【正文】 J04E 采用條狀鍍金電感及優(yōu)化電路，無需外接天線，接收靈敏度優(yōu)于 J04C，采用一定硬度的鍍金電感調(diào)整接收頻點(diǎn)比采用微調(diào)電容調(diào)頻率的接收電路性能穩(wěn)定，即 使強(qiáng)烈振動(dòng)也不用擔(dān)心頻點(diǎn)偏離， J04E 具有較寬的接收帶寬，出廠時(shí)已調(diào)在 315M，與 F05 配套基本免調(diào)試，只要電源饋電及引線沒有太大分布參數(shù)即可處于正常接收狀態(tài)，鍍金電感約有177。 在介紹了 PT2272 之后，在此要對 J04E 信號接收裝置進(jìn)行簡單的介紹。 D0D3輸出與無線電發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的相對應(yīng)的開關(guān)信息給單片機(jī)電路，由單片機(jī)控制相應(yīng)的開關(guān)電路動(dòng)作。 PT2272 的A0A7 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。 芯片 PT2272 是與前面采用的編碼芯片 PT2262 對應(yīng)的解碼芯片。 VT: 輸出端，接收有效信號時(shí)， VT 端由低電平變?yōu)楦唠娖健? Din: 脈沖編碼信號輸入端。要求與 PT2262 設(shè)定的狀態(tài)一致。 J04E 具有較寬的接收帶寬，極低功耗，可長期處于守機(jī)狀態(tài)。接收控制系統(tǒng)主要完成的功能是首先對接收進(jìn)來的信號解調(diào)后進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)送單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)此數(shù)據(jù)去控制相應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作。 19 方案二：采用 J04E 模塊和 PT2272 編 碼芯片組合來實(shí)現(xiàn)遙控的接收部分。 MC145027 先接收 5 個(gè)地址碼，如果與本地址碼一致，則再接收 4 位數(shù)據(jù)并緩存與內(nèi)部，當(dāng)?shù)诙谓邮盏?5個(gè)地址碼仍然與本地址碼一致，再次接收的 4位數(shù)據(jù)與前次收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果兩次數(shù)據(jù)一致，則受 Vt作用將數(shù)據(jù)傳送到輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 此種方案要求編碼器和解碼器在配合使用時(shí)要求兩者的時(shí)鐘一致， MC145027 工作時(shí)，外部數(shù)據(jù)從 DI 輸入，當(dāng) A1— A5 與編碼器相關(guān)位送來的地 址數(shù)據(jù)相同時(shí)， Vt電平由低變高，開始接收編碼器送來的數(shù)據(jù)，再由 D0— D3 輸出，以控制相應(yīng)的裝置。 R C2時(shí)間常數(shù)應(yīng)為編碼器時(shí)鐘周期的 倍。 R C1時(shí)間常數(shù)應(yīng)為 MC145026 編碼器時(shí)鐘周期的 倍。下面是其各引腳的功能： DATA IN：編碼數(shù)據(jù)輸入端 D0— D3：對應(yīng) MC145026 的 D5— D8 腳發(fā)出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并且只辨認(rèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng) MC145026 的對應(yīng) 4個(gè)引腳處在“開路”狀態(tài)時(shí)， MC145027 解碼為“ 1”態(tài)電平。 接收模塊 TDC1809 是與 前面介紹的 TDC1808 配對的無線電接收 模塊，其外形圖如下： 圖 TDC1809 外形引腳圖 其各引腳功能為 : 18 Vcc: 電源正極端，工作電壓為 3— 12V Vss：電源負(fù)極端，通常接地 Data：數(shù)據(jù)輸出端，一般與編碼芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接 解碼芯片 MC145027 是 與前面所介紹的 MC145026 對應(yīng)的一組編碼解碼芯片。同時(shí)，也簡單 介紹一下 MC1045207 與 TDC10889 的配套方案。 遙控接收模塊 之前，在遙控發(fā)射模塊中介紹了兩種功能相差不大的方案，因?yàn)檫b控的發(fā)射和接收是兩個(gè)對應(yīng)的模塊，所以在這節(jié)也同樣有兩個(gè)方案。如采用 CPU 編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾，若是通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于 10ms。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近 F05 的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果， FO5C 對過寬的調(diào)制信號易引起調(diào)制效率下降，收發(fā)距離變近。 F05C具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為 3V 時(shí)，發(fā)射電流約 2mA，發(fā)射功率較小， 12V 為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約 58mA，大于 l2V 直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。 F05C 如下圖所示： 圖 F05C引腳圖 F05C 是無線電發(fā)射電路中一種新型的發(fā)射模塊， 它具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除對射頻電路的影響，信號直接耦合，性能穩(wěn)定。 15 和 16 腳間連一振蕩電阻，做與 PT2272 的匹配電阻用， 17腳作為數(shù)據(jù)輸出端連接到無線發(fā)射模塊 F05C 的 2 腳。 Dout 輸出的編碼信號是調(diào)制在 38kHz 載波上的， OSCOSC2 外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在 430k— 470k 之間選擇即可。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定， 要使解碼芯片 PT2272 能夠正常地接收并解碼信號產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片 PT2262 的地址狀態(tài)完全相同，也就是說，只要解碼芯片 PT2262 和編碼芯片 PT2272 的地址位同時(shí)接地，接高電平或懸空，那么解碼芯片就會(huì)有數(shù)據(jù)輸出。PT2262/2272 是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射 /接收芯片。如果 TE 保持低電平，則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)字，發(fā)送的波形與時(shí)序圖如下： 15 圖 MC145026的編碼波形 不管 TE在何時(shí)有低電平變?yōu)楦唠娖?，編碼的發(fā)送工作均必須等到當(dāng)前發(fā)送周期結(jié)束以后才能停止。 R， C， Rs外接電阻電容決定其內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的振蕩頻率。利用不同的組合與 MC145027 配對可以有不同的編碼。 A0/D0— A8/D8：地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用，編碼后有數(shù)據(jù)輸出端輸出。 Vss：電源負(fù)極端，通常接地。 TE：發(fā)送控制端，該腳為低電平時(shí)有效，編碼器開始發(fā)送編碼，平常由上拉電阻保持該腳為高電平。數(shù)據(jù)選擇與緩沖電路將電路的并行碼變?yōu)榇写a并輸出。時(shí)鐘振蕩器及分頻器向整個(gè)編碼器提供基準(zhǔn)時(shí)鐘，以協(xié)調(diào)各部分的工作。其外形引腳圖如下： 圖 TDC1808外形引腳圖 TDC1808 個(gè)引腳 功能為： Vcc:電源正極端，工作電壓為 3— 12V Vss：電源負(fù)極端，通常接地 Data：數(shù)據(jù)輸入端，一般與編碼器的數(shù)據(jù)輸出端相連 第 4 腳：因?yàn)槭菬o線發(fā)射，所以該腳可有可無，是信號發(fā)射端 發(fā)射頭 TDC1808 采用 的是 250MHz 超高頻， 因此 具有很高的抗干擾能力 。另外 TDCl808 在使用時(shí)還具有 A、 B 兩種連接方法：無調(diào)制的信號或外接各種調(diào)制信號發(fā)射，例如：音頻調(diào)制或數(shù)碼調(diào)制等。 TDC1808 和后面要介紹的 TDC1809 是一對 應(yīng)用頻率范圍很廣 的 遙控發(fā)射 和 接收 芯片 。 13 遙控發(fā)射模塊 此次設(shè)計(jì)中遙控發(fā)射及接收是最主要的兩個(gè)模塊，因此在這對兩個(gè)模塊方案的選取，也是完成設(shè)計(jì)不可缺少的一部分。若頻率為 12MHz,可以保證可靠的上電復(fù)位。所需高電平時(shí)間的長短與 Vcc 上升時(shí)間和振蕩器起振時(shí)間有關(guān)。在上電的瞬間，電容兩端電壓不能突變，倒向器輸入端為低電平， RESET 保持高電平，隨之＋ 5V通過電阻 R1給電容充電，倒向器輸入端逐漸上升為高電平，輸出為低電平。單片機(jī)通常采用上電復(fù)位方式和開關(guān)復(fù)位兩種方式，其電路如圖 所示 圖 復(fù)位電路 在 RST復(fù)位端接 74LS04反向器。另外，該引腳還具有復(fù)用功能，只要將 Vpd 接 +5V 備用電源，一旦 Vcc電位突然下降或斷電，能保護(hù)片內(nèi) RAM 中的信息不會(huì)丟失，復(fù)電后能夠正常工 作。但初始值不影響片內(nèi) RAM狀態(tài)，只要該引腳保持高電平， MCS51 將循環(huán)復(fù)位。 圖 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 RST/Vpd：單片機(jī)復(fù)位信號引腳 時(shí)鐘電路工作后，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位，復(fù)位后片內(nèi)寄存器狀態(tài)是一定的。 C C4的大小對振蕩頻率有微小的影響，本系統(tǒng)采用的是 20p F。 XTAL2 輸一個(gè)正弦波。 如下圖 所示 ，片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生電路。最小系統(tǒng)中的時(shí)鐘電路就是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)的所有操作均在時(shí)鐘脈沖的同步下進(jìn)行，時(shí)鐘電路控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。 圖 單片機(jī) AT89C52引腳圖 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路 就是產(chǎn)生 像 時(shí)鐘 一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。在選定單片機(jī)以后，即可對其他各模塊的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 AT89C52 單片機(jī)是一種低功耗、高性能的 8 位 CMOS單片機(jī)，它內(nèi)部集成了 8KB的 flash程序存儲(chǔ)器，這種 flash存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除，使程序的 調(diào)試非常方便。在本次設(shè)計(jì)中， 8位的單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。另外，單片機(jī) 內(nèi)部功能強(qiáng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用靈活，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，這也使應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡單，且性能價(jià)格比高，容易產(chǎn)品化。 按鍵 編碼電路 無線發(fā)射裝置 鍵盤輸入 輸出顯示 驅(qū)動(dòng)輸出 微處理器 遙控接收裝置 解碼電路 E2PROM 存儲(chǔ)器 9 3 硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 電子密碼鎖大多采用單片機(jī)作為中央處理器，單片機(jī)體積小卻包含了計(jì)算機(jī)的基本功能部件，能夠滿足很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ布δ艿幕疽蟆? 遙控部分的工作原理如下：默認(rèn)狀態(tài) CPU 處于掉電狀態(tài)，遙控接收模塊和 PT2272一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)遙控接收模塊接收到已調(diào)信號，經(jīng)過解調(diào)還原成原來的方波信號，這些方波信號經(jīng)過電壓匹配處理，輸入給解碼芯片 PT2272 產(chǎn)生輸出，這個(gè)輸出將 CPU 從掉電模式中喚醒，使 CPU 處于正常工作狀態(tài)， CPU 接收數(shù)據(jù)，然后 CPU 對接收到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的操作結(jié)果。 （ 2）遙控接收電路 遙控接受電路是本系統(tǒng)最主要的部分，其原理框圖 如圖 所示。 8 圖 遙控發(fā)射原理框圖 工作原理：用 12V 電源供電，當(dāng)按鍵按下時(shí)， PT2262 上電，發(fā)射電路上電， PT2262將按鍵的狀態(tài)編碼產(chǎn)生方波，采用 315 MHz 高頻頻率作為載波信號，在經(jīng)過調(diào)制（將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號），由發(fā)射電路發(fā)射出去。它與后面要介紹的解碼芯片 PT2272 是一對專用的信號編碼解碼芯片。 （ 1）遙控發(fā)射器 該模塊由鍵盤，編碼芯片和發(fā)射電路組成，原理框圖 如圖 所示。 此外，該系統(tǒng)具有體積小，成本低性能可靠，使用方便等特點(diǎn)。 采用特定的編碼解碼技術(shù)還可以防止無線電波的相互干擾，從而使其抗干擾能力很強(qiáng)。 7 2 總體方案 技術(shù)要求及主要特色 一、技術(shù)要求 以單片機(jī)為核心，結(jié)合 無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)密碼鎖遙控系統(tǒng)。在國外發(fā)展比較早，所以應(yīng)用也比較廣泛，主要在家庭裝較貴重地方，銀行，保險(xiǎn)柜等 應(yīng)用較多，在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管自己開發(fā)或是引進(jìn)都有，在重要地方應(yīng)用也較多，由于價(jià)錢比普通彈子鎖較貴，早幾年應(yīng)用較少，現(xiàn)在越來越普及到平?；磥淼陌l(fā)展也會(huì)越來越被大眾采用，由于它的功能、安全是彈子鎖無法相比的。使用這類電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管卡，尤其丟失了必須盡快取消該卡的授權(quán)。目前接觸式卡的技術(shù)成熟、價(jià)格較低，應(yīng)用也 較為廣泛；非接觸式卡使用隱蔽、方便，大有后來居上之勢。使用遙控式電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管遙控器。 6 此外，遙控式電子防盜鎖利用窄 角度的光傳輸密碼，優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量可以很大、速度極快、人眼識(shí)別不出來，又無法在光路徑上以儀器捕獲信號試圖復(fù)制，因此保密性極高。因此，在輸入密碼的過程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯(cuò)誤碼若干次或若干時(shí)間內(nèi)輸入不正確，即“封鎖”鍵盤，不再接受輸入操作。但是密碼不能太簡單，太簡單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者可能被旁觀者窺測出來，造成保密性不足。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)，使用戶在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式電子密碼鎖的不足。 無線電作為新一代的無線外設(shè)解決方案，具有繞射和穿透特性，在 有效工作范圍內(nèi)，無線設(shè)備可以不受角度、方向和障礙物的限制而自由使用。但有點(diǎn)不足的是，目前市場上的電子密碼鎖系統(tǒng)大多采用的是固定鍵盤式