【正文】 多路 系統(tǒng) 的控制。 國內(nèi)外研究狀況 無線通信技術(shù)主要包括超聲波通信、紅外通信技術(shù)、藍(lán)牙（ Bluetooth）通信技術(shù)、WiFi 通信技術(shù)以及其它無線射頻通信技術(shù)等，其中，超聲波通信是一種十分成熟的通信技術(shù)，具有功耗低、連接方便、簡單易用等優(yōu)點(diǎn)。s lives and production activities. This article describes the ultrasoundbased control system is based on the ultrasonic transmitting and receiving circuits, coding and decoding circuit to realize data transmission and transmission, and thereby achieve control of the multiple systems. This design uses a T/R4016 as ultrasonic sensors, PT2262/2272 as coding and decoding chip, these core ponents and low power consumption, stable performance, low cost, and the ultrasonic signal transmission using a directional munication is good, energy concentration , less attenuation during transmission, the advantages of strong antiinterference ability, so that the design of simple structure, stable performance, high security, low cost advantages, I believe there will be a good prospect. Keywords: ultrasonic transmitting and receiving, PT2262 coding, PT2272 decoding, T/R4016 ultrasonic sensor 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 III 頁 目 錄 1 緒 論 ……………………………………………………………………… …… .… .… … 1 課題背景及目的 ………………………… ..……………………… … …… … .… ....1 國內(nèi)外研究狀況 ..………………………………………………………… … …… .1 論文構(gòu)成及課題研究內(nèi)容 ……………… ……………………………… … ..…… .1 2 超聲波無線控制系統(tǒng)的原理框圖 ..………………………… … ………………… …… … 3 3 超聲波簡介 ………………………………………………………………… ……… .…… 4 4 超聲波控制系統(tǒng)各部分電路的說明 …………………………………… ……… … .…… 5 編碼解碼芯片 PT2262/PT2272 簡介 ..………………………… …… … ..……… ...5 編碼發(fā)射電路 ……………………………………………… ..………… ………… 8 編碼電路工作原理 ……………………………………………… … ……… 8 超聲波發(fā)射模塊工作原理 ……………………………………… ...……… 9 接收解碼電路 …………………………………………………… … ……… ...… ..11 接收原理 ………………………………………… ..…………………… .… 12 解碼原理 ………………………………… ……………………………… ...12 5 電源設(shè)計(jì) ………………………………… ……………………………… ..…………… 13 結(jié) 論 ……………………………………… ………… ………………………… ………… 15 致 謝 …………………… ……………………………… ..… ……………………… ……… 16 參考文獻(xiàn) ……………………………………………… …………… ..………… … ………… 17 附 錄 ………………… ………………………… …………… ………………………… … 18 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 1 頁 1 緒 論 課題背景及目的 控制系統(tǒng) 是 實(shí)現(xiàn)對(duì) 機(jī)電、電器產(chǎn)品 等實(shí)施控制 的重要組成部分，對(duì)機(jī)電 、 電器產(chǎn)品的正常工作有著不可替代的作 用。 大大方便了人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng) 。本文介紹的基于超聲波 控制系統(tǒng)是基于超聲波發(fā)射和接受電 路、編碼譯碼電路等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)射和傳輸，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)多路系統(tǒng) 的控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子通信技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)控制要求的提高， 對(duì)系統(tǒng)的 控制 發(fā)生了日新月異的發(fā)展變化，經(jīng)歷了從有線到無線，從人工到智 能的跨越式發(fā)展。而超聲波無線控制是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有信息傳輸可靠、抗干擾能力強(qiáng)、安全度高、功耗低、成本低、易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用廣泛的一種通信和遙控手段。主要由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng) 兩 大部分組成。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物體位置測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)簡要工作原理：通 過按鍵 輸入需要控制的端口的狀態(tài)及地址，信號(hào)經(jīng)過PT2262 編碼后通過超聲波發(fā)射電路發(fā)送出去，超聲波接收電路將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)過 PT2272 的解碼，然后發(fā)送到控制器控制 系統(tǒng)中 。 超聲波是聲波大家族中的一員。 超聲波是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的，可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播，具有定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 超聲波具有如下特性： 1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。 本設(shè)計(jì)就是應(yīng)用超聲波攜帶控制數(shù)據(jù)信號(hào)，完成信號(hào)數(shù)據(jù)的傳輸 ，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)系統(tǒng)的 控制的目的。 PT2262/2272特點(diǎn)： CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少， RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬： ～ 15v ，數(shù)據(jù)碼為 4位 時(shí) ， 此時(shí) 地址碼 可達(dá) 6561種。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁 圖 PT2262 引腳圖 PT2262芯片引腳排列圖如圖 ，其各引腳功能如下： A0～ A5 為地址輸入端，地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼可編制成 3種狀態(tài) (“1”， “0”和開路 )。最大編碼容量為 123 531441? TE 端為發(fā)射使能端，低電平有效。 DOUT 端輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制在 38 kHz載波上。 PT2272的 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁 A0～ A7端是芯片的地址碼設(shè)置端口，只有接收端的地址碼和發(fā)射端的地址碼設(shè)置完全相同，輸出端才有輸出信號(hào)。 圖 PT2272外形圖及引腳圖 PT2272引腳圖如圖 ，其各引腳功能如 下： A0A11 地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為 “0”， “1”， “f”(懸空 )，必須與 2262一致，否則不解碼 D0D5 地址或數(shù)據(jù)管腳，當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí)，只有在地址碼與 2262一致，數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平，否則輸出為低電平，鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換。 T4016 兩端的振蕩波形近似于方波，電壓振幅接近電源電壓。其中發(fā)射芯片PT2262IR 將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變 得非常簡潔。地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個(gè)窄脈沖表示 “0”；兩個(gè)寬脈沖表示 “1”；一個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖表示 “F”， 也就是地址碼的 “懸空 ”，其編碼時(shí)序波形如圖 所示。 超聲波發(fā)射模塊工作原理 眾所周知 ,電子裝置可以采用 超聲波、紅外線 或無線電波作為媒介來傳輸信息、進(jìn)行控制 ,但從控制距離和抗干擾能力來說 ,超聲波的優(yōu)勢明顯 ,并且可以用簡單的電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制 和定位、檢測等 。這 里采用的是超聲波發(fā)射傳感器 T4016。超聲波傳感器包括三個(gè)部分：超聲換能器、處理單元和輸出級(jí)。 圖 T40系列超聲波傳感器外形和符號(hào) 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。主要取決于晶片， 機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。 接收傳感器是把收到的超聲波轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)，業(yè)內(nèi)稱做壓電轉(zhuǎn)換；發(fā)射傳感器是把設(shè)備送來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)，然后發(fā)射到材料中，稱做壓電逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)。 R4016 的外形及一些特性通 T40 基本相同，這里不再多說。 直流穩(wěn)壓 電源主要有電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成 ， 圖 ，其中 U1為電網(wǎng)電壓 。它的作用是盡可能地將單向脈沖電壓中的脈動(dòng)成分濾掉，是輸出成為比較平滑的直流電壓。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 結(jié) 論 在以人為主的自然界里到處都充滿著可被人們利用的寶貴財(cái)富，聲波就是其中一種，特別是超聲波得到了廣泛的應(yīng)用。但本電路決不僅僅限于室內(nèi)照明 的應(yīng)用，稍加改造也適合于其他場所的應(yīng)用，這大大方便人類的生活，同時(shí)再一些危險(xiǎn)的工作場所也保障而來人類的安全，是人類的生活更加安全、方便、高效。在此過程中，不但有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，還有動(dòng)手實(shí)踐方面的工作，讓自己受益匪淺。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師 ，教授平日里工作繁多，但在我做畢 業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出 實(shí)習(xí) 到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整