简易无线遥控系统设计报告

简易无线遥控系统报告

徐金辉张磊喻玮

摘要

该系统为简易无线遥控系统，实现无线遥控八个对象，七个LED 和一个小灯泡，控制状态有15种，分别为七个LED的开关状态和小灯泡对应的八个亮度等级。本设计发射接收电路暂用模块代替，发射频率和接收频率均为315MHZ。用MC145026/MC145027实现编码和解码功能。

要求

1．基本要求

（1）工作频率：f o=6～10MHz中任选一种频率。

（2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种。

（3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）。

（4）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。

（5）接收机距离发射机不小于10m。

2．发挥部分

（1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级数。

（2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。

（3）增加信道抗干扰措施。

（4）尽量降低电源功耗。

注：不能采用现成的收、发信机整机。

一系统方框图

接受部分方框图

二单元电路论证方案

一、压控振荡器电路(VCO)

（1）VCO主要由压控振荡器芯片MC1648、变容二极管V149以及LC并联谐振回路构成。电源采用+5V的电压。MC1648需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路,电容采用一对串联变容二极管,背靠背与电感相连,调节加在变容二极管上的电压值,使VCO的输出频率稳定在8MHz。在工作频率时,为达到最佳工作性能,要求LC 并联谐振回路的QL≥100。VCO产生的振荡频率范围和变容二极管的压容特性有关。变容二极管的CVD的大小受所加偏置电压U控制。对于fc=8MHz,CVD=20pF,利用公式计算可得L值。MC1648引脚端3为缓冲输出,一路供锁项环,一路经功率放大后输出。该芯片的引脚端

5是自动增益控制电路(AGC)的反馈端,由于本设计的频率固定在8MHz,且其反馈幅度不大,因此引脚端5经电容接地。

(2)采用由晶体管9018及变容二极管和电感组成的西勒振荡器电路，振荡信号通过电容耦合到射极跟随器，然后送往功率放大器，这种电路的特点是：振荡频率由C3、C4决定，但反馈系数由C1、C2决定，解决了基本三点式振荡设计中存在的改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾。综合考虑稳幅输出和调谐方便，电路选用变容二极管取代C4实现系统的核心模块。

方案一有闭环控制幅值功能，电路简易，控制较方便，本系统选择方案一。

二、锁相环电路

VCO的输出频率受自身参数、控制电压的稳定性、温度外界电磁干扰等因素的影响,往往是不够稳定的。因此可以加入自相位控制环节,即锁相环,来稳定发射频率。发射频率经反馈,与晶振产生的标准信号做比较,在锁相环的跟踪下,发射频率始终向标准信号逼近,最终被锁定在标准频率上,达到与参考晶振同样的稳定度。

方案一：锁相环电路采用MC145152芯片,MC145152芯片集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体,分频器的分频系数可由并行输入的数据控制。参考晶振接入MC145152的OSCin、OSCout引脚端,芯片内部的÷R参考分频器提供8种不同的分频系数,对参考信号进行分频。R值由其引脚端RA0、RA1和RA2设定,RA0RA1RA2设定范围为000～111,对应的分频系数为8～2048。本设计中,参考晶振为

10.24MHz,所以取RA0RA1RA2=101时,即R=1024,对参考晶振频率进行1024分频。为使分频系数连续可调,可编程分频电路采用是吞咽脉冲计数器,由ECL的高速分频器MC12022及MC145152内部的÷A减法计数器,÷N减法计数构成。采用的鉴相器集成在MC145152中,是一种新型数字式鉴频/鉴相集成电路,具有鉴频和鉴相功能,不需要辅助捕捉电路就能实现宽带捕捉和保持。

由MC145152构成的锁相环原理方框图

方案二：数字电压合成方式。由单片机系统通过D/A将需

要频率对应的控制电压加在变容二极管上，改变回路电容值，改变输出频率。由于是开环调节，且变容二极管C～V特性的非线性，使输出频率难以精确控制。

方案三：采用集成度更高的专用锁相集成芯片——BU2614。BU2614是用在数字调谐收音机中的锁相集成芯片。其内部集成了前置分频、可变程序分频器、参考分频器和鉴相器。工作频率范围10～130MHz频率步进为1kHz，满足本系统的需求，电路较简单，控制方便。原理方框图如下：

锁项环原理方框图

本系统选用方案一

三编码解码电路

方案一：采用MC145026/MC145027编码解码芯片，MC15026具有五位地址编码和四位数据输入，能将并行输入的数据转换成串行数字编码信号输出；MC145027是与MC145026配套的解码器，将接受到的串行数据转换为并行输出数据信号。是一种低压CMOS编译码器件,具有较强的抗干扰能力,广泛应用于遥控遥测电路。

方案二：编码电路采用具有地址和数据编码功能的编码芯片PT2262,PT2262输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。PT2262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,用加入到各引脚端的不同状态,来确定相应地址和数据的编码,从输出端Dout输出。数据位(D0～D5)由单片机引脚端(P20～P25)预置,同时6个地址码也由单片机引脚端(P00～P05)预置。

方案二功能较强大，但本系统用方案一足够实现，综合考虑到功能可否实现性和资源利用充分性，选用方案一。

四调制解调电路

（1）用变容二极管和MC1648实现调制，编码信号通过VCO电路中的变容二极管上进行调制后发射出去。通过改变引脚端15(OSC1)