基于单片机实现的无线遥控系统毕业论文.doc
《基于单片机实现的无线遥控系统毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机实现的无线遥控系统毕业论文.doc(49页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 摘 要目前,市场上的无线遥控系统每一时刻只能控制一台设备,且控制多台不能同时工作,当两个控制按键同时按下时会出现设备错误动作等问题,新设计一无线遥控系统,使其能输出8个控制信号;在控制信号发送端,可实现信号按键的优先判断;控制信号接收端可实现信号的自锁。本设计是基于单片机实现的无线遥控系统。分为无线发射模块、无线接收模块、单片机控制部分。系统通过无线电实现控制信号的传递,单片机作为控制部件协调处理整个系统的工作,并产生相应的信号,对各种设备进行控制。选用STC89C52RC单片机,内部包含Flash存储器,在系统的开发过程中支持在线下载。而且该单片机控制方便,内部资源丰富。采用315M无线收
2、发系统实现控制信号的无线传输1,该无线传输系统抗干扰能力强,传输距离远,还可以实现保密通信;驱动电路简单,易于控制,成本低,能提供较大的功率,适应各种自动化控制设备的大功率应用。本系统具有很强的通用性和实用性,可以将其用于各种电子电器设备中实现无线控制,也可以广泛应用于各种电器、机器人和各种自动化控制领域中的遥控装置。关键词 无线收发系统 STC89C52RCIV Abstract 本设计是基于单片机AT89S51实现的无线遥控系统。分为无线发射模块、无线接收模块、单片机控制部分和电机驱This paper is relate to wireless telecontrol system th
3、at accomplished base on miccontroller. It is composed of radio transmit module, wireless receive module, miccontrollor control section and motor driven part .本系统用无线实现控制信号的传递,单片机作为控制部件协调处理整个系统的工作,并产生相应的方向信号和PWM信号实现对直流电机的控制(正转、反转、This system transfered the control signal depend on wireless radio ,The
4、Singlechip is a control unit take charge of processing work of total system ,and brought relevant Direction signal and PWM signal, Which can control the electromotor performed positive running ,reversal running, speedup , slowdown . The system has a strong versatility and practicality, can be used f
5、or a variety of electrical and electronic equipment in the wireless control can also be widely used in various electrical appliances, robots and various automatic control in the field of remote control devices.The system uses a 315M wireless transceiver system for wireless transmission of control si
6、gnals,the wireless transmission system and strong anti-interference, transmission distance, you can achieve secure communication; drive circuit is simple, easy to control, low cost,can provide greater power, to adapt to a diverse array of automated control equipment for high-power applications.This
7、system choose the STC89C52RC by way of controller, because it interior contain Flash memory , besides it offered download program on-line. Key words wireless transmit and receive system STC89C52RC 目 录摘 要IABSTRACT II第1章 绪 论11.1 引言11.2 国内外发展现状11.3系统存在的问题21.4 设计任务2第2章 方案设计42.1 方案比较42.1.1无线发射与接收方案42.1.2
8、 系统控制部分方案62.2 方案设计72.2.1 总体设计思路72.2.2 设计方案7第3章 硬件系统设计83.1 无线发射和无线接收模块83.1.1 编码和解码原理83.1.2 无线发射、接收原理123.1.3 电路设计133.2 控制部分153.2.1 复位电路设计173.2.2 时钟电路设计183.2.3 驱动接口设计183.2.4 下载接口设计19第4章 软件设计214.1开发软件介绍214.2软件实现方法224.2.1 软件流程图22第5章 系统测试245.1各部分电路测试245.2测试中遇到的问题和解决方法25结 论26致 谢27参考文献28附录130附录233附录338附录444
9、45第1章 绪 论1.1 引言无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制。在遥控技术中,无线遥控技术占着极其重要的位置。无线遥控与红外遥控、声控相比较,具有覆盖范围宽、控制距离远、穿透力强等特点。因此,在诸如爆破遥控,火力生控制和一些地形地貌险要、操作人员难接近或不能接近的实际场合中更突出用途,倍加令人注目。相对电缆连线的优点在于安装成本低,提高了灵活性并降低了维护成本。近年来在汽车防盗报警中,在门、窗、库房控制中,在儿童玩具中,在无线数据传输、无线定时控制中,无线遥控取得广泛的应用。无线遥控技术主要是通过无线发射器将人的操作指令经过数字化编码、加密后通过无线的方式传递给远方的接收系统2,接收
10、系统经解码转换后将控制指令还原,实现对各种机械设备的控制;同时,要求在强磁场、强电场及无线电信号复杂的环境中具有百分之百的抗干扰能力。1.2 国内外发展现状随着工业自动化水平的提高,遥控技术已不再局限于单一设备的控制,它还应该追求多通道控制和受控对象的信息反馈,再根据受控对象的相应信息,适时进行遥控操作。而所有这一切都依赖于电子技术及微控制技术的进步与提高。当前,国内外远程遥控技术的发展趋势有如下几个方面3:1)基于GSM蜂窝系统的手机远程遥控利用手机远程遥控电器一直是国际研发的焦点。由于手机遥控是基于手机SIM卡号码身份认证基础上进行的,无需输入密码既可进行安全保密、方便快捷的遥控操作。2)
11、基于红外遥控方式的远程遥控指通过按键经控制电路发出控制信息,驱动红外发光管发射红外线,以波长为940nm的红外光为载体来传递遥控信息的,它包含发射器和接收器两大部分。红外线遥控方式工作稳定,操作简易方便。 3)基于计算机网络的远程遥控PC的远程控制是指由一台设备(电脑、PDA或遥控器等)在一定的距离之外去控制一台设备的技术。这里通过计算机网络可以轻松控制远程计算机,实现远程遥控、文件传输、远程屏幕浏览、键盘交谈、Internet连接,有的还可以进行语音交谈、故障报警,并通过Web页面进行远程控制,甚至还可以进行远程重启计算机、远程格式化硬盘、远程系统安装、远程软件安装等。计算机的远程控制被普遍
12、应用在网络管理、远程协作、远程办公等多种领域。其优点是稳定,可靠。4)基于蓝牙(Bluetooth)技术的远程遥控蓝牙(Bluetooth)是一种新型的低成本、低功率,近距离(20m200m)无线连接技术标准的代称,是实现数据与语音无线传输的开放性规范。它以微波直接取代传统网络中的电缆,在蓝牙设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、小功耗的数据和语音通信。蓝牙系统支持“点对点”和“点对多点”通信,蓝牙系统与GSM、CDMA等大型通信系统不同,它采用一种灵活的无基站组网方式,随着家电产品数字化程度的不断提高,我们可以设想所有的信息家电通过一个遥控器来进行控制。这一个遥控器不但可以控制电视、计算机、
13、空调器,同时还可以用作无绳电话或者移动电话,甚至可以在这些信息家电之间,共享有用的信息。1.3系统存在的问题以往的几种无线遥控的方法虽然有稳定可靠、方便灵活等优点,但是同时也存在巨大的缺陷。例如:GSM蜂窝系统的手机远程遥控缺点是要记住控制指令,实现的技术难度大。而蓝牙(Bluetooth)技术的远程遥控缺点是只能在可以上网的时候控制,可能有网络安全的隐患,家电需要连接到网络上。蓝牙技术最大的障碍是过于昂贵。突出表现在蓝牙芯片价格是一个大问题,而任何蓝牙产品都离不开蓝牙芯片,这就制约了蓝牙产品的推出。 1.4 设计任务本设计将理论知识和实践相互结合,针对目前无线遥控系统每一时刻只能控制一台设备
14、,且多台设备不能同时工作,当两个控制按键同时按下时会出现设备错误动作等问题,重新设计一种无线遥控系统,使其能控制输出信号8个;在控制信号发送端,可实现信号按键的优先判断;控制信号接收端可实现信号的自锁和急停。设计的系统要求具有可靠性高、成本低、控制简单、易调试等特点。避免老式机器的笨重;有效地解决控制距离短和信号之间干扰的问题。 第2章 方案设计2.1 方案比较2.1.1无线发射与接收方案无线收发方案的关键问题有两个:一是信号的编码和解码;二是信号的发射与接收。系统的原理框图如图2-1所示。图 2-1 无线收发系统原理框图控制信号由设定的按键输入,然后对其编码,再将编码信号调制成适合发射的信号
15、后发射出去;接收端接收到信号后解调产生原编码信号,最后由解码电路解码就恢复出了原控制信号,也就实现了控制信号的无线传输4。(1)、编码和解码编码的目的就是让各个控制信号有所区别,以便收到编码信号后通过解码又可以独立的恢复出原控制信号来,各控制信号不会出现混乱。方案一:由于传输的控制信号只有8路,所以可以采用分立的电路来实现。用8个振荡器分别产生8个不同频率的信号,接收端只要能识别出8个不同频率的信号也就等于得到了8路控制信号。具体实现是:用555构成多谐振荡器,也可以用反向器构成环形振荡器。用555电路简单,工作频率稳定。解调可以用锁相环,如LM567:LM567是一种广泛应用于电话系统中的锁
16、相环音频译码电路,内部由相位比较器,压控振荡器,正交相位检波器和逻辑输出放大器等组成。LM567的工作过程可以简述为:当3脚输入信号的频率落在其内部压控震荡器的中心频率附近时,它的逻辑输出端8脚就会由高电平变为低电平。利用这种变化也就可以实现控制信号的识别。方案二:由编解码芯片实现。此类编码与解码电路一般都是由两片配套的芯片组成。比如PT2262/PT2272,PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最
17、多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。上述两种方案从对硬件的要求而言,方案一需要8个555构成的振荡器和8个由锁相环LM567构成的解码识别电路,而方案二只需要两片芯片,电路简单。而且方案二中的编码解码芯片是无线遥控方面的专用芯片,使用方便。(2)、发射与接收5这部分电路是本遥控系统能够实现无线收发的关键所在,实现无线收发传输控制信号有两种方式:方案一:红外收发方式。使用红外发射管PH303将编码信号发射出去,然后接收端使用红外接收管PH302接收,或是直接使用红外接收头实现红外的接收。红外发射电路如图2-2所示,接收电路如图2-3所
18、示,使用红外接收头接收。 图 2-2 红外发射电路图2-3 红外接收方案二:无线电收发。使用高频无线电通过天线发射出去,然后再由天线接收无线电信号,再对接收到的信号进行放大、解调等处理后,最后解码得到发送端传出的控制信号。本方案将在下一章中做出详细的介绍。方案一使用红外实现无线收发,电路简单,干扰较小容易实现,可是红外收发方式的传输距离一般比较小,而且发射与接收的角度也比较小,所以要实现远距离遥控只能选择传输距离较远的方案二。方案二天线发射功率大,覆盖范围广,很适合远距离传输,所以本系统将选用方案二作为收发模块,实现控制信号的传输。2.1.2 系统控制部分方案本部分是整个系统的核心,负责协调整
19、个系统的工作,对传来的控制信号进行判断,然后发出相应的控制信号,控制执行部件实现具体的功能。具有处理能力的芯片都可以完成本部分的功能,处理芯片有信号处理芯片如DSP,嵌入式芯片如ARM,单片机等6。本系统对处理芯片的要求不是很高,只要能对接收到的控制信号做出判断,能产生控制信号就够了。所以从成本和本电路的要求考虑,处理芯片采用单片机。2.2 方案设计2.2.1 总体设计思路为了实现遥控电路能够对控制信号进行较远距离的有效传送,接收到的控制信号能够被主控制系统识别并产生控制信号,驱动执行部件,本系统将采用PT2262/PT2272编码解码芯片进行编解码;使用315MHz的发射、接收头实现无线传输
20、信号;采用STC89C52RC作为MCU控制处理整个系统7。发射接收部分的关键问题是:如何有效的实现控制信号的无线传输。控制部分的关键问题是:如何根据接收到的控制信号产生对应的输出信号。2.2.2 设计方案系统的整体设计方框图如图2-4所示。 图 2-4 系统整体设计框图由不同的按钮进行通道选择,先送往编码芯片编码,再调制发射出去8。在接收端把收到的无线信号解调后送入解码芯片,恢复出来的控制信号输入单片机进行处理,单片机对设备发出控制信号。第3章 硬件系统设计本章将根据上章选出的方案,详细的介绍各个单元电路的具体设计和电路的原理,电路中所使用元件的参数设置等。最终将设计出具体的、可实现的硬件电
21、路,为软件的设计和电路测试做准备。最终能否实现所有的设计要求,完成所有的功能,本章的设计是否合理、是否可实现非常关键。3.1 无线发射和无线接收模块本部分电路要完成的功能是:按钮开关作为控制键发出控制信号,再对控制信号编码,最后把编码信号以无线电波的形式发射出去。3.1.1 编码和解码原理本系统选用的编码解码芯片是PT2262/PT22729。编码解码的原理是:编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对地址一致后,VT脚才输出高电平,与此同时与PT2262相对应的数据脚输出高电平,如果发送端一直按住
22、按键,编码芯片就会连续发射。PT2262、PT2272的引脚图如图3-1所示,各引脚功能见表3-1,表3-2。 图 3-1 PT2262,PT2272引脚图名称管脚说明A0-A111-8、10-13地址管脚,可置为“0”,“1”,“悬空”,与2262一致才解码D0-D57-8、10-13数据管脚,地址码与2262一致时,对应位输出高电平Vcc、Vss18、9电源正端()、电源负端()或是接地DIN14数据信号输入端,来自接收模块输出端OSC1 OSC216、15振荡电阻输入、输出端,振荡电阻决定振荡频率VT17解码有效确认输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态)表3-1 PT2262的引脚功能
23、表3-2 PT2272的引脚功能名称管脚说明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于地址编码,可置为“0”,“1”,“悬空”D0-D57-8、10-13数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉Vcc、Vss18、9电源正端()、电源负端()或是接地TE14编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效OSC1、OSC216、15振荡电阻输入、输出端,振荡电阻决定振荡频率Dout17编码输出端(正常时为低电平)2262每次发射时至少发射4组码字,2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码后才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端置为高电平同时把VT端置为高电平。因为无线发射的特
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 实现 无线 遥控 系统 毕业论文