【正文】 示。 開關(guān)系統(tǒng) 的工作原理是首先通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號，再通過無線電發(fā)射電路將該信號發(fā)射出去。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本 遙 控開關(guān)系統(tǒng) 地址。如果是，則單片機電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制開關(guān)電路動作；如果不是，則解碼電路不解碼，單片機電路不響應(yīng)，開關(guān)電路無任何動作。系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要是通過編程實現(xiàn)單片機對開關(guān)電路的狀態(tài)進(jìn)行控制。充分利用其軟硬件資源，可以實現(xiàn)對受控電路的多種狀態(tài)進(jìn)行控制，還可以實現(xiàn)單鍵控制多路電路（例如，可按下一個遙控按鍵關(guān)掉所有的受控電器）。利用單片機對開關(guān)電路進(jìn)行控制還使得控制電路擴展方便，控制靈活。 3 方案比較 放大 解調(diào) 解碼 外供直流穩(wěn)壓電源 被控設(shè)備 控制器 編碼 調(diào)制 功放 電池 第 5 頁 共 31 頁 在方案一中我們采用了在 發(fā)射系統(tǒng)中電源開關(guān)的設(shè)計，使得只有在按下指令鍵時發(fā)射系統(tǒng)才上電，指令鍵松開 時發(fā)射系統(tǒng)掉電，大大降低了發(fā)射系統(tǒng)的功耗，延長了電池的使用壽命。采用專用編碼、解碼集成電路，電路內(nèi)部的重復(fù)辨識確認(rèn)提高了系統(tǒng)的可靠性，避免了多個同一結(jié)構(gòu)的無線電 遙控開關(guān)系統(tǒng) 在有效距離內(nèi)相互干擾問題。 被控制設(shè)備能簡單明了地體現(xiàn)遙控狀態(tài)，而且便于擴展及實使用。 方案二中發(fā)射模塊與方案一中大致相同，但是在接收電路中采用了單片機控制的電路使電路構(gòu)成簡化， 可實現(xiàn)多路多功能控制 。 采用射頻發(fā)射、接收模塊，安裝調(diào)試方便，電路簡潔，可靠性好，穩(wěn)定性高。 從我們設(shè)計的難易程度和經(jīng)濟角度我們同組成員選擇了第一個方案，第二個方案如 果用于商業(yè)用途肯定會有很大的潛力，但是作為我們簡單的制作設(shè)計來說過于大費周章了，所以第一方案作為我們的首選目標(biāo)。 4 擇方案的具體論證 根據(jù)任務(wù)要求，系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上考慮，有無線電遙控發(fā)射機和無線電接收機兩大模塊，從功能上講有無線信號傳輸部分和控制部分。下面分別從這兩個方面闡述方案的設(shè)計思想。 無線信號傳輸部分 （ 1） 調(diào)制方式的選擇 根據(jù)要求，控制對象是 8盞燈，其中一盞亮度可調(diào)，亮度分為 8級，用數(shù)碼管顯示級數(shù)，被控狀態(tài)采用二進(jìn)制編碼。因課題對頻帶寬度沒有限制，為了提高抗干擾能力，實現(xiàn)方法簡單，載 波傳輸采用 FSK 調(diào)制方式。 （ 2） 發(fā)射機主振電路型式的選擇 主振可采用晶體振蕩或 LC振蕩。課題要求載頻為 6～ 10MHz。若采用普通晶體倍頻方式，假設(shè)為三倍頻，則晶體頻率要低于 ，在這種情況下難于獲 第 6 頁 共 31 頁 得足夠的頻偏。例如，用摩托羅拉公司的單片集成 FM調(diào)制芯片 MC2833 實現(xiàn) 電抗管晶體三倍頻調(diào)頻時，實測三倍頻后的最大頻偏為 420MHz。若采用專用調(diào)頻晶體，價格又太高。因此本設(shè)計選擇了變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的西勒電路，即可獲得較大的頻偏，又可保證一定的頻率穩(wěn)定度。 （ 3） 發(fā)射機功放電路的選擇 功率放大器一般可由推動級、中間級和輸出級組成，具體級數(shù)應(yīng)由所要求的總功率增益而定。試題要求輸出功率不大于 20mW，假設(shè)天線特性阻抗為 75Ω，則在匹配良好條件下天線上電壓峰 —— 峰值要小于 。一般西勒振蕩器輸出電壓峰 —— 峰值為 1v是可實現(xiàn)的，故用一級功率放大應(yīng)能滿足要求。考慮到前后級影響的問題，在振蕩器與功放間加入了一級射隨器，起隔離和激勵的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效率，功放管工作狀態(tài)選為甲乙類。 （ 4） 接收機高頻放大器 為保證接收機具有較高的靈敏度，選用低噪聲高頻晶體管 2SC763。為獲得一定的電壓 增益，采用共射極諧振放大電路。 （ 5） 接收機解調(diào)器 通過查閱資料，選擇了摩托羅拉的單片集成窄帶 FM 解調(diào)芯片 MC3361 構(gòu)成解調(diào)電路。 MC3361 的特點為低功耗、低電壓和高靈敏度，在窄帶語音和數(shù)據(jù)通信中有良好的鏡頻抑制能力。 控制部分 控制的對象是 8路設(shè)備， 8 路當(dāng)中有一路設(shè)備是電燈，該路電燈亮度可調(diào)，共分為八個亮度等級，其余 7路只有開關(guān)兩種狀態(tài)，因此共計為 15種狀態(tài)，用數(shù)字信號來表示是合理的。這 15 種狀態(tài)不允許同時出現(xiàn)?，F(xiàn)將 15 種狀態(tài)進(jìn)行編碼。如表 所示，采用四位二進(jìn)制碼表示各控制狀態(tài)。 表 15 種狀態(tài)編碼表 第 7 頁 共 31 頁 編 號 A B C D 功能說明 1 0 0 0 1 一路工作 ,其余不工作 2 0 0 1 0 二路工作 ,其余不工作 3 0 0 1 1 三路工作 ,其余不工作 4 0 1 0 0 四路工作 ,其余不工作 5 0 1 0 1 五路工作 ,其余不工作 6 0 1 1 0 六路工作 ,其余不工作 7 0 1 1 1 七路工作 ,其余不工作 8 1 0 0 0 八路工作 ,其余不工作 亮度 0級 9 1 0 0 1 八路工作 ,其余不工作 亮度 1級 10 1 0 1 0 八路工作 ,其余不工作 亮度 2級 11 1 0 1 1 八路工作 ,其余不工作 亮度 3級 12 1 1 0 0 八路工作 ,其余不工作 亮度 4級 13 1 1 0 1 八路工作 ,其余不工作 亮度 5級 14 1 1 1 0 八路工作 ,其余不工作 亮度 6級 15 1 1 1 1 八路工作 ,其余不工作 亮度 7級 其中一位碼 A 表示控制對象是其中一盞燈亮還是其余七盞燈的開關(guān) ,另三位碼對應(yīng)表示八級亮度或被點亮的燈號。 ABCD=0000 表示全部不工作。為了便于碼元的傳輸，需要對碼元件進(jìn)行再編碼（ 一是進(jìn)行并 /串轉(zhuǎn)換，二是加入一定冗余信息提高可靠性）。經(jīng)查閱資料， MC145026 和 MC145027 是專門設(shè)計用于遙控電路中的編 /解碼器。 MC145026 可以接收四位并行數(shù)據(jù)，再編碼后串行輸出，在每一個編碼周期中，發(fā)送兩次數(shù)據(jù)，以提高可靠性。 MC145027 解碼器接收串行數(shù)據(jù)，前五位二元碼是地址碼，剩下的為四比特的二元數(shù)據(jù)碼，當(dāng)接收到的地址碼與本地地址碼相等時，并行輸出數(shù)據(jù)碼。用 MC145026 和 MC145027 可以滿足控制信號的再編碼與解碼。 類似 MC145027/MC145026 專門用于設(shè)計遙控電路中的 編碼 /解碼集成芯片有許多種，例如 PT2262/PT227 YYH26/YYH27 等均可勝任。 第 8 頁 共 31 頁 關(guān)于傳輸距離的分析 傳輸距離是簡易無線電遙控系統(tǒng)的綜合性技術(shù)指標(biāo)，也是本設(shè)計的重點與難點內(nèi)容。單工無線通信最大作用距離公式為 ttrmax minP G GR =K S () 式中， Pt 為發(fā)射機天線端輻射的有效功率； Smin為接收機的最小檢測功率； Gt、Gr分別為發(fā)射機天線和接收機天線的增益； K值在發(fā)射機頻率為定值， 實驗環(huán)境確定的情況下基本上為常量。要增大作用距離應(yīng)從如下幾個方面考慮： （ 1） 盡量提高發(fā)射與接收天線的增益 因題目對天線的形狀、尺寸未作規(guī)定，故天線的設(shè)計可以大做文章，下大工夫。由式（ ）可知，傳輸距離是與 Gt、 Gr形成正比。若 Gt、 Gr分別增大兩倍，則作用距離也增加兩倍。這是非?？捎^的。 （ 2） 盡量提高發(fā)射機天線端有效輻射功率 Pt 根據(jù)題