仝兆景 張培玲 劉群坡 張 科

河南理工大學 河南焦作 454000

多功能無線遙控裝置的研究與設計

仝兆景 張培玲 劉群坡 張 科

河南理工大學 河南焦作 454000

介紹了基于MICRF芯片的多功能無線遙控裝置的實現(xiàn)，闡述了各關鍵模塊電路的結構及工作原理，實現(xiàn)了一對多的無線遙控功能。該裝置可實現(xiàn)MICRF芯片與傳統(tǒng)單片機的連接，擴充了傳統(tǒng)51單片的功能，具有穩(wěn)定性強的特點和一定的實用價值。

無線遙控；MICRF芯片；單片機

隨著傳感器檢測、單片機技術的不斷發(fā)展，無線遙控裝置在電子設計制作、家電、汽車等領域應用日趨廣泛深入。目前常用的遙控方式主要有超聲波遙控、紅外線遙控、無線電遙控等。由于無線電波可在很大區(qū)域和空間內實現(xiàn)，故已成為遙控的主要方式。

本文通過基于MICRF芯片的無線數(shù)據收發(fā)模塊的多功能無線遙控裝置的設計，介紹了無線發(fā)射模塊和接收模塊的相關電路設計、模塊與51單片機的接口實現(xiàn)，可實現(xiàn)多路遙控控制功能，如對小型電機、指示燈、光電管、報警器等的無線控制。

一、多功能無線遙控裝置設計框圖

本多功能無線遙控裝置是基于AT89C2051單片機開發(fā)的智能遙控器，通過單片機將需要指令進行存儲處理，在發(fā)射信號時自動選擇對應發(fā)射模塊，集多個不同設備遙控器的功能于一體，實現(xiàn)“一對多”的多路遙控功能，可實現(xiàn)對多個對象的遙控。如圖1所示多功能無線遙控裝置包括電源、單片機、鍵盤、發(fā)射模塊和接收模塊，并有發(fā)射、接收指示。

圖1 多功能無線遙控裝置設計框圖

二、多功能無線遙控裝置硬件電路

多功能無線遙控裝置由兩大關鍵模塊組成，即發(fā)射模塊和接收模塊。發(fā)射模塊由按鍵編址電路、編碼電路、無線發(fā)射電路構成，接收模塊由無線接收電路、解碼電路、信號處理電路及開關電路構成(如圖2所示)。

1.發(fā)射模塊和接收模塊

發(fā)射模塊和接收模塊選用美國Micrel公司生產的MICRF系列射頻芯片，它可工作在300～470MHz頻段；具有ASK調制和解調能力，抗干擾能力強，頻率穩(wěn)定性好；最大發(fā)射功率達-2.5dBm，接收靈敏度高達-107dBm；數(shù)據速率可達20Kb/s；工作電壓為4.75～5.5V：接收時電流3mA，發(fā)射時電流7.5mA。

發(fā)射模塊的核心芯片MICRF102采用Micrel公司最新的快速無線傳輸技術，內部由基準振蕩器、相位檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構成的合成器，發(fā)射偏置控制，RF功率放大器，天線調諧控制和變容二極管等電路，可實現(xiàn)數(shù)據輸入到無線輸出功能。

圖2 發(fā)射模塊和接收模塊

射頻接收芯片MICRF022是增強型接收器，它在MICRF001的基礎上增加了待機和喚醒功能。MICRF022有2種操作方式：固定模式(FIX)和掃描方式(SWP)。固定方式即常規(guī)的超外差接收方式，這種方式可以提供較好的選擇性和靈敏度：掃描方式使用寬RF頻譜專利技術，能夠接收低成本、不精確的發(fā)射信號。

無線電接收電路采用與射頻發(fā)射模塊MICRF102相配套的射頻接收模塊MICRF022來實現(xiàn)，MICRF022具有較寬的接收帶寬，功耗極低，可長期處于待機狀態(tài)（如圖3所示）。MICRF022的輸出端口直接與譯碼芯片PT2272相連接。當接收端的地址碼和發(fā)射端的地址碼設置完全相同時，譯碼芯片輸出端才有輸出信號。以將輸出信號與無線電發(fā)射電路相對應的開關信息送給信號處理控制電路，由控制電路控制相應的開關動作，否則，譯碼芯片不譯碼，信號處理控制電路不響應，開關電路也無任何開關動作。信號處理控制電路采用AT89C205l單片機來實現(xiàn)對輸入信號的處理和對開關電路的控制。

圖3 信號接收電路

2.無線收發(fā)電路與單片機的連接

無線收發(fā)電路可以直接與51系列單片機連接,實現(xiàn)單片機與單片機之間的串行數(shù)據無線傳輸。圖4是單片機與收發(fā)模塊的連接，無線收發(fā)模塊既可單獨構成接收電路(或發(fā)送電路)，如圖4(b)所示，也可組成集收發(fā)功能于一體的無線數(shù)據電路如圖4(a)所示。這種連接結構可應用于多種無線數(shù)傳的場合，如無線開關遙控、無線數(shù)據采集等。

圖4 單片機與收發(fā)電路的連接

擬發(fā)射的信號從單片機的TXD輸入,經MICRF102變換,從天線發(fā)出。接收信號從MICRF022的天線輸入，經變換后從DO輸出標準的數(shù)字量，數(shù)字量從RXD輸入到單片機。P1.0和P1.1是控制收發(fā)功能的。

三、結束語

基于MICRF收發(fā)的多功能無線遙控裝置，結構簡單，易于實現(xiàn)，且穩(wěn)定性較好，可實現(xiàn)完整的無線數(shù)據發(fā)射的接收功能，同時可大大減少設計和生產成本。該裝置可廣泛應用于生活與生產。由于它可在單片機與單片機之間，單片機與PC機之間構成一個點對點、一點對多點的無線串行數(shù)據傳輸通道，具有一定的工程應用價值和廣闊的應用前景。

[1]http://www.micrel.com

[2]韓克華，任西.遠程六路遙控編解碼收發(fā)系統(tǒng)的設計[J].電子元器件應用，2009，11（9）

[3]劉先任，江世明.基于MICRF芯片的無線數(shù)據傳送的研究[J].邵陽學院學報，2005，3

Research and design of multifunctional wireless remote control device

Tong Zhaojing, Zhang Peiling, Liu Qunpo, Zhang Ke
Henan polytechnic university, Jiaozuo, 454000, China

The realization of multifunctional wireless remote control device based on MICRF chips are introduced in this paper. It also expounds the key module circuits and working principle, analysis the realization of oneto-many control function. Communication between MICRF and SCM extends the function of tradition 51 SCM which made this device has good stability and practical utility.

wireless remote control; MICRF; SCM

2010-03-13

仝兆景，碩士，講師。張培玲，碩士，講師。