【正文】 ......................................................39 附錄 A.......................................................................................................................................41 附錄 B .......................................................................................................................................43 第一章 緒論 1 第一章 緒論 引言 近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快應用最廣的就是無線通信技術(shù)。尤其是 近距離無線通信技術(shù)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，受到越來越多人的關(guān)注，但免不了存在成本高、功耗大、體積大的問題，這時成本小、功耗低、體積小的短距離無線通信技術(shù)就發(fā)揮了它的優(yōu)勢，在很多地方是傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)不能夠去控制的，但是短距離無線通信技術(shù)可以很好的對這些近距離區(qū)域來實現(xiàn)相互操作或相關(guān)通信。所有無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也很自然的成為了通信領(lǐng)域及整個信息區(qū)域的最熱的系統(tǒng)，廣泛的應用于無線電遙控、無線網(wǎng)、無線電報警、海洋無線探測、航 空技術(shù)等范圍，很有實際應用價值。 已經(jīng)得到業(yè)界的高度重視。 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也在漸漸提高，拿日用品來說，越來越多的家用電器都開始使用遙控技術(shù)。電視機、 VCD、空調(diào)、電風扇甚至照相機、電腦 ??可以說遙控技術(shù)的使用，早已成為一種趨勢。 遙控技術(shù)之所以這么受現(xiàn)代人的歡迎，是因為它的使用給我們帶來極大的方便，今時今日，人們的工作越來越繁忙，時間也顯得越來寶貴。遙控技術(shù)既能幫我們節(jié)省一定的體力，還能節(jié)約我們寶貴的時間。這也是本設計的最終目的。 當你勞累了一天回到家里，坐在沙發(fā)上休息時又想打開電視 來看；當你感到燥熱又想打開空調(diào)來降溫時；當天黑了你想打開照明燈時 ?? 你都不得不走過去打開電源開關(guān)。雖然電視空調(diào)都有遙控器，但那也是在接通電源的條件下才可以使用。試想一下，如果有一個遙控器可以遙控所有家電的電源開關(guān)，那將會解決許多的煩惱帶來極大的便利。 在這次畢業(yè)設計中，本人所設計的題目是 8 路無線遙控開關(guān)電路。我所設計的遙控開關(guān)，其技術(shù)指標是：電路簡單容易實現(xiàn)、成本較低、功耗低、抗干擾能力強、遙控距離適合現(xiàn)實使用。 設計任務分析 設計要求和分析： 2 八路無線遙控開關(guān)電路設計與應用研究 設計實現(xiàn)八路無線遙控開關(guān)，對室內(nèi)范圍內(nèi)的受控對象進行無線 遙控，通信利用無線收發(fā)模塊和單片機實現(xiàn)，工作頻率 315MHz，遙控距離 10m以上?？梢詫彝?、辦公室、商場、酒店、醫(yī)院、倉庫等場所的燈具照明控制和類似用途電器的控制，也可以實現(xiàn)隔墻遙控，在房間可遙控客廳的燈具等。此設計要用到無線電、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、單片機等知識 。 要求與數(shù)據(jù)： （ 1）工作頻率 315MHz； （ 2）遙控路數(shù) 8 路； （ 3）遙控距離 10m以上； （ 4）遙控對象： 8 個，被控設備用 LED 分別代替， LED 發(fā)光表示工作。 課題研究背景和意義 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，無線電遙控系統(tǒng)在居家保安、 工業(yè)遙控系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、轎車保安系統(tǒng)、玩具遙控、車庫門控制器、電扇遙控等等各個領(lǐng)域的成功運作，不僅加快了國家工業(yè)、民用領(lǐng)域的自動化水平，也帶動了相關(guān)副產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是依據(jù)目前的遙控設備的發(fā)展狀況可以看出現(xiàn)在普通的民用的遙控設備技術(shù)指標不高，如遙控設備的保密性、穩(wěn)定性、抗干擾能力、傳輸距離、靜態(tài)的功耗等許多方面都要再一步的改進和完善，尤其是許多廠家為了利益，沒有在遙控系統(tǒng)中采用性價比高的芯片，從而影響了總體遙控技術(shù)水平的發(fā)展，阻礙了人類的生活向更高水平的、更高層次的領(lǐng)域的發(fā)展；同時隨著大自然環(huán)境的不斷被人類 的破壞，并且隨著對海洋領(lǐng)域、核領(lǐng)域、太空領(lǐng)域的不斷地探究，無線遙控技術(shù)也越來越被各個國家重視利用。隨著機械學、電子學、自動化技術(shù)學、無線電技術(shù)、計算機的發(fā)展、信息處理技術(shù)、光信息技術(shù)與科學等學科的發(fā)展，現(xiàn)代無線遙控已經(jīng)成為了當今社會各個學科的龍頭，由于無線遙控技術(shù)還具有遠程數(shù)據(jù)通信的功能，使其更有競爭力和發(fā)展方向。無線遙控技術(shù)結(jié)合光機電一體化的技術(shù)是當今社會發(fā)展的主流，它的快速發(fā)展定會給全世界帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，帶動社會不斷地進步。 本系統(tǒng)是基于單片機的無線遙控器，它以高可靠性、高性價比，在工業(yè)控 制以及無線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應用。 第二章 無線遙控技術(shù)的發(fā)展及應用 3 第二章 無線遙控技術(shù)的發(fā)展及應用 無線遙控概述 無線遙控器，顧名思義就是一種用來遠程控制機器的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。時至今日，無線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來越多的應用，給人們帶來了極大的便利。隨著科技的進步無線遙控器也擴展到了許多種類，簡單來說常見的有兩種，一種是紅外遙控模式，另一種是防盜報警設備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無線電遙控模式。兩者各有不同的優(yōu)勢，應用的領(lǐng)域也有所區(qū)別。 無線電遙控與紅外 遙控的對比 無線電遙控器（ RF Remote Control）是利用無線電信號對遠方的各種機構(gòu)進行控制的遙控設備。常見的無線電發(fā)射接收模塊常用的無線電遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。 發(fā)射部分一般分為兩種類型，即遙控器與發(fā)射模塊，遙控器和遙控模塊是對于使用方式來說的，遙控器可以當一個整機來獨立使用，對外引出線有接線樁頭；而遙控模塊在電路中當一個元件來使用，根據(jù)其引腳定義進行應用，使用遙控模塊的優(yōu)勢在于可以和應用電路天衣無縫的連接、體積小、價格低。 接收部分一般來說也分為兩種類型，即超外差與超再生接收方式， 超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路，它實際上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路。超外差式解調(diào)電路與超外差收音機相同，它是設置一本機振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號，與接收到的載頻信號混頻后，得到中頻信號，經(jīng)中頻放大和檢波，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號。由于載頻頻率是固定的，所以其電路要比收音機簡單一些。超外差式的接收器穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力也相對較好；超再生式的接收器體積小、價格便宜。 無線電遙控常用的載波頻率為 315mHz或者 433mHz，遙控器使用的是國家規(guī)定的開放頻段，在這一頻段內(nèi)，發(fā)射功率小于 10mW、覆蓋范圍小于 100m或不超過本單位范圍4 八路無線遙控開關(guān)電路設計與應用研究 的，可以不必經(jīng)過 “無線電管理委員會 ”審批而自由使用。我國的開放頻段規(guī)定為 315mHz和 433mHz。 紅外遙控器（ IR Remote Control）是利用波長為 ～ 送控制信號的遙控設備。紅外遙控常用的載波頻率為 38kHz，這是由發(fā)射端所使用的455kHz 晶振來決定的。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。 發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的 是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。 接收部分的主要元件為紅外接收二極管，一般有圓形和方形兩種。在實際應用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?100mW 左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路，最近幾年大多都采用成品紅外接收頭。 紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境、不干擾 其它電器設備。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于 10 米）遙控中得到了廣泛的應用。 第二章 無線遙控技術(shù)的發(fā)展及應用 5 圖 21 紅外線遙控器 圖 22 無線電遙控器 無線電遙控器與紅外遙控器的區(qū)別：紅外遙控和無線遙控是對不同的載波來說的，紅外遙控器是用紅外線來傳送控制信號的，它 的特點是有方向性、不能有阻擋、距離一般不超過 7 米、不受電磁干擾，電視機遙控器就是紅外遙控器；無線電遙控器是用無線電波來傳送控制信號的，它的特點是無方向性、可以不 “面對面 ”控制、距離遠（可達數(shù)十米，甚至數(shù)公里）、容易受電磁干擾。在需要遠距離穿透或者無方向性控制領(lǐng)域，比如工業(yè)控制等等，使用無線電遙控器較易解決，基于本課題的設計要求，所以選擇無線電遙控。 無線電遙控技術(shù)的發(fā)展 無線電遙控技術(shù)發(fā)展只有幾十年的歷史，本世紀 20 年代才剛剛出現(xiàn)無線電遙控的雛形。那時，人們試圖將遙控技術(shù)應用于無人駕駛飛機和艦船上， 但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無線電遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學技術(shù)等方面得到廣泛的應用。到現(xiàn)今，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。近年來，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來越廣泛。在無線遙控領(lǐng)域，目前常用的遙控方式主要有超聲波遙控、紅外6 八路無線遙控開關(guān)電路設計與應用研究 線遙控、無線電遙控等。由于無線電波是由 發(fā)射點向四面八方傳播，可以穿過阻擋物，而且可以傳播到很遠的距離，因此它的控制可以在很大區(qū)域和空間內(nèi)實現(xiàn)，成為遙控的主要方式，在國防、軍事、生產(chǎn)、建設和日常生活中有極廣泛的應用。為此，在前人研究的基礎上設計出了一種集成芯片無線電遙控多通道開關(guān)系統(tǒng)的設計方法。研究表明，采用該方法設計的遙控開關(guān)系統(tǒng)控制方便，適用于含有較多受控電器的場合，可實現(xiàn)多路多功能控制。 圖 23 傳統(tǒng)機械開關(guān) 圖 24 無線遙控開關(guān) 傳統(tǒng)的機械式開關(guān)愈來愈滿足不了人們追求 完美生活的需求。隨著生活水平的不斷提高，科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新，智能型無線遙控技術(shù)取代傳統(tǒng)的手動控制，已成為現(xiàn)代生活的一種時尚。運用無線遙控照明開關(guān)，在某一空間的任意位置，任意時刻，都可以隨意調(diào)控電燈及其它電器，讓我們真正感受到高科技帶來的無窮魅力和便捷。無線遙控與紅外遙控、聲控相比較，具有無線遙控覆蓋范圍寬，控制距離遠，穿透力強等特點，在諸如爆破遙控、工廠生產(chǎn)控制和一些地形地貌險要、操作人員難接近或不能接近的實際場合中，更顯魅力，倍加令人注目。近些年來無線遙控技術(shù)在家庭生活和科學研究中也占很重要的地位，在汽車 、摩托車防盜報警中，在門、窗、庫房控制中，在兒童玩具中，在無線數(shù)據(jù)傳輸，無線定時控制中，無線遙控獲得更加廣泛的應用。 無線電遙控器是利用無線電信號對遠方的各種機構(gòu)進行控制的遙控設備。這些信號被遠方的接收設備接收后，可以指令或驅(qū)動其它各種相應的機械或者電子設備，去完成各種操作，如閉合電路、移動手柄、開動電機，之后再由這些機械進行需要的操作。作 第二章 無線遙控技術(shù)的發(fā)展及應用 7 為一種性能良好的遙控器種類，在車庫門、電動門、道閘遙控控制，防盜報警器，工業(yè)控制以及無線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應用。 無線電遙控器的應用 （ 1）工業(yè)行車：工業(yè)用 行車是遙控系統(tǒng)應用最廣泛的領(lǐng)域之一，以德國為例，占遙控系統(tǒng)每年產(chǎn)量的 40%左右；特別是冶金、汽車制造、造紙廠、物料倉庫等新增行車幾乎全部配備工業(yè)無線遙控器； （ 2）汽車吊、隨車吊：通常，大型汽車吊遙控系統(tǒng)還配置了數(shù)據(jù)反饋裝置，反饋裝置可將運行參數(shù)（如負荷、起重臂長、負荷力矩、油溫，壓力，角度等）顯示在發(fā)射系統(tǒng)顯示屏上，操作人員可根據(jù)顯示數(shù)據(jù)來監(jiān)控吊車； （ 3）混凝土泵車：混凝土泵車操作時因控制 臺距澆注作業(yè)面有幾十米（甚至上百米），傳統(tǒng)的操作方式需數(shù)人配合才能完成，由于效率低，限制了混凝土泵車的性能發(fā)揮；對 于長距離、大排量的大型泵車，矛盾更為突出；采用工業(yè)無線遙控器可以最大地發(fā)揮整機的性能，泵車司機在工作地點駕車定位后，即可用攜帶遙控系統(tǒng)依次操作泵車的各個動作，如布料桿的左右回轉(zhuǎn)，多級桿的變幅升降等。操作人員可攜帶發(fā)射系統(tǒng)，遠離泵車控制臺，直接站在軟管噴口附近，控制布料桿的動作和混凝土泵的運作； （ 4）礦山機械：對于礦井里能見度較低的場合下，可選用配有反饋裝置的工業(yè)無線遙控器控制液壓機械。即使在能見度較低、環(huán)境惡劣的地方，也可以方便控制重型鑿