1、51单片机综合学习系统之 无线遥控模块应用篇 电子制作2008 年 6月 站长原创，如需引用请注明出处大家好，通过以前的学习，我们已经对 51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了数字温度传感器 DS18B20的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习无线电遥控的基本原理与应用实例。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
2、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
3、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。PT2262和 PT2272的引脚排列见图 2。对于编码器 PT2262，A0A5 共 6根线为地址线，而 A6A11 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 A6A11 作为地址线使用，这种情况下，A0A11 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 312531441 种；但若配对使用的解码器的 A6A11 是数据线，例如 PT2272，那么这时 PT2262的 A6A11 也作为数
4、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 A0A5共 6根，编码数降为 36=729种。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
5、示“F”也就是地址码的“悬空”。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，P
6、T2262 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。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
7、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。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 2.58 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
8、.2M2272/200K 组合的，少量产品用 2262/4.7M2272/820K。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。名称 管脚 说 明 D0-D5 7-8、10-13 数据输入端，有一
9、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 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 D0-D5 7-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与 2262数
10、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
11、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。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。
12、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。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PT226
13、2和解码芯片 PT2272的第 18 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 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 18 脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第 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
14、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D1D4 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。O O O O O O O O L- - - - - - - -1 1 1 1 1 1 1 1 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
15、例子，实现单片机与无线接收模块的组合应用。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。图 8 无线遥控实验演示图硬件原理图图 9 硬件原理图程序流程图图 10 软件流程图软件代码/*/*杭州晶控电子有限公司 */*http:/ */*无线收发模块演示程序 */*目标器件：AT89S51 */*晶振:11.0592MHZ */*编译环境：Keil 7.50A
16、 */*/*包含头文件*/#include /*共阳 LED段码表*/unsigned char code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/*定义全局变量*/*端口定义*/char dat; /接收到的数据/*函数功能:数码管扫描延时子程序入口参数:出口参数:*/void delay(void)int k;for(k=0;k400;k+);/*函数功能:LED 数码管显示程序入口参数:k出口参数:*/void display(int k)P2=0xfe;P0=tabk/1000;delay();P2=0xfd;P0=
17、tabk%1000/100;delay();P2=0xfb;P0=tabk%100/10;delay();P2=0xf7;P0=tabk%10;delay();P2=0xff;/*函数功能:主程序入口参数:出口参数:*/void main(void)char datavalue;P2=0x00; /端口初始化P0=0x00; /端口初始化P1=0xff; /置输入状态while(1)dat=(P1if(dat=0x04)/Adatavalue=0x01;if(dat=0x08)/Bdatavalue=0x02;if(dat=0x02)/Cdatavalue=0x03;if(dat=0x01)/ddatavalue=0x04;display(datavalue); /将读到的数显示NOP();相信看到这里，你应该可以理解我们是如何利用单片机与无线模块相结合来做无线遥控的控制了，你也可以根据自己的需要来写一个无线遥控的相关程序。由于篇幅有限，读者朋友可以通过网站或电子邮件一起交流与学习。在下几期中，我们将陆续介绍 51单片机综合学习系统的其它功能原理与应用。
