基于AT89S52的遠距離照明控制無線遙控開關系統(tǒng)

　　1 系統(tǒng)設計方案

　　隨著電子技術的不斷發(fā)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(tǒng)， 由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)使用無線收發(fā)模塊構成射頻發(fā)射和接收電路， 發(fā)射部分主要由按鍵編址電路、編碼電路和發(fā)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(fā)射系統(tǒng)采用1 節(jié)12 V 干電池供電， 接收系統(tǒng)采用3 節(jié)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(tǒng)節(jié)能、簡便。

　　2 系統(tǒng)實現

　　2.1 元件選取及系統(tǒng)框圖

　　考慮到系統(tǒng)的兼容性、實用性、低成本和節(jié)能性， 選用AT89S52 單片機， 用PT2262/2272 無線收發(fā)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(tǒng)及80C51 引腳結構， 可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。

　　PT2262/PT2272 是臺灣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(tài)地址端管腳( 懸空， 接高電平， 接低電平)，12 bit(A0-A11) 三態(tài)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(tǒng)框圖如圖1 所示。

　　無線開關電路系統(tǒng)框圖

　　2.2 系統(tǒng)電路圖

　　系統(tǒng)電路由無線發(fā)射系統(tǒng)和無線接收系統(tǒng)兩部分組成。

　　(1) 無線發(fā)射系統(tǒng)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(tài)。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(fā)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(fā)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(tǒng)電路： 接收系統(tǒng)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(tài)， 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(fā)射電路發(fā)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(fā)射模塊TE 腳( 編碼啟動端用于多數據的編碼發(fā)射， 低電平有效) 發(fā)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(fā)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(huán); 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(fā)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(tǒng)， 避免了使用專用解碼芯片的有關限制， 能充分利用系統(tǒng)軟硬件資源， 系統(tǒng)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。