设计题目
电风扇遥控器电路设计:
随着科技的发展,人们生活的节奏也越来越快,随之人们对方便,快捷的要求也随之不断增高。
遥控器的出现,在一定程度上满足了人们这个要求。
作为一种老牌的电器,电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。
电风扇作为一个成熟的家电行业的一员,尤其在中小城市,以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。
设计要求
①设计并制作一个无线家用风扇控制器,控制器面板为:按钮3个,分别
为风速、风种和开关;LED指示灯6个,指示风速为强、中、弱,
风种为睡眠、自然和正常,遥控有效距离大于10米。
②电风扇处于停转状态时,所有指示灯不亮,只有按下“开关”键时才会
响应,进入起始工作状态;电风扇在任何状态下,只要第二次按
下“开关”键,侧进入停止工作状态。
③处于工作状态时,有下列规则:初始状态风速为“弱”,风种为“正常”;
按“风速”键,其状态由“弱”→“中”→“强”→“弱”往复
循环改变,每按一下改变一次;按“风种”键状态由“正常”→
“睡眠”→“自然”→“正常”往复循环改变(风速的选择分别
为:正常,电风扇连续运转;自然,电风扇转5S,停5S;睡眠,
电风扇慢转,运转10S,停10S)。
设计思路
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图所示。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器。
设计方法
1.编码
PT2262-IR发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态,数据输入有“1”和“0”两种状态。
2.调制Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的,OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,一般电阻可在430k—470k之间选择即可。
3.红外发射电路
本遥控发射器采用码分制遥控方式,码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码(不同的脉冲数目及组合)代表不同的控制指令。
硬件电路设计
PT2262是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。
pT2262最多可有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。
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。
当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按
键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于
PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
PT2262工作原理:
PT2262-IR发射芯片地址编
码输入有“1”、“0”和“开路”三种
状态,数据输入有“1”和“0”两种状
态。
由各地址、数据的不同接脚状态决
定,编码从输出端Dout输出,通过红
外发射管发射出去。
其编码时序波形如
图2所示。
Dout输出的编码信号是调制
在38kHz载波上的,OSC1、OSC2外接
的电阻决定载频频率,一般电阻可在
430k—470k之间选择即可。
PT2262特点
1、CMOS工艺制造,低功耗
2、外部元器件少
3、RC振荡电阻
4、工作电压范围宽:2.6-15v
5、数据最多可达6位
6、地址码最多可达531441种
软件设计
红外发射模块
红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术,其原理是利用红外线来传递控制信号,实现对控制对象的远距离控制,具体来讲,就是有发射器发出红外线指令信号,有接收器接收下来并对信号进行处理,最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。
红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。
红外遥控系统主要由遥控发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成,如图一所示。
遥控器用来产生遥控编码脉冲,驱动红外发射管输出红外遥控信号,遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。
遥控编码脉冲是一组串行二进制码,对于一般的红外遥控系统,此串行码输入到微控制器,由其内部CPU完成对遥控指令解码,并执行相应的遥控功能。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它发出的便是红外线而不是可见光。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通Φ5发光二极管相同,只是颜色不同[6]。
遥控发射通过键盘,每按下一个键,即产生具有不同的编码数字脉冲,这种代码指令信号调制在40KHz的载波上,激励红外光二极管产生不同的脉冲,通过空间的传送到受控机的遥控接收器。
P1口作为按键部分,P0.7口作为发射部分。
电路图如图
遥控模块
1.编码
以日本 NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。
当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不同遥控编码也不同。
这种遥控码具有以下特征:
(1)采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合表示二进制的“1”。
“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。
然后再通过红外发射二极管发射。
(2)遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码互相干扰。
该芯片的用户识别码固定为十六进制0FFH;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。
(3)遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。
一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在45~63ms之间。
(4)其相关的波形图如下:
2.调制
Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的,OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,一般电阻可在430k—470k之间选择即可。
1.流程图
遥控发射主程序流程图
遥控发射器遥控码发射程序流程图。