【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行編碼地址確認，確認是否為本 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)部的重復辨識確認提高了系統(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。 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?？紤]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)進行編碼。如表 所示，采用四位二進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，需要對碼元件進行再編碼（ 一是進行并 /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，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