基于MK7A11單片機(jī)的射頻遙控控制器的設(shè)計(jì)

邵 鋒，張 偉

（河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

1 引言

電燈應(yīng)該是家里數(shù)量最多、使用最頻繁的用電設(shè)備，每天都會(huì)遇到因?yàn)殚_(kāi)關(guān)燈不方便帶來(lái)的苦惱：冬天夜里被窩外面那么冷；夏天蚊帳里的蚊子好不容易才驅(qū)逐干凈；平時(shí)工作壓力那么大，躺倒床上就不想再起來(lái)，當(dāng)您此時(shí)還要起床去關(guān)閉墻上電器開(kāi)關(guān)時(shí)，心情是何等的無(wú)奈和煩惱。對(duì)于賓館，都21世紀(jì)了，您對(duì)室內(nèi)的照明燈具和電動(dòng)窗簾等服務(wù)電器的開(kāi)關(guān)控制，是否還是走了很多的電線才送到床頭的電氣開(kāi)關(guān)控制柜內(nèi)呢？射頻遙控開(kāi)關(guān)的出現(xiàn)，使得我們能夠足不下床實(shí)現(xiàn)對(duì)電器更方便的控制；使得我們能夠節(jié)約電線材料、省去走線安裝工費(fèi)和購(gòu)買控制柜費(fèi)用，節(jié)能減耗，提高生活質(zhì)量，豐富人們的生活情趣。

2 總體設(shè)計(jì)

射頻遙控是目前應(yīng)用最廣泛的通信和控制手段之一，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高及成本低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)合，而作為家里數(shù)量最多、使用最頻繁的用電設(shè)備電燈卻未能進(jìn)行遙控控制，為此特別設(shè)計(jì)了這個(gè)基于單片機(jī)控制的多路開(kāi)關(guān)控制器。為了避免和家庭周圍的其他電器的遙控器相互干擾，控制中選用了專用的編解碼芯片。其有發(fā)射器和接收器兩大部分組成，整體設(shè)計(jì)框圖如圖1和圖2所示。

圖1 發(fā)射器框圖

圖2 接收器框圖

3 單元電路設(shè)計(jì)

3.1 發(fā)射器

發(fā)射器主要有鍵值編碼電路、數(shù)據(jù)編碼芯片和射頻發(fā)射電路三大部分組成。電源選用12V的23A小電池供電。

3.1.1 編碼芯片PT2262

PT2262和PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一對(duì)低功耗、低價(jià)位的COMS專用編碼解碼芯片。設(shè)計(jì)采用這對(duì)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的編碼與解碼。PT2262和PT2272的管腳封裝如圖3所示。PT2262最多可有6位(DO-D5)數(shù)據(jù)端管腳和12位(AO-A11)三態(tài)地址端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。PT2272也是最多可有6位(DOD5)數(shù)據(jù)端管腳和12位(AO-All)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，或接低電平)，接收到的地址碼和數(shù)據(jù)碼從14腳串行輸入，可用于無(wú)線遙控接收電路。三態(tài)地址端任意組合可提供531441地址碼。

圖3 PT2262和PT2272的管腳封裝

3.1.2 鍵值編碼電路

現(xiàn)市場(chǎng)上大量的PT2262和PT2272配對(duì)發(fā)射和接收模塊都是8位地址（AO-A7）和4位數(shù)據(jù)(D0-D3)的，設(shè)計(jì)中就選取這種通用的配對(duì)發(fā)射和接收模塊。由于6位或者4位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的控制路數(shù)相對(duì)較少，為滿足多鍵多路控制的需要特設(shè)計(jì)一種按鍵的擴(kuò)展鍵值編碼電路，如圖4所示。其中圖中的二極管 VD為隔離管，D0-D3為PT2262的第10-13腳作為4位數(shù)據(jù)輸入端，S1為1號(hào)按鍵，S2為2號(hào)按鍵，S15為15號(hào)按鍵，經(jīng)擴(kuò)展后，4位數(shù)據(jù)輸入端最多可以表示16種狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)16鍵的擴(kuò)展。

圖4 鍵值編碼電路

3.1.3 射頻發(fā)射電路

來(lái)自PT2262第17腳DOUT的編碼數(shù)據(jù)經(jīng)射頻發(fā)射電路（如圖5所示）進(jìn)行放大、調(diào)制后發(fā)射出去。圖中LED為發(fā)射器工作指示燈。

圖5 發(fā)射器電路

3.2 接收器

3.2.1 電源電路

由于整個(gè)接收器的功耗比較小，如采用傳統(tǒng)的變壓器降壓的話不僅使接收器體積和功耗變大，還會(huì)增加制作成本，故采用了性價(jià)比比較高的串聯(lián)電容降壓整流電路，通過(guò)該電路可直接從市電獲得負(fù)載電路所需要的直流低壓電源，考慮到MK7A11對(duì)電源電壓的穩(wěn)定性要求比較高，采用了小功率三端集成穩(wěn)壓器78L05進(jìn)行穩(wěn)壓，為整個(gè)系統(tǒng)提供可靠的工作電壓。接收器電源電路如圖6所示。

圖6 接收器電源電路

3.2.2 射頻接收與解碼

射頻接收采用成本低、功耗小的超再生電路，接收到的編碼信號(hào)首先送到解碼芯片 PT2272的第14腳DIN端進(jìn)行地址的加密解碼。PT2272的有效接收確認(rèn)條件：當(dāng)PT2272接收到編碼信號(hào)時(shí)，它會(huì)檢查該信號(hào)是否有效。（1）它必須是一個(gè)完整的字碼。（2）碼地址必須與接收電路的碼地址端子的設(shè)置一致。當(dāng)進(jìn)行兩個(gè)連續(xù)有效的接收后，PT2272會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端（D0-D3）輸出。并將VT置為高電平。

3.2.3 單片機(jī)軟解碼

功能鍵的軟解碼采用 MK7A11P來(lái)實(shí)現(xiàn)。MK7A11P是RISC高性能、低價(jià)位的8位微控制器，價(jià)格不到1元。功能按鍵操作分為單鍵操作和組合鍵操作。當(dāng)控制負(fù)載路數(shù)比較少（﹤15路）時(shí)，采用單鍵操作控制，當(dāng)控制負(fù)載路數(shù)較多時(shí)，可采用組合鍵操作。單鍵鍵值1（1—代表對(duì)編號(hào)為1的控制接收器進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制）的解碼流程如圖7所示，組合鍵（81—代表所有控制接收器全部打開(kāi)、88—代表所有控制接收器全部關(guān)閉、1—代表對(duì)編號(hào)為1的控制接收器進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制）鍵值的解碼流程如圖8所示。尤其是組合鍵的使用使得用一個(gè)很小的遙控器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多路負(fù)載進(jìn)行人性化的控制。

圖7 單鍵鍵值1的解碼流程圖

圖8 組合鍵鍵值的解碼流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)試用該開(kāi)關(guān)控制器性價(jià)比比較高，已經(jīng)推向市場(chǎng)。本設(shè)計(jì)到目前為止也僅僅只是做了一個(gè)良好的開(kāi)端，它不僅需要在技術(shù)和質(zhì)量上進(jìn)一步加強(qiáng)，而且也需要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和品種上進(jìn)一步豐富。智能開(kāi)關(guān)控制器的發(fā)展是我國(guó)智能家居良好改革的技術(shù)保證，為提高人們的生活質(zhì)量做出自己的貢獻(xiàn)。

[1]張培志，陸偉.基于單片機(jī)技術(shù)的無(wú)線遙控家居照明系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶，2008，（3）：50-52.

[2]MK7A11P[EB/OL].http://www.lqdzmcu.com，2007-4-11/2008-11-5

[3]任政諫，蘆利斌.利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線遙控技術(shù)[J].山西電子技術(shù),2008，（6）：23-24.

[4]王崇杰，史若凡.一種簡(jiǎn)便實(shí)用的電容降壓方法[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，20（1）：77-78.

[5]Remote Control Encoder[EB/OL].http://member.ic37.com/sell/pdf.asp?keyword=pt2262&type=pdf，2005-12-00/2009-03-10.