摘要：本論文以保健床遙控器為例，提出了一種多數據傳送的射頻無線遙控器設計方法。本遙控器以AT89S52單片機為核心處理器，配合無線發射/接收模塊和編碼/解碼芯片（PT2262/PT2272），達到無線遙控的目的。通過實驗驗證，本遙控器傳輸數據安全可靠，可應用于多數據傳送的遙控系統。

0 引言

      隨著社會的發展與科學技術的不斷進步，無線遙控器已經廣泛應用于人們的日常生活中。本論文研究的是與保健床配套使用的射頻無線遙控器。保健床是采用電子加熱溫控技術，利用玉石受熱后釋放出多種元素，形成天然的磁場，推出的新一代健康產品?，F在市場上大部分保健床控制器多為主板控制，沒有遙控器與之配套使用。

      本論文以保健床遙控器為例，研制開發了一種基于AT89S52單片機的多數據傳送的射頻無線遙控器系統，通過無線發射/接收模塊和編碼/解碼芯片進行無線通訊，實現對保健床溫度的控制。本系統使用方便、靈活，操作安全，可靠。

1 系統總體結構設計

      常見的無線遙控器模式有兩種，一種是家電常用的紅外遙控模式，另一種是防盜報警設備、汽車遙控等常用的射頻無線遙控模式。兩者各有不同的優勢，應用的領域也有所區別。為了增加本系統遙控的靈活性，同時兼顧不會影響其他遙控電器，本系統選擇了射頻無線遙控模式。

      本系統通過射頻無線傳輸方式實現對目標主板的溫度控制。按鍵“ON/OFF”控制遙控器的開、關；按鍵“+”、“-”分別實現對溫度增、減的設定，設定溫度實時保存到EEPROM AT24C02中，掉電不丟失。設定之后，單片機會把設定溫度顯示在段碼式LCD上，并通過射頻無線傳輸方式把設定溫度數值傳送給主板控制器，主板控制器根據實際溫度與設定溫度的差值對加熱輸出進行控制，以實現恒溫效果。射頻無線溫度遙控器是保健床控制器的重要組成部分，具有體積小、成本低、傳輸距離遠和使用方便等優點[1]。

      本系統以AT89S52單片機為核心處理器，以無線發射/接收模塊配合無線編碼/解碼芯片（PT2262/PT2272）進行無線通訊，增強了無線通訊的抗干擾能力。本系統的發射電路結構圖如圖1所示：

接收電路結構圖如圖2所示：

2 系統硬件設計

      2.1  編碼/解碼芯片PT2262/PT2272

      PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編/解碼芯片，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441種地址碼，PT2262最多可有6位(D0-D5)數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。

      PT2262外形與引腳如圖3所示：

      PT2262引腳說明如表1所示：

表 1 PT2262引腳說明
Tab.1 PT2262 Pin Description

      編碼芯片PT2262編碼信號是由地址碼、數據碼、同步碼組成的一個完整碼字，從17腳輸出到射頻發射模塊的數據輸入端，然后通過射頻發射模塊輸出端發射出去。射頻接收模塊接收信號后，將接收信號送到解碼芯片PT2272，其地址碼經過三次比較核對后，PT2272的VT腳才輸出高電平，與此同時與PT2262相應的數據腳也輸出相同電平，如果PT2262連續發送編碼信號，PT2272第17腳便連續輸出高電平。PT2262停止發送編碼信號，PT2272的VT端便恢復為低電平狀態[2]。

      PT2272外形與引腳如圖4所示：

     PT2272管腳說明如表2所示：

表 2 PT2272引腳說明
Tab.2 PT2272 Pin Description

      解碼芯片PT2272用不同的后綴表示不同的功能，分為L4/M4/L6/M6，其中L表示鎖存輸出，數據只要成功接收就會一直保持對應的電平狀態，在下次遙控數據發生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的數據通道，本系統采用具有6路鎖存輸出并行數據功能的PT2272-L6，對應的地址編碼是6位。這時編碼芯片PT2262和解碼芯片PT2272的第1～6腳為地址設定引腳，有三種狀態可供選擇：懸空、接正電源、接地，3的6次方為729，所以地址編碼不重復度為729組，只有發射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用[3]。

      PT2262和PT2272的振蕩電阻必須匹配，否則接收距離會變近甚至無法接收，在具體的應用中，外接振蕩電阻可根據需要進行適當的調節，阻值越大振蕩頻率越低，編碼的寬度越大，發碼一幀的時間越長。經試驗證明：PT2262用1.2M，2272用200K配套效果比較好，安全控制距離可達十米。

      2.2 射頻發射/接收模塊

      射頻無線通信就是借助高頻電磁波而實現的一種通信方式，射頻無線模塊常用的頻率有315MHz和433MHz。本實例選用的射頻無線收發模塊的頻率為433MHz。發射模塊（接收模塊）一般有四個外部接口，“VCC”接電源正極，“DATA”接數據輸入端，“GND”接電源負極，“ANT”接天線。在收發模塊接上長12cm直徑1mm的天線，并且保持天線是直的，以達到最佳的接收效果。發射頭對電源的要求比較高，如果電源容量不足，發射頭發射距離很近甚至不發射[4]。

      2.3 EEPROM與顯示器

      根據存儲數據量的大小，本實例選擇的EEPROM為AT24C02，串行EEPROM是基于I2C總線的存儲器件，遵循二線制協議，由于其具有接口方便，體積小，數據掉電不丟失等特點，在儀器儀表及工業自動化控制中得到大量的應用。AT24C02引腳如圖5所示：

      AT24C02引腳功能如表3所示：

表 3 AT24C02引腳功能
Tab.3 AT24C02 pin function

      SCL為串行時鐘輸入管腳，用于產生器件所有數據發送或接收的時鐘。

      SDA為雙向串行數據/地址管腳，用于器件所有數據的發送或接收。

      A0、A1、A2為器件地址輸入端，用于多個器件級聯時設置器件地址。當這些腳懸空時默認值為0，當使用AT24C02時最大可級聯8個器件,如果只有一個AT24C02被總線尋址,這三個地址輸入腳A0、A1、A2可懸空或連接到GND。

      WP為寫保護，如果WP管腳連接到VCC，則所有的內容都被寫保護，只能讀。當WP管腳連接到GND或懸空時允許對器件進行正常的讀/寫操作[5]。

      遙控器具有溫度顯示功能，本系統選擇了SMS0301C3標準段型液晶顯示模塊(LCM)，為段型液晶顯示器(LCD)，可顯示3位數字及6段提示符及2個小數點，微功耗，可與單片機采用三線式串口連接，廣泛應用于手持式儀器儀表。SMS0301C3結構如圖6所示：

      2.4  電路原理圖

      本系統遙控電路原理圖如圖7所示，主控制板電路原理圖如圖8所示，無線發射數據十位與設定溫度對應表如表4所示，無線發射數據個位與設定溫度對應表如表5所示：

表 4 發射數據與溫度對應表（十位）
Tab.4 Emission data and the corresponding temperature(ten)

表 5 發射數據與溫度對應表（個位）
Tab.5 Emission data and the corresponding temperature(abit)

      PT2262的供電電源VC由單片機提供，單片機輸出引腳D0～D5輸出的高電平經過二極管1N4148為PT2262供電。當沒有無線發射信號時，D0～D5為低電平，VC也為低電平，PT2262不工作；當有無線發射信號時，D0～D5會產生高電平，D0～D5之中任何一個產生高電平都會使VC變為高電平，PT2262才會工作。D0～D5為無線發射數據位，通過單片機引腳輸出給PT2262，然后通過無線模塊發射出去。

      LEDJIA為按鍵“JIA”指示燈，當按鍵“JIA”按下則LEDJIA閃爍一次；LEDJIAN為按鍵“JIAN”指示燈，當按鍵“JIAN”按下則LEDJIAN閃爍一次；LEDON為按鍵“ON_OFF”指示燈，當按鍵“ON_OFF”按下則LEDON閃爍一次。

      PT2272L6通過射頻接收模塊接收無線信號，并把解碼得到的6位數據信號通過P2口低6位送給單片機。然后單片機對此信號進行解碼，計算出設定溫度，然后根據實際溫度與設定溫度的比較，由單片機輸出相應的控制信號，實現恒溫控制功能。

3 系統軟件設計

      接收程序軟件流程圖如圖9所示，發射程序軟件流程圖如圖10所示：

4 結  論

      本論文研究的射頻無線遙控器與普通的汽車、家電遙控器相比，可以傳輸更多的數據，具有更高的可靠性和穩定性。具體結論如下：

      (1) 采用編碼/解碼芯片進行數據傳輸，可以有效控制由無線信道噪聲或干擾造成的差錯，提高系統數據傳輸精度。

      (2) 本遙控器適用于需要較多數據傳送的遙控器系統，通過實驗證明，本遙控器安全可靠，操作方便。

參  考  文  獻

[1]     寶金. 基于單片機設計實用型無線遙控器原理[J]. 陰山學刊(自然科學版), 2007, (01).

[2]     王曉利. 無線遙控系統在火災報警方面的應用[J] .寶雞文理學院學報(自然科學版), 2003,(02).

[3]       張迎. 單片機在實訓群組總控臺的應用[J] .自動化與儀表, 2005,(05).

[4]     趙娜. 無線火災報警控制器的研制[D] .哈爾濱工業大學, 2006.

[5]     N. Plopyls, P. Kawka, and A. Alleyne. Closed-loop control over wireless networks. IEEE Control Systems magazine, June 2004.