【導讀】Abstract. 目錄

　　

【正文】 是 和 200k 的組合，如圖 所示： 圖 編碼模塊和解碼模塊的振蕩電阻 編碼芯片 PT2262 PT2262 的 引腳如圖 所示。 圖 PT2262 引腳圖 24 各管腳 的說明如表 所示。 表 PT2262 管腳說明 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼 、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字， 2262 每次發(fā)射時至少發(fā)射 4 組字碼， 2272 只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的 “1”驅(qū)動相應的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動 VT 端同步為高電平。 地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示 “ 0” ；兩個寬脈沖表示 “ 1” ；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示 “ F” 也就是地址碼的 “ 懸空 ” 。 因為無線發(fā)射的特點，第一組字碼非常容易受 到 零電平干擾，往往會產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理。如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 無法 接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全 受控 于 PT2262 的 17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調(diào)制）相當于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。 解碼芯片 PT2272 2272 是與 2262 配對使用的一塊遙控解碼專用集成電路。采用 CMOS 工 藝制造，它最大擁有 12 位的三態(tài)地址管腳，可支持多達 531441（或 312）個地址的編碼。因此極大的減少了碼的沖突和非法對編碼進行掃描以使之匹配的可能性。 2272 有很寬的工作電壓范圍（ 2~13v）和較強的噪聲抑制能力， PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只 25 要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。 M 表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的 6 和 4 表示有幾路并 行的控制通道，當采用 4 路并行數(shù)據(jù) 時 ，對應的地址編碼應該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時，對應的地址編碼應該是 6 位。 PT2272/SC2272 的管腳圖 PT2272/SC2272 的管腳圖 如圖 所示。 圖 2272 引腳圖 PT2272/SC2272 的管腳說明 PT2272/SC2272 的管腳說明 如表 所示。 表 2272 管腳說明 26 PT2272 的功能描述 PT2272 對從 Din 端子送入的信號進行解碼。所送入的編碼波形被譯成字碼，它含有碼地址位，數(shù)據(jù)位和同步位，解碼出來的地址 碼與所設置地址輸入端進行比較。如果所設置的地址與連續(xù) 2 個字碼匹配，則 PT2272 做以下動作： a、 當解碼得到有“ 1” 數(shù)據(jù)時，驅(qū)動相應的數(shù)據(jù)輸出端為高電平； b、 驅(qū)動 VT 輸出為高電平。 （ 1） 射頻工作方式 a、位碼 位碼是編碼波形的基本單元，可分為 AD 位 (地址，數(shù)據(jù) )和 SYNC 位 (同步 )。 根據(jù)相應端子電平的低、高 或懸空狀態(tài)， AD 位可分別置為“ 0”，“ 1”或“ f”，每位波形由兩個脈沖周期構(gòu)成，每個脈沖周期含有 16 個時鐘周期， 如圖 所示。 圖 位碼波形圖 這里， a=2*時鐘振蕩周期，位“ f” 僅對碼地址有效。 同步位的長度是 4 個 AD 位的長度 ,含一個 1/8AD 位寬度的脈沖，如圖 所示。 圖 同步位波形 b、字碼 一組位碼構(gòu)成了字碼 ， 字碼由 12 位 AD 位碼再緊跟 1 位 SYNC 位碼構(gòu)成 。 12 位 27 AD 位碼是地址碼位還是數(shù)據(jù)碼位由 PT2272 的不同后綴規(guī)格規(guī)定，請參閱 表 。 表 字碼 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 SYNC （ 2） 單電阻振蕩器 PT2272 內(nèi)置的振蕩回路 。 通過在 OSC1 和 OSC2 端外接一個電阻可構(gòu)成一個精密的振 蕩器。為確保 PT2272 能正確地對接收到的波形解碼，要求 PT2272 的振蕩頻率與PT2262 的頻率相匹配。 a、 字碼 字碼由位碼構(gòu)成，構(gòu)成方式同射頻方式下的字碼構(gòu)成方式。 b、 幀碼 同樣的，幀碼由字碼構(gòu)成，構(gòu)成方式同射頻方式下的幀碼構(gòu)成方式。 （ 3） 有效接收確認 當 PT2272 收到編碼信號時，它會通過下面兩個標準檢查信號的有效性： a、 它必須是一個完整的字碼； b、 碼地址必須與接收電路的碼地址端子上的設置一致。 當進行兩個連續(xù)有效的接收后， PT2272 會將接收到的數(shù)據(jù)在相應的數(shù)據(jù)輸出端輸出，并將 VT 置為高電平。它們的定時關(guān)系如圖 所示： 圖 2272 輸入輸出波形的定時關(guān)系 28 （ 4） 鎖存型或瞬態(tài)型數(shù)據(jù)輸出 PT2272 根據(jù)其后綴的不同，其數(shù)據(jù)輸出類型可分為鎖存型和瞬態(tài)型。鎖存型的PT2272LX 在接收到有效編碼后將數(shù)據(jù)輸出，并將數(shù)據(jù)一直保存到下一次接收到有效編碼。而瞬態(tài)型的 PT2272MX 在接收到有效編碼后，只是將數(shù)據(jù)瞬輸出，接收結(jié)束后，并不保留。 具體波形 請 參考圖 。 圖 瞬態(tài)型和鎖存型輸出波形對比 （ 5） PT2272 的工作流程 a、 上電后 PT2272 進入待機狀 態(tài)； b、 檢查有否接收信號。若無接收信號，仍停留在待機狀態(tài)；否則在收到信號后，進行接收碼地址與設置碼地址比較； c、 當接收地址與設置地址相互匹配時，數(shù)據(jù)存于寄存器中。當檢查到連續(xù)兩幀的碼地址都匹配，且數(shù)據(jù)都一致時，相應的數(shù)據(jù)輸出端有輸出，并且驅(qū)動 VT 輸出。當連續(xù)兩幀的碼地址不匹配時， VT 不會被驅(qū)動，對于瞬態(tài)輸出型來說，輸出數(shù)據(jù)復位，而對鎖存型輸出，則輸出數(shù)據(jù)維持原態(tài)。 PT2262 和 PT2272 芯片的地址編碼設定和修改 在通常使用中，我們一般采用 8 位地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼 。 這時編碼電路 PT2262 和解碼 PT2272 的第 1～ 8 腳 為地址設定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài) 。 3 的 8 次方為 6561，所以地址編碼不重復度為 6561 組，只有發(fā)射端 PT2262和接收端 PT2272 的地址編碼完全相同，才能配對使用 。 當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的 D1～ D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號，同時 VT 端也輸出解碼有效高電平信號。 29 在本次設計中，因為需要 6 路控制信號， 因此采用 6 位地址碼和 6 位數(shù)據(jù)碼的設計。地址碼采用 0f0f0f（ f 代表懸空） ， 如圖 所示。 圖 解碼模塊電路圖 主 芯片外部電路 主芯片復位電路 PIC16F877A 的復位引腳是 MCLR 引腳，當該引腳輸入低電平時芯片復位。根據(jù)該特點設計主控制板的復位電路 。 如圖 所示 ， reset 端連接的就是芯片的 MCLR 引腳，當 S2 按鍵未按下時， LED0 發(fā)光， reset 端處于高電平，此時芯片處于正常工作狀態(tài)；當 S2 按鍵按下時， LED0 熄滅， reset 端處于低電平，此時芯片進入復位狀態(tài)。 圖 復位模塊原理圖 30 時鐘系統(tǒng) PIC16F877A 單片機最大支持 20M 晶振，本次設計采用的是 12M 的晶振，電容采用 20pF 的 陶瓷電容，其原理圖如圖 所示： 圖 主芯片外部晶體振蕩器的連線圖 小結(jié) 本系統(tǒng)設計采用 穩(wěn)定可靠的 TX3 和 RX3 來實現(xiàn)無線電信號的發(fā)送與接收 ， 同時采用配套使用的 2262 和 2272 芯片來實現(xiàn)硬件編碼和解碼，最大限度得解放單片機資源，為系統(tǒng)以后的改進和優(yōu)化做 好準備 。 按照設計的要求，整個系統(tǒng)包括編碼模塊，無線發(fā)射模塊，無線接收模塊，解碼模塊，單片機控制模塊以及小車的控制電路模塊。 實驗證明該無線遙控 小車能夠按照遙控器發(fā)出的指令做出相應的動作，遙控距離遠，但是由于無線電本身的特點，在復雜的 環(huán)境中干擾較為嚴重，導致遙控距離縮短。 31 4 無線遙控 小車的軟件設計及實現(xiàn) 小車軟件設計流程 軟件的設計是以硬件為基礎的， 軟件要實現(xiàn)的功能都是要以正常的硬件為前提，若硬件無法正常工作，再優(yōu)秀的軟件也無法實現(xiàn)任何功能。同樣的，軟件是硬件的靈魂，沒有了軟件，再強大的硬件也只是一部廢鐵。我們在確定了一項設計所要實現(xiàn)的功能后，根據(jù)要實現(xiàn)的功能設計相應的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)搭建起來之后，若調(diào)試無誤， 才 進行相應的軟件模塊的設計 。 小車的軟件流程如圖 所示。 32 圖 無線遙控小車的軟件流程 關(guān)中斷， PWM 模塊初始化 設置相應的 IO 口 開中斷，輸出 PWM PORTB 端口是否為 0 高檔，輸出 100%PWM 信號 RB6 和 RB1 是否同時為 1 停止運行 后退 左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 前進 RB6 和 RB3 是否同時為 1 RB6 和 RB2 是否同時為 1 RB6 和 RB4 是否同時為 1 RB5 和 RB4 是否同時為 1 RB5 和 RB3 是否同時為 1 RB5 和 RB2 是否同時為 1 RB5 和 RB1 是否同時為 1 中檔，輸出 90%PWM 信號 高檔，輸出 80%PWM 信號 Yes No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes No No No No No No No No 33 信號的接收與處理 從流程圖看，單片機通電 后 ， 先初始化 PWM 模塊，輸出相應的 PWM 信號，然后用查詢法反復查詢 PORTB 是否有信號輸入。無信號輸入時保持原狀，當有信號輸入的時候，轉(zhuǎn)到 KEYSERVER 子函數(shù)進行判斷。若有符合條件的電平輸入則輸出相應的控制信號，然后繼續(xù)掃描是否有新的信號輸入；若沒有符合條件的電平，則繼續(xù)掃描新信號的輸入。 KEYSEVER 子函數(shù)： void KEYSERVER() { if((RB6==1)amp。amp。(RB1==1)) R=0xFF。 if((RB6==1)amp。amp。(RB3==1)) R=0xE6。 if((RB6==1)amp。amp。(RB2==1)) R=0xCC。 if((RB6==1)amp。amp。(RB4==1)) { RC7=0。 RC6=0。 RC5=0。 RC4=0。 } if((RB5==1)amp。amp。(RB4==1)) { RC7=0。 RC6=1。 RC5=0。 RC4=1。 } if((RB5==1)amp。amp。(RB3==1)) { RC7=0。 RC6=1。 34 RC5=1。 RC4=0。 } if((RB5==1)amp。amp。(RB2==1)) { RC7=1。 RC6=0。 RC5=0。 RC4=1。 } if((RB5==1)amp。amp。(RB1==1)) { RC7=1。 RC6=0。 RC5=1。 RC4=0。 } } 之所以采取兩個電平的驗證，而不采取單電平驗證，是因為在實際調(diào)試過程中，無線遙控只按一個按鈕（也就是數(shù)據(jù)碼只有一個高電平 ）的話， RX3 接收不到信號，但是如果同時按兩個按鈕的話， RX3 就可以收到信號，這個原因至今仍未弄清， 因此軟件針對這一點改成兩個 電平的驗證。 PWM 信號的控制 PIC16F877A 內(nèi)置兩個 PWM 模塊，可以由 CCP1 和 CCP2 引腳輸出兩路具有 10 位分辨率的 PWM 信號。因為 CCP1 引腳對端口數(shù)據(jù)鎖存器是復用的，因此在輸出 PWM信號之前應先將 TRISC（ 2）位清零以使 CCP1 腳成為輸出。 CCP2 和 CCP1 的初始化過程都一樣，下面具體講述 CCP1 的工作流程。 35