基于PT2262/PT2272的四路无线遥控开关的设计

2014-07-01 23:28方惠蓉
长春师范大学学报 2014年8期
关键词:遥控按键端口

方惠蓉

(漳州职业技术学院,福建漳州 363000)

基于PT2262/PT2272的四路无线遥控开关的设计

方惠蓉

(漳州职业技术学院,福建漳州 363000)

伴随电子科技的繁荣和人们对生活水平和质量要求的不断提高,无线遥控开关的设计也越来越先进化、高科技化。为了扩大无线遥控开关的适用范围,本文设计了一款结构简单、使用简易方便、空间体积小的基于PT2262/PT2272的四路无线遥控开关,简要分析了设计原由,电路设计主要包含发射部分和接收部分,并对整个电路进行了详细的描述。

PT2262发射部分;PT2272接收部分;四路无线遥控开关

现代无线遥控领域中较成功并且较普遍的遥控方式是超声波遥控方式、红外线遥控方式和无线电遥控方式等。无线电波传播方向不固定,呈辐射式发射,可以穿透障碍物,无线模块的发展使得传播距离不断增长,能实现较大范围的无线控制。现代的无线遥控开关的应用范围较为广泛,可应用于给农作物喷洒农药的无线控制飞机、汽车无线遥控等。而且,这些设备空间体积小,效果明显,安全性和稳定性较高,能量消耗较少,易于携带。本文设计的基于PT2262和PT2272的四路无线遥控开关,主要由PT2262发送模块,无线发送接收单元和PT2272接收模块共同组成,实现了较远距离的指挥命令的发送或者消息的接收。

1 电路设计

为了实现四路无线遥控开关的功能,必须首先对设计方案进行预测和选定,然后选择芯片并进行设计,最后需要对设计成功的电路进行相应的测试,按照输出结果不断地调节电路或者元件,使得设计出的开关性能达到较高的水准。

1.1 设计要求

无线遥控开关要求实现300米及以内对无线电子设备的控制,并且能实现无线开或者控制信息的发送,传输到电子设备并能进行接收,当电子设备发送开或者关命令完成后的反馈,开关设备也能接受并且反应。对温度和湿度的适应性较强,工作电压较小,能耗低。为了实现这些功能,电路设计应该包含无线发送/接收单元、PT2262的编码发送单元、PT2272的解码接收单元和反馈信息的反应单元-二极管的点亮单元。其整个电路的设计框图如图1所示。

图1 电路设计框图

1.2 PT2262编码发送模块

控制信息的发射和编码是无线遥控开关电路设计中最重要的部分,而这个模块功能实现的关键部件是按键。根据不同的按键动作改变被遥控电子设备的工作状态,以实现无线遥控的目的,并且按键部件是PT2262主要发送模块芯片的电源开关,具体电路如图2所示。

图2 编码发送模块的按键电路

电路连接图中,按键部件S1000一端连接到无线发射编码芯片PT2262的数据引脚D2端口,另一端连接到三极管9012的发射极端口,按键动作接通使得相连三极管也导通,以实现电源为PT2262芯片提供电压,控制编码芯片工作,实现信息的发送。

在发射模块中编码芯片PT2262是核心部分,当PT2262不同的端口工作时会构成不同的编码,发出不同的信号,不同的信号又传播到被遥控电子设备,对应其不同的工作状态。芯片PT2262编码电路设计图如图3所示。

图3 发送芯片PT2262的编码电路

不同的引脚由不同的按键进行控制,决定端口工作电平的高和低,按键接通使得端口被置于高电平1;按键断开使得端口被置于低电平0,不同的按键组合构成了不同的控制信息。四路无线遥控开关电路设计共有四个按键S1000、S1001、S1002、S1003,分别控制芯片PT2262的D0、D1、D2、D3四个端口的数据组合,当按键S1003接通电路时,接通信号从端口D3输入到编码芯片中,生成对应的编码脉冲,调节改变发射电路中的载波形式。不同的编码组合将发射模块的不同形式进行分离,使得电路更为简单明了,不同的编码序列对应不同的信号,使无线通信模块有不同的数据形式。

1.3 无线通信的发送/接收模块

控制信号生成之后,要通过无线通信模块将信息发送到被控制的无线电子设备上,这样电路才具有实际效果。电路的无线发射模块主要由上述芯片模块组成,其具体电路连线如图4所示,发射模块主要由315 MHz频率的无线发射设备和编码芯片PT2262连接而成,无线发射设备负责开或关控制信息的发出。

图4 无线发射模块电路连线图

不同的按键状态产生不同的发射信息,也会相应地由无线发送/接收模块发送不同的信息。其具体工作状态是:当按键部分均为低电平0时,电路中的三极管9012基极未导通,处于截止状态,即PT2262无线编码芯片是没有被通电的,处于非工作状态,没有控制信号发出,电子设备处于上一步动作状态。如果这时四个按键中S1000到S1003之间的某个或者某几个按下处于高电平,则三极管的基极被连通,无线编码芯片PT2262的编码电路顺利工作。芯片得到D0、D1、D2、D3的不同编码,将这些编码值加载到工作频率为315 MHz的无线发射电路中,编码序列经过电路调制,使控制设备接收到信号,并进行相应动作。

为了简化电路设计,无线接收模块采用和无线发送模块相同的电路设计。只要将两个电路的参数调节到同样的情况,就可以实现电路的功能,同时节约了电路的能耗,简化了设计,使应用更加广泛。

1.4 PT2272的接收解码模块

与电路的发射单元相对应的PT2262的无线编码芯片,接收模块应用PT2272无线解码芯片。编码芯片PT2272的A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7端口引脚是存储芯片地址的,当电路正常工作时,接收芯片PT2272和发射芯片PT2262的地址码设定规则相同,PT2262发出的信号才能正确无误地反馈到接收芯片PT2272的编码单元电路中。电路中接收与PT2272解码相连接的电器件和设备包括四个D触发器、一个高频315MHz的信号接收单元和四个IN4008二极管、与此相连接的四个继电器及9012三极管单元,还有很多的上拉分压电阻组成,电阻阻值均为10K欧姆。

该模块电路工作时,无线遥控中的PT2272解码芯片的输入DIN端口引脚接收到从无线发送模块的控制信号,经过无线接收单元进入到DIN端口,然后信号进入到电路内部与其内部设定的信息进行比较,如果相同则对信号实施解码并确定信息,也就是该芯片的D0、D1、D2、D3引脚产生反应,被置高电平1或者低电平0,有信号输出;否则不进行解码,也不输出信号。

图5 声光提示电路连线图

1.5 声光提示模块

为了更好地实现电路的作用,在电路的设计中加入声光模块,由发光二极管和蜂鸣器组成。当电路发出控制信息或者接收到控制信息时,电路中的声光提示模块被点亮,当信息发送完成时,电路重新被置于低电平,等待下一次高电平的到来。其电路连线图如图5所示。

2 发送接收模块仿真

为了验证该电路的功能,首先需要对该电路进行仿真,如果仿真结果理想,则可以进行大面积的生产和使用。电路的发射模块连接输出频率为80 MHz的信号源也就是电路的输入信号,然后将按键按下,使电路能够处于工作状态,为了验证可行性,在电路的无线发送模块连接了双踪接示波器,分别观察输入和输出波形变化,并进行比较。然后,再将其连接在电路的接收模块中,观察PT2272接收的波形的变化,仍然选用双踪示波器观察输入和输出波形变化。经过仿真,其输入和输出波形分别如图6所示。

图6 电路的输入/出波形

由波形图观察得知,电路的输出波形和输入信号波形几乎一致,基本无差,都是频率为80MHz、周期为12.5ns的正弦信号,并且波形较为稳定,可靠性较好。在电路仿真时,元件库里缺少的元件在元件创建模块进行了创建,实现了每个元件都能在其仿真元件库中找到。而且,电路中还有显示模块,在电路工作时,显示功能较好,能实现功能和启示灯同时工作,仿真结果具有实验依据,参考性较高。为了验证该电路的环境适应性,分别将其放在零下环境中和火的旁边,其电路输出结果变化不大,在允许的误差范围之内,适应性较好。但是,电子线路设计的成品没有较好的物理性能。

3 结语

基于PT2262和PT2272的四路无线遥控开关,主要由PT2262发送模块、无线发送接收单元和PT2272接收模块共同组成,实现了较远距离的指挥命令的发送或者消息的接收。其优点包括:设备空间体积小,效果明显,安全性和稳定性较高,能量消耗较少,易于携带,声光提示功能使用户可以随时掌握电路的工作状态,当出现问题时,可提醒用户及时更换遥控开关。

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The Design of the Switch of Wireless Remote Control Based on the PT2262/PT2272

FANG Hui-rong

(Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou Fujian 363000,China)

In order to expand the scope of the wireless remote control switch, in this paper, based on PT2262/PT2272, the quad wireless remote switch is designed with the features of simple structure, convenient to use, and small space occupation. It also briefly analyzes the reasons for design. The main circuit design comprises transmitting and receiving section, and the entire circuit is described in details.

PT2262 transmitting section; PT2272 receiving part; quad wireless remote control switch

2014-03-18

方惠蓉(1980- ),女,福建云霄人,漳州职业技术学院讲师,硕士,从事电子信息处理与电路设计研究。

TM564

A

2095-7602(2014)04-0037-04

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