51单片机无线遥控应用教程
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图 5 解码接收模块和电路原理图
图 6 无线遥控接收板
无线收发模块的地址码设定
在通常使用中,我们一般采用 8 位地址码和 4 位数据码,这时编码芯片
PT2262 和解码芯片 PT2272 的第 1~8 脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:
悬空、接正电源、接地三种状态,地址编码不重复度为 38=6561 组,只有发射端
遥控发射器工作电压为 DC 12V(电池供电) ,尺寸(mm): 58*39*14 ,工作频率:315MHz , 工作电流(mA):13 编码类型: 固定码(板上焊盘跳接设置) 应用说明:与各类型带解码功能的 接收模块联合使用,解码输出后进行相应控制,如采用单片机进行读取接收并解码数据然后控制 相应的灯或电源开关。
图 3 编码发射模块实物图与原理框图 其中编码部分电路由 PT2262 编码 IC 来组成,具体电路见图 4 所示。
图 4 编码电路原理图
基于 PT2272 的无线解码模块
解码接收模块包括接收头和解码芯片 PT2272 两部分组成。接收头将收到的 信号输入 PT2272 的 14 脚(DIN),PT2272 再将收到的信号解码。解码接收模块 和电路原理图如图 5,接收板实物如图 6 所示。
接收板工作电压为 DC 5V,接收灵敏度: -103dBm ,尺寸(mm): 49*20*7 , 工作频率:315MHz,工作电流:5mA ,编码类型:固定码(板上焊盘跳接设置) 应 用说明:与各类型遥控器配合使用,解码输出后进行相应控制,如采用单片机进 行读取接收并解码数据然后控制相应的灯或电源开关。
硬件原理图
图 8 无线遥控实验演示图
程序流程图
图 9 硬件原理图
图 10 软件流程图
软件代码
/******************************************************************** *******/
/*杭州晶控电子有限公司 */
/*http://www.hificat.com
PT2262 和 PT2272 的引脚排列见图 2。对于编码器 PT2262,A0~A5 共 6 根线 为地址线,而 A6~A11 共 6 根线可以作为地址线,也可以作为数据线,这要取决 于所配合使用的解码器。若解码器没有数据线,则 A6~A11 作为地址线使用,这
种情况下,A0~A11 共 12 根地址线,每线都可以设置成“1”、“O”、“开路” 三种状态之一,因此共有编码数 312=531441 种;但若配对使用的解码器的 A6~ A11 是数据线,例如 PT2272,那么这时 PT2262 的 A6~A11 也作为数据线用,并 只可设置为“1”和“0”两种状态之一,而地址线只剩下 A0~A5 共 6 根,编码 数降为 36=729 种。
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后,VT 脚 才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平。PT2262 每次发射时至少 发射 4 组字码,因为无线发射的特点,第一组字码非常容易受零电平干扰,往往 会产生误码,所以 2272 只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数 据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动 VT 端同步为高电平。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。
编码输出端(正常时为低电平)
表 1:编码电路 PT2262 管脚功能表
名称 管脚
说明
A0-A11 1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f” (悬空),必须与 2262 一致,否则不解码
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与
D0-D5
7-8、10-13
2262 一致,数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高 电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数
无线遥控模块 先看一下我们将要使用的 51 单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开 发工作:分别有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器奏乐,继电 器控制,IIC 总线,SPI 总线,PS/2 实验,AD 模数转换,光耦实验,串口通信, 红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机控制等等。
图 1 51 单片机综合学习系统 上图是我们将要使用的 51 单片机综合学习系统硬件平台,如图 1 所示,本
2 脚接地,第 3 脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的 PT2272 只要也第 2
脚接地,第 3 脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。地址设置跳线如图
7 所示,用户可以在 PCB 板上直接将地址引脚(PCB 板中间 8 个过孔焊盘)与 L
(低电平)或 H(高电平)相连,从而实现地址设置。PT2262 与 PT2272 地址设
置要完全一样。当两者地址编码完全一致时,接收机对应的 D1~D4 端输出约 4V
互锁高电平控制信号,同时 VT 端也输出解码有效高电平信号。
OOOOOOOO
L
--------
11111111
H
图 7 地址设置跳线图
无线模块的软硬件设计应用
在功能稍复杂的系统中仅靠一对无线收发模块往往达不到要求,很多情况下 都要借助于单片机扩展出更多的功能。本例通过一个简单的例子,实现单片机与 无线接收模块的组合应用。
图 2 PT2262、PT2272 引脚排列图
该编解码器的编码信号格式是:用 2 个周期的占空比为 1:3(即高电平宽度 为 1,低电平宽度为 2,周期为 3)的波形来表示 1 个“0”,用 2 个周期的占空 比为 2:3(即高电平宽度为 2,低电平宽度为 1,周期为 3)的波形来表示 1 个“1”, 用 1 个周期的占空比为 1:3 的波形紧跟着 1 个周期的占空比为 2:3 的波形来表示 “开路”。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”; 两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬 空”。
/*********************************包含头文件 ********************************/
#include <reg51.h>
/*******************************共阳 LED 段码表 *******************************/
名称 管脚
说明
D0-D5 7-8、10-13 数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉
Vcc
18
电源正端(+)
Vss
9
电源负端(-)
TE
14
编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效
OSC1 16
振荡电阻输入端,与 OSC2 所接电阻决定振荡频率
OSC2 15
振荡电阻振荡器输出端
Dout 17
*/
/*无线收发模块演示程序 */
/*目标器件:AT89S51 */
/*晶振:11.0592MHZ
Leabharlann Baidu*/
/*编译环境:Keil 7.50A */
/******************************************************************** *******/
PT2262 编码电路与 PT2272 解码电路一般配对使用,PT2262 的特点是在其内 部已经把编码信号调制在了一个较高的载频上。要把遥控编码信息用无线方式 (红外线或无线电等)传送出去,必须有载体(载波),把编码信息“装载”在载体 上(调制在载波上)才能传送出去,因此需要一个振荡电路和一个调制电路。 PT2262 编码器内部,已包含了这些电路,从 DOUT 端送出的是调制好了的约 38kHz 的高频已调波,因此使用起来非常方便,适用于红外线和超声波遥控电路。
unsigned char code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
/*******************************定义全局变量 ********************************/
/*********************************端口定义 **********************************/
PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产
厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的 PT2262 和 PT2272 的八位地址编码端
全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,
只要将 PT2262 和 PT2272 的 1~8 脚设置相同即可,例如将发射机的 PT2262 的第
PT2262 和 PT2272 除地址编码必须完全一致外,振荡电阻还必须匹配,
一般要求译码器振荡频率要高于编码器振荡频率的 2.5~8 倍,否则接收距离会 变近甚至无法接收,随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片,在实际使用中只 要对振荡电阻稍做改动就能配套使用。在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需 要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间 越长。市场上大部分产品都是用 2262/1.2M=2272/200K 组合的,少量产品用 2262/4.7M=2272/820K。
PT2272 解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有 L4/M4/L6/M6 之分, 其中 L 表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下 次遥控数据发生变化时改变。M 表示非锁存输出,数据脚输出的电平是瞬时的而 且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制。后缀的 6 和 4 表示有几 路并行的控制通道,当采用 4 路并行数据时(PT2272-M4),对应的地址编码应 该是 8 位,如果采用 6 路的并行数据时(PT2272-M6),对应的地址编码应该是 6 位。
基于 PT2262 的无线编码模块
编码发射模块外形小巧、美观,与很多车辆防盗系统中的遥控器一样。根据功能的 多少按键数也不一样,我们本章所用的发射模块为 A、B、C、D 四个按键。编码发射模块主
要由 PT2262 编码 IC 和高频调制、功率放大电路组成,常用的编码发射模块实物和内部框图 如图 3 所示。
据才能转换
Vcc
18
电源正端(+)
Vss
9
电源负端(-)
DIN
14
数据信号输入端,来自接收模块输出端
OSC1 16
振荡电阻输入端,与 OSC2 所接电阻决定振荡频率
OSC2 15
振荡电阻振荡器输出端
VT
17
解码有效确认输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬 态)
表 2:解码电路 PT2272 脚管功能表
实例功能:
在发射模块上按下 A、B、C、D 四个键,接收模块将接收到的数据传送给单 片机,在单片机上实现 LED 数码管显示。A、B、C、D 分别对应 1、2、3、4。即 发射模块上按下 A 按键,对应单片机接收到后在 LED 数码管上显示 0001,按下 B 键显示 0002……实际效果如图 8 所示。
期实验我们用到了综合系统主机、200 米无线遥控器,无线接收板,综合系统其 它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
PT2262/PT2272 无线模块工作原理
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,是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。 PT2262/2272 最多可有 12 位(A0-A11)三态(悬空,接高电平,接低电平)地址设定 管脚,任意组合可提供 531441 个地址码。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(Dout)串行输出,可用于无线遥控发射电路。
图 6 无线遥控接收板
无线收发模块的地址码设定
在通常使用中,我们一般采用 8 位地址码和 4 位数据码,这时编码芯片
PT2262 和解码芯片 PT2272 的第 1~8 脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:
悬空、接正电源、接地三种状态,地址编码不重复度为 38=6561 组,只有发射端
遥控发射器工作电压为 DC 12V(电池供电) ,尺寸(mm): 58*39*14 ,工作频率:315MHz , 工作电流(mA):13 编码类型: 固定码(板上焊盘跳接设置) 应用说明:与各类型带解码功能的 接收模块联合使用,解码输出后进行相应控制,如采用单片机进行读取接收并解码数据然后控制 相应的灯或电源开关。
图 3 编码发射模块实物图与原理框图 其中编码部分电路由 PT2262 编码 IC 来组成,具体电路见图 4 所示。
图 4 编码电路原理图
基于 PT2272 的无线解码模块
解码接收模块包括接收头和解码芯片 PT2272 两部分组成。接收头将收到的 信号输入 PT2272 的 14 脚(DIN),PT2272 再将收到的信号解码。解码接收模块 和电路原理图如图 5,接收板实物如图 6 所示。
接收板工作电压为 DC 5V,接收灵敏度: -103dBm ,尺寸(mm): 49*20*7 , 工作频率:315MHz,工作电流:5mA ,编码类型:固定码(板上焊盘跳接设置) 应 用说明:与各类型遥控器配合使用,解码输出后进行相应控制,如采用单片机进 行读取接收并解码数据然后控制相应的灯或电源开关。
硬件原理图
图 8 无线遥控实验演示图
程序流程图
图 9 硬件原理图
图 10 软件流程图
软件代码
/******************************************************************** *******/
/*杭州晶控电子有限公司 */
/*http://www.hificat.com
PT2262 和 PT2272 的引脚排列见图 2。对于编码器 PT2262,A0~A5 共 6 根线 为地址线,而 A6~A11 共 6 根线可以作为地址线,也可以作为数据线,这要取决 于所配合使用的解码器。若解码器没有数据线,则 A6~A11 作为地址线使用,这
种情况下,A0~A11 共 12 根地址线,每线都可以设置成“1”、“O”、“开路” 三种状态之一,因此共有编码数 312=531441 种;但若配对使用的解码器的 A6~ A11 是数据线,例如 PT2272,那么这时 PT2262 的 A6~A11 也作为数据线用,并 只可设置为“1”和“0”两种状态之一,而地址线只剩下 A0~A5 共 6 根,编码 数降为 36=729 种。
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后,VT 脚 才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平。PT2262 每次发射时至少 发射 4 组字码,因为无线发射的特点,第一组字码非常容易受零电平干扰,往往 会产生误码,所以 2272 只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数 据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动 VT 端同步为高电平。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。
编码输出端(正常时为低电平)
表 1:编码电路 PT2262 管脚功能表
名称 管脚
说明
A0-A11 1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f” (悬空),必须与 2262 一致,否则不解码
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与
D0-D5
7-8、10-13
2262 一致,数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高 电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数
无线遥控模块 先看一下我们将要使用的 51 单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开 发工作:分别有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器奏乐,继电 器控制,IIC 总线,SPI 总线,PS/2 实验,AD 模数转换,光耦实验,串口通信, 红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机控制等等。
图 1 51 单片机综合学习系统 上图是我们将要使用的 51 单片机综合学习系统硬件平台,如图 1 所示,本
2 脚接地,第 3 脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的 PT2272 只要也第 2
脚接地,第 3 脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。地址设置跳线如图
7 所示,用户可以在 PCB 板上直接将地址引脚(PCB 板中间 8 个过孔焊盘)与 L
(低电平)或 H(高电平)相连,从而实现地址设置。PT2262 与 PT2272 地址设
置要完全一样。当两者地址编码完全一致时,接收机对应的 D1~D4 端输出约 4V
互锁高电平控制信号,同时 VT 端也输出解码有效高电平信号。
OOOOOOOO
L
--------
11111111
H
图 7 地址设置跳线图
无线模块的软硬件设计应用
在功能稍复杂的系统中仅靠一对无线收发模块往往达不到要求,很多情况下 都要借助于单片机扩展出更多的功能。本例通过一个简单的例子,实现单片机与 无线接收模块的组合应用。
图 2 PT2262、PT2272 引脚排列图
该编解码器的编码信号格式是:用 2 个周期的占空比为 1:3(即高电平宽度 为 1,低电平宽度为 2,周期为 3)的波形来表示 1 个“0”,用 2 个周期的占空 比为 2:3(即高电平宽度为 2,低电平宽度为 1,周期为 3)的波形来表示 1 个“1”, 用 1 个周期的占空比为 1:3 的波形紧跟着 1 个周期的占空比为 2:3 的波形来表示 “开路”。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”; 两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬 空”。
/*********************************包含头文件 ********************************/
#include <reg51.h>
/*******************************共阳 LED 段码表 *******************************/
名称 管脚
说明
D0-D5 7-8、10-13 数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉
Vcc
18
电源正端(+)
Vss
9
电源负端(-)
TE
14
编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效
OSC1 16
振荡电阻输入端,与 OSC2 所接电阻决定振荡频率
OSC2 15
振荡电阻振荡器输出端
Dout 17
*/
/*无线收发模块演示程序 */
/*目标器件:AT89S51 */
/*晶振:11.0592MHZ
Leabharlann Baidu*/
/*编译环境:Keil 7.50A */
/******************************************************************** *******/
PT2262 编码电路与 PT2272 解码电路一般配对使用,PT2262 的特点是在其内 部已经把编码信号调制在了一个较高的载频上。要把遥控编码信息用无线方式 (红外线或无线电等)传送出去,必须有载体(载波),把编码信息“装载”在载体 上(调制在载波上)才能传送出去,因此需要一个振荡电路和一个调制电路。 PT2262 编码器内部,已包含了这些电路,从 DOUT 端送出的是调制好了的约 38kHz 的高频已调波,因此使用起来非常方便,适用于红外线和超声波遥控电路。
unsigned char code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
/*******************************定义全局变量 ********************************/
/*********************************端口定义 **********************************/
PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产
厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的 PT2262 和 PT2272 的八位地址编码端
全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,
只要将 PT2262 和 PT2272 的 1~8 脚设置相同即可,例如将发射机的 PT2262 的第
PT2262 和 PT2272 除地址编码必须完全一致外,振荡电阻还必须匹配,
一般要求译码器振荡频率要高于编码器振荡频率的 2.5~8 倍,否则接收距离会 变近甚至无法接收,随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片,在实际使用中只 要对振荡电阻稍做改动就能配套使用。在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需 要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间 越长。市场上大部分产品都是用 2262/1.2M=2272/200K 组合的,少量产品用 2262/4.7M=2272/820K。
PT2272 解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有 L4/M4/L6/M6 之分, 其中 L 表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下 次遥控数据发生变化时改变。M 表示非锁存输出,数据脚输出的电平是瞬时的而 且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制。后缀的 6 和 4 表示有几 路并行的控制通道,当采用 4 路并行数据时(PT2272-M4),对应的地址编码应 该是 8 位,如果采用 6 路的并行数据时(PT2272-M6),对应的地址编码应该是 6 位。
基于 PT2262 的无线编码模块
编码发射模块外形小巧、美观,与很多车辆防盗系统中的遥控器一样。根据功能的 多少按键数也不一样,我们本章所用的发射模块为 A、B、C、D 四个按键。编码发射模块主
要由 PT2262 编码 IC 和高频调制、功率放大电路组成,常用的编码发射模块实物和内部框图 如图 3 所示。
据才能转换
Vcc
18
电源正端(+)
Vss
9
电源负端(-)
DIN
14
数据信号输入端,来自接收模块输出端
OSC1 16
振荡电阻输入端,与 OSC2 所接电阻决定振荡频率
OSC2 15
振荡电阻振荡器输出端
VT
17
解码有效确认输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬 态)
表 2:解码电路 PT2272 脚管功能表
实例功能:
在发射模块上按下 A、B、C、D 四个键,接收模块将接收到的数据传送给单 片机,在单片机上实现 LED 数码管显示。A、B、C、D 分别对应 1、2、3、4。即 发射模块上按下 A 按键,对应单片机接收到后在 LED 数码管上显示 0001,按下 B 键显示 0002……实际效果如图 8 所示。
期实验我们用到了综合系统主机、200 米无线遥控器,无线接收板,综合系统其 它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
PT2262/PT2272 无线模块工作原理
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,是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。 PT2262/2272 最多可有 12 位(A0-A11)三态(悬空,接高电平,接低电平)地址设定 管脚,任意组合可提供 531441 个地址码。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(Dout)串行输出,可用于无线遥控发射电路。