4基于单片机的无线遥控技术

基于单片机的无线遥控技术

1844年5月莫尔斯从华盛顿向巴尔地摩（60公里）发送了他的第一次电报。虽然电报现在已在很大程度上被较多的现代通信业务代替，但莫尔斯的最初的概念仍在使用并且莫尔斯码仍然保持为发送信息的通用标准。

贝尔，不但在29岁时发明了电话，他在电信和航空方面有许多发明。

马克尼，在1924年，他发明了能提供世界范围通信业务的天波传输。马克尼的一生都贡献给无线电通信的发展。

波波夫，提出“是为了显示在一定距离不用导线传送信号在理论上是可行的，换句话说，发送无线电报，必须借助电磁发射”。

斯戳格，在1889年他发明了自动电话交换机。

赫兹，于1887~1888年在K a r i s r u h e大学发现电磁波。1887年赫兹验证了电磁波的存在。证明了麦克斯威尔的电磁场的理论。赫兹的发现是无线电技术的基础，也是后来广播和电视的发展的基础。

伏特，研究利用化学反应产生电。他发现第一个电荷，他是开发通信用电池的先驱。 特斯拉，研究交流电和高频无线电波。在1899年他演示了不用导线传送电能的实验，他发明了两个电路间感应耦合系统。他得到了一百多项专利，例如电容器的制造，电导体的绝缘，频率表等。

波特，他用终生来开发一种快速印字电报。当他成功的改进了各种装置后，在国际电器展览会上演示了能同时发送六种信息的设备。波特系统在全世界的地面和水上通信链路使用70多年。

李·德·福利特，1906年他在夫莱名的二极管上又加上一个电极，他的三级管改善了接收并可以进行放大。

2.2 无线遥控

无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。无线遥控和无线传输系统与有线和红外设备相比提高了移动自由度。由此使无线遥控装置和无线传输系统在工业领域的应用越来越多。相对电缆连线的优点在于安装成本低(无需布线、不用地下工程、没有电缆槽)，提高了灵活性并降低了维护成本。 2.2.1 无线遥控的分类

无线遥控系统的种类和分类方法很多，主要几种方法有：①按传输控制指令信号的载

体分为：无线电遥控、红外线遥控、超声波遥控；②按信号的编码方式分：频率编码和脉冲编码；③按传输通道数分为：单通道和多通道遥控；④按同一时间能够传输的指令数目分为：单路和多路遥控；⑤按指令信号对被控目标的控制技术分为：开关型比例型遥控。 2.2.2 无线遥控的应用

采用红外技术发射不可见的光波的系统和无线通信系统相比有着明显的缺点：一方面

在发射器和接收器之间不能有障碍物，另一方面有效作用距离也受到限制。对于使用电缆或红外线的遥控系统来说，在接收器的方向性和距离方面都有较大的限制。而与此相反，无线遥控系统可以提供最佳的运动自由度。

现在通过应用最先进的无线数据传输技术可以免去繁琐的设计和安装工作了。工业的

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无锡太湖学院学士学位论文

数据无线调制解调器可以双向传输数字、模拟、串行和CAN数据，传输距离可达到300m。这种数据无线调制解调器的数据传输是在DECT和433Hz的基础上实现的。采用微调控制装置可以快速和灵活地实现满足客户特定要求的应用。成套配置的无线调制解调器可以灵活和安全地实现许多各种不同应用领域的数据传输任务。

无线遥控系统和数据无线传输系统在工业界和大工业环境中有着越来越多的应用的可能。在厂房公用设施方面如工业用门、门形框架、升降柜、照明和平台的控制等。在工业中如机器控制、装置控制、转运装置、压力机控制、地面和空中传送系统、动态仓储等。在建筑和道路修建以及农业方面也可通过无线遥控系统使工作能够更加顺利地进行。

2.3 设计思路

本次设计任务主要是基于单片机的无线遥控技术，硬件设计主要包括发射模块电路、接收模块电路、键盘控制电路。

根据无线芯片编码解码的特点，结合AT89C51优秀的处理器功能，设计了以AT89C51为控制核心的实现无线遥控技术的硬件电路图。

如何实现无线传输：

（1）编码键盘的选择：根据要求，只要实现无线遥控即能接收到发出的信号，所以在本设计中使用指示灯来指示是否接收到信号，因此采用单片机的键盘进行编码。 （2）串行编码及调制电路的选择 编码程序的作用是控制单片机读键盘，然后生成与键盘一致的编码，并利用单片机生成的四位并行数据再转变成串行数据通过调制后发送，因此通过串行编码芯片PT2262将不能发射的调频数字信号转化成中频，然后以串行的形式通过调频天线将键控信号发送出去。

（3）信号接受及串行解码电路的选择：信号接收通过天线接收，两个三极管放大模拟信号，然后送到与PT2262配套的串行解码芯片PT2272中解码。

（4）控制电路的选择：把PT2272解码后的数据送入单片机P2.0~P2.3中，通过程序编码的确认，通过单片机的P口来完成所控制的电路，控制设备采用发光二极管来做显示，灯亮表明工作。

2.4 无线遥控工作原理及电路的实现方法

图2.1 无线遥控工作原理

在设计中，工作原理如图2.1所示，各个电路的实际方法如下：

（1）采用采用单片机系统采集、处理数据，处理器用通用的AT89C51芯片。

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基于单片机的无线遥控技术

（2）采用SZSAW系列的发射电路模块实现键值的发射。 （3）采用SZSAW系列的接收电路模块实现键值的接收。

本系统的设计思想没有考虑信号编码方式，因为这些是由专门的芯片完成的。本设计仅利用单片机AT89C51对键盘进行监控，当有按键发生时便将其相应的键值经过单片机送与发射芯片，通过发射芯片将控制信号发射出去，由接受芯片完成信号的解调和放大。

该设计中无线发射接受芯片采用的是SZSAW系列的0733编码发射芯片和CZS-7接受解码芯片，它的工作方式为频移键控FSK，因此发射信号比较稳定。0733发射芯片有四位数据端，CZS-7接收芯片除了四位数据端外还有一端为判断位VT端，当VT为1时表明没有接受到信号，反之则接受信号。芯片数据端的默认状态均为低电平。

2.5 单片机

单片机是无线遥控系统中最为重要的一部分，无线遥控系统的整体功能主要是由它来

控制完成的。

单片机就是一个电脑，只不过是微型的，麻雀虽小，五脏俱全：它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣。我们现在用的全自动滚筒洗衣机，排烟罩VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。它主要是作为控制部分的核心部件。

它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。

单片机目前常使用的编程语言是最低级汇编语言和较高级的C语言。C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。因此，它可应用于单片机以及嵌入式系统开发。

目前最常用的单片机为MCS-51，是由美国INTEL公司（生产CPU的英特尔）生产的，89C51是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的，其内核兼容MCS-51单片机。 2.5.1 单片机的应用

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能

化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：

在智能仪器仪表上的应用：单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、

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微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

在工业控制中的应用：用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

在家用电器中的应用：可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

在计算机网络和通信领域中的应用：现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话集群移动通信，无线电对讲机等。

在医用设备领域中的应用：单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

2.5.2 AT89C51单片机

AT89C51单片机的简介：AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2.2所示:

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