)品使用紅外一體化接收頭進行接收并解調(diào)，解調(diào)出來的信號如圖5(a)所示,。0信號與1信號的編碼如圖5(b)所示,，0信號的高電平與低電平的持續(xù)時間相等，而1信號的低電平持續(xù)時間是高電平的3倍,，從而區(qū)分0信號或1信號,。紅外遙控器的任一個按鍵的信號編碼由頭脈沖、兩個系統(tǒng)碼(用戶碼),、資料碼(按鍵碼),、資料反碼、結(jié)束位構(gòu)成[2],，如圖5(a)所示,。

       3.2 紅外線一體化接收頭與單片機電路

       紅外線一體化接收頭接收到信號，并解調(diào)出信號如圖5(a),，再使用單片機進行解碼,。單片機使用P3.2口對紅外一體化接收頭接收的信號進行導入，采用低電平觸發(fā)中斷方式,，再通過單片機定時器0對兩個下降沿的持續(xù)時間進行計數(shù)[3],。定時器采用工作方式2,，其計滿一次為256 ?滋s，頭脈沖的周期為9 500+4 500=14 000 ?滋s左右,，定時器0在這期間可以計滿14 000/256=54.6次左右,。信號1的周期為561×4=2 244 ?滋s,，可以計滿2 244/256=8.77次左右,；信號0的周期為561×2=1 122 ?滋s，可以計滿1 122/256=4.38次,。單片機根據(jù)定時器0計滿的次數(shù)來判斷其為引導碼還是信號1或信號0,。由于不同紅外遙控器的持續(xù)時間與以上數(shù)據(jù)略有偏差，為了不產(chǎn)生遺漏,，所以本產(chǎn)品的程序設(shè)置為如果定時器計滿的次數(shù)在33~63次之間為引導碼,。如果判斷出引導碼，則接下來為系統(tǒng)碼,，再對系統(tǒng)碼各個位進行判斷,，程序設(shè)計為定時器計滿7次及以上為信號1，7次以下為信號0,。判斷完之后,，再用單片機對判斷出來的數(shù)據(jù)進行組合，就構(gòu)成了一個按鍵的碼值,，如果采用16進制來表示,，則為一個8位的16進制數(shù)，前4位為系統(tǒng)碼,，第5,、6位為資料碼，第7,、8位為資料反碼,。具體如圖6所示。

       單片機完成了對紅外信號的解碼后,，再根據(jù)外部連接P3.1的按鍵的狀態(tài)來進行處理,。

       (1)如果按鍵是按下，則表示在設(shè)置狀態(tài),，單片機就把解碼后的信號送到外部存儲器24C02進行存儲[4],。如果是設(shè)置期間第一個接收到的紅外信號，則存儲在0~3單元,；如果是第二個信號,，就存儲在4~7單元。后面的紅外信號以此類推,。

       (2)如果按鍵沒有按下,則表示在進行遙控操作狀態(tài),，單片機會把當前的紅外信號與存儲器的內(nèi)容進行對比,。先取出0~3單元與當前信號進行對比,如果相同,則表示要打開或關(guān)閉第一路開關(guān)，單片機會進行下一進程編碼,；不相同,則會取出4~7單元進行對比,，如果相同則為打開或關(guān)閉第二路開關(guān)，單片機進入下一進程編碼[5],。以此類推,，直至判斷完16路。

       3.3 無線發(fā)射器及指示燈電路

       本單元主要是單片機來負責編碼,，并由無線發(fā)射最小系統(tǒng)進行發(fā)射,。無線發(fā)射采用PT2262芯片進行無線信號的編碼，它與單片機的P2口連接,，單片機P2.4~P2.7連接PT2262的地址位A0~A4,，P2.0~P2.3連接PT2262的數(shù)據(jù)口D0~D3。如果要打開或關(guān)閉第一路開關(guān),，單片機會輸出地址碼0001,、數(shù)據(jù)碼0001到PT2262芯片進行編碼，再用振蕩電路進行無線發(fā)射,；如果要打開或關(guān)閉第2路,，單片機則會輸出地址碼0010、數(shù)據(jù)碼0001去控制無線模塊進行發(fā)射,。第3路,、第4路等以此類推，如圖7所示,。無線發(fā)射距離為20 m~30 m左右,。

       發(fā)射機在發(fā)射的同時，為了讓用戶更好地了解當前的遙控操作有沒有生效,，本產(chǎn)品設(shè)置了指示燈,，在發(fā)射的同時單片機點亮連接的P1.5口上的LED燈進行指示，LED燈閃爍表示當前遙控操作生效,。電路如圖8所示,。

       3.4 無線接收及繼電器電路

       本模塊由PT2272解碼芯片為核心的無線接收電路和繼電器電路組成，當PT2272的地址碼與發(fā)射模塊PT2262的地址碼相同時,，就會進行解碼,。第1門開關(guān)電路的接收模塊PT2272的地址碼由硬件電路將其設(shè)定為0001，如圖9所示,，管腳1是低位,，4是高位；第2門設(shè)定為0010,，以此類推,。當單片機要控制第1門開關(guān)時,，其給PT2262的地址碼為0001，則只有PT2272地址碼為0001的無線模塊會將其接收,其他模塊則不接收,?？刂破渌T開關(guān)做法與之類似。

      不同路的地址不同,，但是控制時接收的數(shù)據(jù)碼相同,，都為0001,。本產(chǎn)品采用的是PT2272的T4自鎖型,，其特點是輸出的數(shù)據(jù)能實現(xiàn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)工作邏輯，并且數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次觸發(fā),。對應(yīng)發(fā)射器高電平輸出端的接收器輸出端狀態(tài)會翻轉(zhuǎn)一次，如發(fā)射端發(fā)射數(shù)據(jù)0001一次,，接收器輸出端會從初始狀態(tài)0000變?yōu)?001,，再發(fā)射數(shù)據(jù)0001一次，接收器輸出端又變回0000,。PT2272的13管腳連接到繼電器模塊的輸入端,，如果PT2272的13管腳原來輸出低電平并接收到數(shù)據(jù)0001，則會控制13腳翻轉(zhuǎn)為高電平,，繼電器閉合,，電插座得電，用電器電路導通,；如果是高電平并接收到數(shù)據(jù)0001,，則會控制13腳翻轉(zhuǎn)為低電平，繼電器打開,電插座失電,，用電器電路斷開,。

       4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

       單片機程序流程圖如圖10所示。

使用時,，首先要進行設(shè)置,，設(shè)置方法：按下設(shè)置鍵，把遙控器的發(fā)射頭對準本產(chǎn)品主機無線遙控電路紅外線一體化接收頭,，依次按下需要控制的按鍵,。然后按下設(shè)置鍵將其彈出，完成設(shè)置,。把本產(chǎn)品接收模塊的繼電器輸出導線串聯(lián)到待控制家用電器插座的火線上即可使用,。最后使用設(shè)置過的遙控器按鍵對主機實行遙控，就可以控制家用電器,。

參考文獻

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