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文檔簡(jiǎn)介
1、防丟器設(shè)計(jì)目 錄緒 論- 1 -0.1課題的背景與意義- 1 -0.2電子防丟器的功能原理- 1 -0.3電子防丟器的特點(diǎn)- 1 -0.4設(shè)計(jì)任務(wù)與基本要求- 2 -0.4.1基本要求- 2 -0.4.2 擴(kuò)展功能- 2 -1.研究系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 3 -1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖- 3 -1.2 方案比較與論證- 3 -1.2.1 編碼譯碼電路- 3 -1.2.2 發(fā)射電路- 4 -1.2.3 接收電路- 4 -1.3收發(fā)電路的通訊方式比較- 4 -1.3.1 紅外線無(wú)線通訊方式- 4 -1.3.2 藍(lán)牙無(wú)線通訊方式- 5 -1.3.3超短波無(wú)線通訊方式- 5 -1.3最終選擇方案- 6 -1.5主要器
2、件介紹- 6 -1.5.1 PT2262/PT2272 簡(jiǎn)介- 6 -1.5.2 PT2262/PT2272 芯片說明- 7 -1.5.3 PT2262編碼格式101.5.4振蕩電阻131.5.5 LM311P電壓比較器集成電路132.系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)152.1 發(fā)射電路模塊設(shè)計(jì)152.1.1 發(fā)射電路原理與分析152.1.2 發(fā)射模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算162.2 接收電路模塊設(shè)計(jì)182.2.1 接收電路原理與分析182.2.2 接收模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算192.3 編解碼電路模塊設(shè)計(jì)222.3.1 編碼電路工作原理222.3.2 解碼電路工作原理232.3.3 編解碼模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算242.4 總體電
3、路圖252.5 通訊協(xié)議和工作模式設(shè)計(jì)262.5.1通訊協(xié)議262.5.2 工作模式設(shè)計(jì)263.系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果與分析273.1 調(diào)試方法與儀器273.2調(diào)試步驟與測(cè)試數(shù)據(jù)273.2.1 高頻收發(fā)信號(hào)的調(diào)試273.2.2 報(bào)警距離的調(diào)試293.2.3 多套系統(tǒng)ID識(shí)別的調(diào)試303.2.4 系統(tǒng)功耗調(diào)試303.2.5 系統(tǒng)創(chuàng)新部分的調(diào)試313.3 低功耗方案的改進(jìn)313.4 測(cè)試結(jié)果分析與總結(jié)32 4.程序附錄-32 緒 論 0.1課題的背景與意義隨著社會(huì)的進(jìn)步,現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快,在快節(jié)奏的都市生活中,人們外出的機(jī)會(huì)也越來越多,很多人常常會(huì)丟三落四,常常會(huì)記不清楚把手提包放在那里,或者把電話弄丟
4、,更要命的是有時(shí)候帶孩子上街,稍不留意孩子就跑丟了,隨身帶的提包有時(shí)候也不免被小偷盯上,在等車等船時(shí),稍不留意,小偷就會(huì)拎走你的包,如果小孩走丟,那就更焦急,所以為了防止這類事情的發(fā)生,電子防丟失報(bào)警器就應(yīng)運(yùn)而生。電子防丟器小巧玲瓏,便于攜帶,廣泛用于手機(jī),錢包,箱包,小孩等貴重物(人)品的防偷及防丟之用。其距離在一定范圍內(nèi)可有任意調(diào)節(jié),具有防丟,尋找,警音(或附帶振動(dòng)等功能),省電,環(huán)保,性能穩(wěn)定可靠。方便適用,是生活中必不可少。電子防丟器接上功放還可以當(dāng)收音機(jī),不但可以防丟防、防盜,還可以休閑娛樂,男女老少皆可使用,有很好的市場(chǎng)前景,將會(huì)被廣泛用在將來的生活中。因此,我選擇了研究電子防丟器
5、。 0.2電子防丟器的功能原理電子防丟器是一種能探測(cè)出距離遠(yuǎn)近的高科技電子裝置,它能防止您攜帶的貴重物品遺失(如手機(jī)、手提電腦、攝像機(jī)、重要文件、手包、汽車鑰匙、包裹等),防止隨行的兒童走失、防止寵物跑丟。具有高效、安全、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),因而出現(xiàn)后即得到了迅速發(fā)展。電子防丟器是由子機(jī)和母機(jī)組成,不是同一套的子母機(jī)編碼不一樣,不會(huì)相互干擾,無(wú)線發(fā)射頻率各不相同。子機(jī)由編碼電路和無(wú)線發(fā)射電路組成,母機(jī)由再生式接收、解碼、報(bào)警和電源等電路組成。再生式接收電路如接收到發(fā)射的無(wú)線信號(hào),經(jīng)檢波還原出編碼信號(hào),送至解碼電路解碼,解碼電路解出信號(hào),送至報(bào)警電路。超過限定距離,收到信號(hào)過弱,解碼電路解碼不出信
6、號(hào),報(bào)警電路報(bào)警。 0.3電子防丟器的特點(diǎn)本文所設(shè)計(jì)的電子防丟器主要采用臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路PT2262/PT2272,它們分別有8位(A0-A7)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供6561個(gè)地址碼,最多可以有4位(D0-D3)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。PT2262采用貼片封裝,可減小整機(jī)的體積。最重要的是PT2262/PT2272的編碼必須一致,否則地址碼不同將不能解碼。其特點(diǎn)如下:1. 使用方便,適用性廣。電子防丟器是由子機(jī)(發(fā)射機(jī))和母機(jī)(接收機(jī))兩部分組成,體積小巧,便于攜帶,不會(huì)對(duì)外出造成任
7、何負(fù)擔(dān),所以可以廣泛用于手機(jī)、錢包、箱包、小孩等貴重物品或人身上防丟及防偷之用。2. 功能齊全,性能穩(wěn)定。具有安全距離可任意調(diào)節(jié),防丟和尋找功能。其報(bào)警方式為警音提示或者附帶振動(dòng)功能。3. 外觀新穎,綠色環(huán)保。機(jī)器的外觀設(shè)計(jì)十分小巧精美,且綠色環(huán)保、無(wú)輻射。電子防丟器的外表像個(gè)隨身攜帶的裝飾品,小巧玲瓏,重量?jī)H35.5g,可以掛在匙扣或腰帶上。 0.4設(shè)計(jì)任務(wù)與基本要求 0.4.1基本要求1. 采用單片機(jī)作為主控芯片,主要用于數(shù)據(jù)識(shí)別和控制報(bào)警。制作無(wú)線電發(fā)射、無(wú)線電接收裝置各一個(gè),其中一個(gè)置于錢包或手機(jī)(假設(shè)為A部分),另一個(gè)隨身攜帶(假設(shè)為B部分)。正常情況下不報(bào)警。當(dāng)發(fā)射接收模塊相距大于
8、某范圍時(shí),表示錢包或手機(jī)已經(jīng)被人偷走,另一半裝置報(bào)警,在該范圍內(nèi)則不報(bào)警。2. 調(diào)制方式采用調(diào)幅式和調(diào)頻式任選。3. 采用超外差方式接收。4. 作用距離為10m。5. 發(fā)射功率不大于10mW。 0.4.2 擴(kuò)展功能1. 制作多套裝置(實(shí)際制作兩套),要求不同的發(fā)射模塊能唯一識(shí)別唯一的對(duì)應(yīng)模塊,而不受其他模塊干擾。2. 采用3V扣電池。3. 報(bào)警距離可調(diào)。4. 實(shí)現(xiàn)論證并實(shí)現(xiàn)低功耗方案,要求方案合理可行(例如采用間歇工作方式,就需要提出有效的同步措施和握手規(guī)范等)。 1.研究系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖編碼高頻發(fā)射高頻接收載波檢波放大整形報(bào)警解碼 1.2 方案比較與論證 1.2.1 編碼譯碼電
9、路方案一:由RC電路和三極管等分立元件組成多諧振蕩器。其電路優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、廉價(jià),但電路工作頻率單一,雖然可以通過調(diào)節(jié)RC參數(shù)改變電路頻率,但實(shí)現(xiàn)起來比較困難,識(shí)別能力有限,因此難以有效地進(jìn)行ID識(shí)別。方案二:采用集成芯片M7216。M7216是一款低電壓遙控編碼芯片,內(nèi)碼共有20位元100萬(wàn)組(2的20次方),降低使用中編碼重復(fù)的機(jī)率;低工作電壓。其缺點(diǎn)是譯碼部分需要利用可編程邏輯器件,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜。方案三:采用PT2262/2272編解碼芯片。PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價(jià)位、通用編解碼電路,設(shè)定的地址碼最多可達(dá)2的12次方組,采用串行輸出
10、,方便無(wú)線傳輸。根據(jù)電子防丟器的實(shí)際要求,需要盡量做到電路簡(jiǎn)單、功耗低,ID可識(shí)別,因此我們選擇方案三。 1.2.2 發(fā)射電路方案一:采用單管發(fā)射電路。由單個(gè)三極管及阻容、電感等元件構(gòu)成的無(wú)線發(fā)射電路具有電路簡(jiǎn)單,調(diào)試方便的特點(diǎn),適合于短距離無(wú)線傳輸,但由于其電感容易受到外界影響,易出現(xiàn)跑頻。方案二:利用分立元件構(gòu)成多管發(fā)射電路,其電路特點(diǎn)是工作較為穩(wěn)定,傳輸距離較遠(yuǎn),缺點(diǎn)是多級(jí)調(diào)試難度非常大(除非有一定的高頻電路經(jīng)驗(yàn),否則難以調(diào)出來)。方案三:利用BA1404、MC2833等FM發(fā)射專用芯片,只需少量外圍元件即可方便的調(diào)出穩(wěn)定的無(wú)線信號(hào),由于設(shè)計(jì)要求不能使用專用的接收發(fā)射模塊,而題目要求的距
11、離較短,使用專用的芯片顯得有些大材小用。由于題目要求的距離短,所以本電路采用的是分立元件單管發(fā)射。 1.2.3 接收電路 方案一:采用超再生式接收電路。超再生式接收電路具有電路簡(jiǎn)單、使用元件少、具有一定靈敏度的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是選擇性較差,噪聲較大。 方案二:采用超外差式接收電路。超外差式接收機(jī)優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定,抗干擾能力好,和單片機(jī)配合時(shí)性能比較穩(wěn)定,缺點(diǎn)是靈敏度比超再生低,價(jià)格遠(yuǎn)高于超再生接收機(jī),而且近距離強(qiáng)信號(hào)時(shí)可能有阻塞現(xiàn)象。 本電路需要距離短,且接收的是數(shù)字信號(hào),我們采用超再生式接收電路,即使噪聲較大,通過整形濾波也能很好的把數(shù)字信號(hào)很好的還原出來。 1.3收發(fā)電路的通訊方式比較 1.3.1
12、 紅外線無(wú)線通訊方式 紅外線傳輸是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn),因而,繼彩電、錄像機(jī)之后,在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中,在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下,采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成,應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作,發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器;接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 但是,由于紅外傳輸是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式,因此不能離的太遠(yuǎn),而且要對(duì)準(zhǔn)方向,且中
13、間不能有障礙物也就是不能穿墻而過,這完全不能達(dá)到無(wú)線電子防丟器的設(shè)計(jì)要求。 1.3.2 藍(lán)牙無(wú)線通訊方式 藍(lán)牙(Bluetooth)是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無(wú)線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)和聲音傳輸,其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps。通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。 藍(lán)牙的最大特點(diǎn)是傳輸信息量大,傳輸速率高(可達(dá)1Mbps).其傳輸最遠(yuǎn)為100米左右(實(shí)際有效距離是十多米),可加強(qiáng)信號(hào),可以繞彎,可以不對(duì)準(zhǔn),可以不在同一間房間,鏈接最大數(shù)目可達(dá)7個(gè),同時(shí)區(qū)分硬件。 但是,藍(lán)牙
14、技術(shù)還不夠成熟,而設(shè)備還相對(duì)比較昂貴,對(duì)于本設(shè)計(jì)而言,其無(wú)線傳送的只是信號(hào),并不要求傳輸數(shù)據(jù)或只需傳送極少的數(shù)據(jù)量,因此利用藍(lán)牙傳輸實(shí)在是大材小用而且浪費(fèi)資源。 1.3.3超短波無(wú)線通訊方式 超短波無(wú)線通訊是利用 110米波長(zhǎng)的電磁波進(jìn)行視距傳輸?shù)囊环N。超短波波段在 30MHz300MHz頻段,其匯總包括我們常聽到的無(wú)線廣播FM頻段。 近距離的超短波主要由發(fā)射機(jī)與接收機(jī)構(gòu)成,其收發(fā)電路搭建非常簡(jiǎn)單,只需少量分立元件即可實(shí)現(xiàn)??刹捎媚M調(diào)制方式或數(shù)字調(diào)制方式,其中數(shù)字調(diào)制方式主要有數(shù)字鍵控調(diào)頻電路(FSK)、數(shù)字鍵控調(diào)幅電路(ASK)、數(shù)字鍵空調(diào)相電路(PSK)三大類, ASK調(diào)制方式具有電路簡(jiǎn)
15、單、平均功率小、耗電少等優(yōu)點(diǎn),被廣泛由于短距離、小功率遙控電路設(shè)備中。 但是超短波無(wú)線收發(fā)電路如果使用分立元件制作出來其頻率不夠穩(wěn)定,易出現(xiàn)跑頻,其傳輸速度也比較有限。但從成本和實(shí)際的可操作性考慮,本丟失報(bào)警器采用超短波無(wú)線通訊方式,并且根據(jù)傳輸信號(hào)要求,采用數(shù)字鍵控調(diào)幅方式。 以上通訊方式比較如表:幾種收發(fā)電路的通訊方式比較通訊方式紅外線藍(lán)牙超短波工作頻率幾十KHz幾百KHz2.402GHz2.480GHz30MHz300MHz傳輸距離較近且必須直線對(duì)準(zhǔn)較近視功率而定技術(shù)水平很成熟不夠成熟很成熟傳輸速度慢快一般成本低高低 1.3最終選擇方案1. 采用PT2262/2272編解碼芯片作為實(shí)現(xiàn)I
16、D可識(shí)別的方案。2. 采用單管無(wú)線發(fā)射電路。3. 采用分立元件構(gòu)成采用超再生式接收電路對(duì)進(jìn)行接收。 1.5主要器件介紹 1.5.1 PT2262/PT2272 簡(jiǎn)介PT2262/PT2272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路,PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441 地址碼,PT2262 最多 可有6 位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼 從17腳串行輸出,可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由:地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的
17、碼字,解碼芯片PT2272 接收到信號(hào)后,其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后,VT 腳才輸出高電平,與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平,如果發(fā)送端 一直按住按鍵,編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí),PT2262 不接通電源,其17 腳為低電平,所以315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作,當(dāng)有按鍵按下時(shí),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(hào),當(dāng)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(hào),當(dāng)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(hào),從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ASK
18、調(diào)制)相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。 PT2262/2272特點(diǎn):1. CMOS 工藝制造,低功耗2. 外部元器件少3. RC 振蕩電阻4. 工作電壓范圍寬:2.6-15v5. 數(shù)據(jù)最多可達(dá) 6 位6. 地址碼最多可達(dá) 531441 種 1.5.2 PT2262/PT2272 芯片說明(一) PT2262 管腳說明:名稱管腳說 明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”, “1”,“f”(懸空),D0-D57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端,有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出,內(nèi)部下拉Vcc18電源正端()Vss9電源負(fù)端()TE14編碼啟動(dòng)端,用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射,低電平有效
19、;OSC116振蕩電阻輸入端,與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率;OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端;DOUT17編碼輸出端(正常時(shí)為低電平)(二) PT2272 管腳說明:名稱管腳說 明A0-A111-8、10-13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D0-D57-8、10-13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,鎖存型只在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端()Vss9電源負(fù)端()DIN14數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端,來自接收模塊
20、輸出端OSC116振蕩電阻輸入端,與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率;OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端;VT17解碼有效確認(rèn) 輸出端(常低)解碼有效變成高電平(瞬態(tài))(三) PT2262 性能參數(shù)表:參數(shù)符號(hào)參數(shù)范圍單位電源電壓Vcc-0.315V輸入電壓Vi-0.3Vcc+0.3V輸出電壓Vo-0.3Vcc+0.3V最大功率(Vcc=10V)Pa300mW工作溫度Topr-20+70儲(chǔ)存溫度Tstg-40+125(四) PT2272性能參數(shù)表:參數(shù)符號(hào)測(cè)試條件最小值典型值最大值單位電源電壓Vcc215V電源電流IccVcc=10V振蕩器停振A0A11 開路0.020.3ADout 輸出驅(qū)動(dòng)電
21、流IOHVcc=5V,VOH=3V-3mAVcc=8V,VOH=4V-6mAVcc=10V,VOH=6V-10mADout 輸出陷電流IOLVcc=5V,VOL=3V2mAVcc=8V,VOL=4V5mAVcc=10V,VOL=6V9mA輸出高電平VIH0.7VccVccV輸出低電平VIL00.3VccV1.5.3 PT2262編碼格式每組字碼之間有同步碼隔開,如果用單片機(jī)軟件解碼時(shí),程序只要判斷出同步碼,然后對(duì)后面的字碼 進(jìn)行脈沖寬度識(shí)別即可。一個(gè)字碼由 12 位 AD 碼(地址碼加數(shù)據(jù)碼,比如 8 位地址碼加 4 位數(shù)據(jù)碼)組成 , 每個(gè) AD 位用兩個(gè)脈沖來代表:兩個(gè)窄脈沖表示“0”;兩
22、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”。 PT2262 每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射 4 組字碼,PT2272 只有在連續(xù)三次檢測(cè)到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會(huì)把 數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動(dòng) VT 端同步為高電平。因?yàn)闊o(wú)線發(fā)射的特點(diǎn),第一組字碼非常容易受零電平干擾,往往會(huì)產(chǎn)生誤碼,所以程序可以丟棄處理 。 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) 只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài),直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M 表示非鎖存輸出,數(shù) 據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射
23、端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng),可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的 6 和 4 表示有 幾路并行的控制通道,當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M4),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位,如果采用 6 路 的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M6),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6 位。 PT2262/2272 地址碼的設(shè)定: 在通常使用中,一般采用 8 位地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼,這時(shí)編碼電路 PT2262 和解碼 PT2272 的第 18 腳為地址設(shè)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(fù)度為 6561 組,只有發(fā)射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地
24、址編碼完全相同,才能配對(duì)使用,例 如將發(fā)射機(jī)的 PT2262 的第 2 腳接地,第 3 腳接正電源,其它引腳懸空,那么接收機(jī)的 PT2272 只要第 2 腳接 地第 3 腳接正電源,其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí),接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 D1D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號(hào),同時(shí) VT 端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)三極 管放大,便可驅(qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載進(jìn)行遙控操縱。設(shè)置地址碼的原則是:同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致;不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。1.5.4振蕩電阻 PT2262 和 PT2272 除地址編碼必須完全一致外,振蕩電阻還必須匹配,否則接收
25、距離會(huì)變近,甚至無(wú)法接收,在具體的應(yīng)用中,外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),阻值越大振蕩頻率越低,編碼的寬度 越大,發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。相對(duì)來說 PT2262 用 1.2M,2272 用 200K 配套發(fā)射效果比較好。 目前 2262 和 2272 品牌比較多,振蕩電阻配套也比較混亂。還有 2272 解碼芯片的工作電壓的最小值和最大值也標(biāo)注不同,有的標(biāo)注在 2.4-6V 有 的是 2.4-15V 有的是 4-18V 使用時(shí)請(qǐng)注意查閱各廠家提供的技術(shù)資料。根據(jù)我們多年的的試驗(yàn)情況,各種 品牌的 2272 工作電壓在 3-5V 比較可靠,最低工作電壓 2.4V 沒有問題,最高工作電壓超過 5V
26、 易燒毀。特別需要注意 2272 的地址端高電平不得超過 18 腳的工作電壓。PT2262/PT2272的振蕩電阻一般按下述值配對(duì): PT2262 PT22721.2M 200K1.5M 270K2.2M 390K3.3M 680K4.7M 820K 1.5.5 LM311P電壓比較器集成電路 LM311的電壓比較器設(shè)計(jì)運(yùn)行在更寬的電源電壓:從標(biāo)準(zhǔn)的±15V運(yùn)算放大器到單5V電源用于邏輯集成電路。其輸出兼容RTL,DTL和TTL以MOS電路。此外,他們可以驅(qū)動(dòng)繼電器,開關(guān)電壓高達(dá)50V,電流高達(dá)50mA。 LM311P引腳排列 LM311P的引腳功能: GROUND/GND 接地 I
27、NPUT + 正向輸入端 INPUT - 反向輸入端 OUTPUT 輸出端 BALANCE 平衡 BALANCE/STROBE 平衡/選通 V+ 電源正 V- 電源負(fù) NC 空腳 LM311P內(nèi)部電路圖 2.系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 2.1 發(fā)射電路模塊設(shè)計(jì) 2.1.1 發(fā)射電路原理與分析發(fā)射電路的主要作用是完成以下三項(xiàng)任務(wù):1. 通過自身振蕩產(chǎn)生高頻正弦波信號(hào)。2. 對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。3. 對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大發(fā)射。 在品種眾多的振蕩電路中,LC三點(diǎn)式正弦波振蕩電路是目前應(yīng)用最為廣泛的振蕩電路。在三點(diǎn)式振蕩器電路中,振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)和晶體管的三個(gè)極分別相連。與晶體管發(fā)射極(E)相接的兩個(gè)元件應(yīng)為同性質(zhì)
28、電抗體(記為X1和X2),另一個(gè)和晶體管基極(B)、集電極(C)之間相接的元件應(yīng)為異性質(zhì)點(diǎn)抗體(記為X3),則必須滿足以下關(guān)系式 凡是按此規(guī)則組成的三點(diǎn)式振蕩電路,便滿足了振蕩電路的相位平衡條件要求。 振蕩器工作時(shí)的振蕩頻率可有以下公式推算 振蕩器除了要求滿足起振條件和振幅要求外,還有一項(xiàng)重要指標(biāo)就是頻率穩(wěn)定性,其相對(duì)頻率穩(wěn)定度為 本丟失報(bào)警器采用的是電容三點(diǎn)式的振蕩器。 其中LC組成一個(gè)諧振器,起到選頻作用:調(diào)整元件的參數(shù)可使發(fā)射頻率可以在7088MHZ之間,正好覆蓋調(diào)頻收音機(jī)TS范圍內(nèi)接收頻率,通過調(diào)整電感的數(shù)值,這里的繞線電感用環(huán)形天線,既做電感,又做天線,不僅調(diào)節(jié)方便,而且可以把能量最
29、大程度的發(fā)射出去,從而用較小的功耗就能輻射較遠(yuǎn)距離。拉伸或者壓縮線圈L1,可以方便地改變發(fā)射頻率,避開調(diào)頻電臺(tái)。2.1.2 發(fā)射模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 本發(fā)射電路采用電容三點(diǎn)式振蕩器,將振蕩信號(hào)通過LC進(jìn)行選頻,工作原理及參數(shù)計(jì)算如下: 調(diào)制發(fā)射電路原理圖(1)高頻三極管Q1選9018,截止頻率達(dá)到1G;電容C4、C5、C6組成一個(gè)電容三點(diǎn)式的振蕩器,C4用于諧振,要使頻率落在70到88MHz內(nèi),應(yīng)選20pF左右較合適,這里選18pF,C5、C6起正反饋?zhàn)饔茫闺娐樊a(chǎn)生振蕩,這里反饋系數(shù)C5/C6=1/13,考慮到三極管極間電容,C5、C6分別選5pF、100pF的瓷片電容; (2)C4、L1組成
30、一個(gè)諧振器,起到選頻作用:為使發(fā)射頻率可以在7088MHZ之間,正好覆蓋調(diào)頻收音機(jī)TS范圍內(nèi)接收頻率,盡量避開FM調(diào)頻電臺(tái),我們選C4為18pF,通過公式 可算得:這里的L1用環(huán)形天線,既做電感,又做天線,用長(zhǎng)20cm、直徑0.9mm左右的漆包線做成環(huán)形天線,通過改變天線的形狀可改變L值 (3)C1起到耦合作用,讓脈沖通過,可取1uF。 (4)可調(diào)電阻可以調(diào)節(jié)通過C1的脈沖幅度, 使編碼得到不同程度的調(diào)幅,這里調(diào)幅系數(shù)m=R6/(R3+R6)取0到2/3,取R3=51K,所以R6=100K的可調(diào)電阻; (5)C2、C8是電源濾波電容,因?yàn)榇箅娙菀话悴捎镁砝@工藝制作的,所以等效電感比較大,并聯(lián)一
31、個(gè)小電容C8可以使電源的高頻內(nèi)阻減小,C2選100uF電解電容,C8取103到104較合適,這里選103的瓷片電容。 (6)C3起高頻通路作用,選1nF較合適。 2.2 接收電路模塊設(shè)計(jì) 2.2.1 接收電路原理與分析接收電路的主要作用是完成以下三項(xiàng)任務(wù):1、對(duì)外界的信號(hào)進(jìn)行選擇,選出本級(jí)所需的信號(hào)。2、對(duì)選定的信號(hào)進(jìn)行解調(diào),還原出原調(diào)制信息。3、信號(hào)放大,使解調(diào)后的信號(hào)具有一定的功率。一般接收電路有超再生式和超外差式兩種。超再生式接收電路具有電路簡(jiǎn)單、使用元件少、具有一定靈敏度的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是選擇性太差,噪聲太大。所以這種電路常常被用于簡(jiǎn)易遙控裝置。超再生式接收電路的工作原理如下:超再生式電路
32、利用再生式收音機(jī)的工作原理,適當(dāng)?shù)囊胝答?,是接收電路處于微弱的間歇振蕩狀態(tài),控制電路的間歇振蕩的信號(hào)電壓,也成為熄滅電壓。熄滅電壓如果是間歇振蕩器自行產(chǎn)生的,稱為自熄式超再生電路。如果熄滅電壓是由另外的電路提供的,稱為它為熄式超再生電路。一般熄滅電壓的頻率在3080kHz之間。當(dāng)超再生接收電路處于微弱的間歇振蕩狀態(tài)時(shí),對(duì)外界的信號(hào)電壓波動(dòng)非常敏感,當(dāng)外界的信號(hào)頻率等于或接近超再生電路的高頻諧振頻率時(shí),超再生高頻振蕩的振幅變化受到外界信號(hào)幅度的控制,跟隨外界信號(hào)變化。當(dāng)無(wú)外來信號(hào)時(shí),超再生電路的振幅受電路中無(wú)規(guī)律雜亂噪聲電壓的控制,經(jīng)檢波后,輸出電壓為超再生電路特有的噪聲電壓。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),
33、超再生電路檢波并不是天線所收到的載波信號(hào),而是受到外界載波控制的自身振蕩電壓。由于這個(gè)電壓是振蕩產(chǎn)生的,因而幅度較大,因此超再生節(jié)后電路具有較高的靈敏度。當(dāng)無(wú)信號(hào)時(shí),超再生電路檢波后,輸出的是雜亂的噪聲信號(hào)。所以是否有噪聲輸出,是判斷超再生電路是否正常工作的重要特征。正常工作的超再生電路,用高阻抗耳機(jī)在其檢波輸出端可以明顯的聽到沙沙聲。用于防丟器的電路的超再生接收電路,由于接收的是數(shù)碼調(diào)制信號(hào),所以在解調(diào)信號(hào)處理形式上與波尼信號(hào)有所不同。如果接收的是模擬信號(hào),只要能將解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行不失真放大后送至后級(jí)即可。但如果是數(shù)字信號(hào),則必須經(jīng)放大、比較、整形等處理過程,是輸出送至下一級(jí)的信號(hào)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的、
34、符合電平要求的數(shù)字信號(hào)。所以一般數(shù)字編碼遙控設(shè)備的接收電路中,均含有觸發(fā)器、比較器等整形電路。接收電路主要分為三個(gè)部分。第一部分為超再生載波接收電路,它可以將外來的調(diào)幅載波信號(hào),通過超再生接收方式進(jìn)行接收解調(diào)。雖然該級(jí)電路僅有一個(gè)三極管和外圍元件組成,但的確具有較高的靈敏度。如果電路調(diào)整良好,信號(hào)接收靈敏度應(yīng)相當(dāng)于一般具有一次混頻、中放的超外差式接收機(jī)電路。第二部分為三極管檢波電路,由于三極管檢波器具有一定的電壓增益,所以對(duì)小信號(hào)檢波具有良好的檢波效果。第三部分為信號(hào)放大與比較整形電路,這部分電路負(fù)責(zé)將檢波器送來的交流編碼信號(hào)進(jìn)行放大,并同時(shí)進(jìn)行電壓比較。由于比較器的基準(zhǔn)比較電壓隨輸入信號(hào)幅度
35、浮動(dòng),所以對(duì)大信號(hào)、小信號(hào)均可以正常進(jìn)行電壓比較,保證輸出信號(hào)的幅值不受輸入幅度變化的影響。將電壓比較器輸出的數(shù)字編碼信號(hào)送到解碼電路進(jìn)行解碼,至此完成整個(gè)接收任務(wù)。 2.2.2 接收模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算接收電路采用超再生式電路,對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后再經(jīng)過整形送到解碼電路進(jìn)行解碼。其電路原理圖及參數(shù)計(jì)算如下: 接收模塊電路原理圖 ()對(duì)直流偏置較敏感是超再生接收電路的一大特點(diǎn),為了產(chǎn)生間歇振蕩,必須設(shè)計(jì)好靜態(tài)工作點(diǎn)。二極管D1起鉗位作用,壓降約為0.4V,三級(jí)管Q1選9018,它的 BE極間壓降為0.7V左右,電源電壓3V,而0.4+(3-0.4)*R6/(R6+R7)等于Q1 B極電壓0.7V,所
36、以可算出R6/(R6+R7)=1/8.5,取R6為10K,則R7為75K; ()C8、L1為選頻網(wǎng)絡(luò),C8為可調(diào)電容,范圍是0到30pF,為使接收頻率可以在7088MHZ之間,通過公式, 可算得 利用諾莫圖(如下)確定線圈形狀,圖中線圈電感為L(zhǎng)(uH),計(jì)算纏繞匝數(shù)n,直徑D(mm)以及纏繞長(zhǎng)度 l(mm)。 可確定繞圈電感參數(shù)的諾莫圖 我們制作L=0.2uH的線圈,纏繞匝數(shù)n=5匝,則D=10mm,l=5mm。 ()C3是正反饋電容,一般10pF以下,這里取8pF; ()L2為高頻阻流圈,取典型值10uH; ()R2、C6在這里構(gòu)成阻塞振蕩而產(chǎn)生控制電壓,使電路工作在超再生狀態(tài),分別取1K和
37、2.2nF,使間歇振蕩在一百到幾千Hz之間; ()Q2起放大和檢波作用,選9014,R4、R5為它提供靜態(tài)偏置,只要使它處于放大狀態(tài)即可,分別取10K和1M,R2、C7、C9是檢波網(wǎng)絡(luò),只要保證C7主要起耦合作用,C9能把載波濾掉即可,保留調(diào)制信號(hào),所以分別取1uF、470pF; ()C1、C4、C5起到濾波作用,取2.2nF; ()LM311是一電壓比較器,起到整形作用,把不平整的脈沖整理的陡峭平整。R11、C10起到阻高頻作用,使3腳得到的是交流電壓的平均值,RC只要大,故取R11為100K,C10為1uF;2腳直接輸入檢波后的波形;這樣可以讓大小信號(hào)都得到整形;R9為上拉電阻,一般取幾十
38、K,這里用20K;1、4腳接地,8腳接正電源; 最后把整形的波形送到PT2272進(jìn)行識(shí)別,它的振蕩頻率要比對(duì)應(yīng)的2262頻率高,所以R12取1M為好;1到8腳為地址端,各可接高電平,低電平和懸空,共種狀態(tài);發(fā)射接收地址一樣才能識(shí)別,當(dāng)識(shí)別出編碼時(shí),7腳高電平,Q3截止,反之Q3導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)蜂鳴器LS1,R10為限流電阻。 2.3 編解碼電路模塊設(shè)計(jì) 本電子防丟器采用的編解碼電路以PT2262/2272集成電路為核心。該芯片在315V內(nèi)能正常工作,靜態(tài)電流極小,約為10uA,采用串行數(shù)據(jù)傳輸,并行數(shù)據(jù)輸入輸出。電路的預(yù)置腳有12個(gè),其中A0A7為三態(tài)地址端,D0D3為數(shù)據(jù)端。 2.3.1 編碼電路
39、工作原理 編碼器PT2262采用的是連續(xù)4幀串行編碼信號(hào)。當(dāng)發(fā)碼允許端TE為“0”電平時(shí),編碼器輸出4幀串行編碼信號(hào)。當(dāng)發(fā)碼允許端TE為“1”電平時(shí),編碼器停止編碼輸出。當(dāng)允許端TE一直保持“0”電平時(shí),編碼器輸出端一直保持串行輸出狀態(tài),直到當(dāng)電路檢測(cè)到TE端為“1”電平,編碼器將在發(fā)送完最后一個(gè)字節(jié)后停止編碼輸出。 2.3.2 解碼電路工作原理解碼器PT2272采用三幀校驗(yàn)制,對(duì)輸入的串行碼進(jìn)行校驗(yàn),如果校驗(yàn)結(jié)果與預(yù)置地址一致,解碼器其首先從VT端輸出一個(gè)高電平“1”表示解碼成功,接著解碼器將串行碼中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù),并送到解碼器的響應(yīng)輸出端輸出,完成解碼過程。由于信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到
40、干擾,因此為使解碼器能夠準(zhǔn)確解碼,需要將信號(hào)通過濾波整形后在送到解碼器進(jìn)行解碼。加入電源接收準(zhǔn)備有碼輸入?地址對(duì)嗎?地址位 相匹配?地址位仍匹配?開啟VT端輸出NO禁止VT輸出NONONOYESYESYESYES 解碼器硬件邏輯流程 2.3.3 編解碼模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 編解碼電路由于采用數(shù)字集成芯片,因此實(shí)現(xiàn)起來非常簡(jiǎn)單,其主要是確定好其振蕩頻率與電阻的關(guān)系。整體電路圖如下: 編解碼模塊電路原理需要重點(diǎn)說明的是,解碼電路為了能夠及時(shí)可靠地捕捉到串行碼的同步頭,它的時(shí)鐘頻率必須高于編碼器時(shí)鐘。在本設(shè)計(jì)中選編碼器電阻4M,頻率約為6kHz;解碼器電阻1M,頻率約為12kHz。而對(duì)于編解碼間的信道
41、傳輸,可以是紅外,無(wú)線,有線等通訊方均可。 2.4 總體電路圖 系統(tǒng)總體電路圖 2.5 通訊協(xié)議和工作模式設(shè)計(jì) 2.5.1通訊協(xié)議 編碼器PT2262采用的是連續(xù)4幀串行編碼信號(hào)。當(dāng)發(fā)碼允許端TE為“0”電平時(shí),編碼器輸出4幀串行編碼信號(hào)。當(dāng)發(fā)碼允許端TE為“1”電平時(shí),編碼器停止編碼輸出。當(dāng)允許端TE一直保持“0”電平時(shí),編碼器輸出端一直保持串行輸出狀態(tài),直到當(dāng)電路檢測(cè)到TE端為“1”電平,編碼器將在發(fā)送完最后一個(gè)字節(jié)后停止編碼輸出。由于三態(tài)的開關(guān)比較難找,想到用三行排針加跳線帽來進(jìn)行地址編碼。如下圖, 地址編碼接口第一行排針是高電平VCC,第二行是地址編碼腳A0A7,第三行是低電平GND。
42、使用跳線帽可以將地址置為高電平或者低電平,不插跳線帽,地址輸入就是第三態(tài)(懸空)。由此對(duì)地址進(jìn)行編碼。解碼部分同樣采用同編碼部分一樣的方法,用三行排針加跳線帽編址。當(dāng)接收到有規(guī)律的信號(hào)時(shí),解碼電路立刻對(duì)接收信號(hào)的頭三個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn),如果前三個(gè)字節(jié)地址碼的校驗(yàn)與預(yù)置地址碼相同,則說明對(duì)碼成功,達(dá)到同步傳輸?shù)哪康摹?2.5.2 工作模式設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是工作在低功耗的間歇式工作方式,為方便演示,我們采用手工編制地址碼的方式。當(dāng)對(duì)碼成功后,發(fā)射信號(hào)能夠有效地被接收電路所接收,解碼電路VT端持續(xù)輸出高電平,三極管Q3截至,蜂鳴器靜止,當(dāng)收發(fā)電路之間距離超過報(bào)警距離之后,接收到路收到的信號(hào)明顯減弱,因此其解調(diào)
43、整形后的波形無(wú)法被解碼電路所識(shí)別,VT端輸出低電平,三極管Q3導(dǎo)通,蜂鳴器響起,電路報(bào)警。 3.系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果與分析 3.1 調(diào)試方法與儀器測(cè)試儀器設(shè)備清單儀器名稱型號(hào)用途數(shù)量收音機(jī)珠江PR-826A測(cè)試發(fā)射頻率1小型功放自制LM386測(cè)試接收頻率1一字螺絲刀調(diào)節(jié)接收頻率1數(shù)字示波器TDS-2002測(cè)試信號(hào)波形1數(shù)字萬(wàn)用表UNI-T測(cè)試靜態(tài)電平1 3.2調(diào)試步驟與測(cè)試數(shù)據(jù) 3.2.1 高頻收發(fā)信號(hào)的調(diào)試由于本設(shè)計(jì)屬于高頻電路類型,而且采用分立元件搭建,因此其調(diào)試難度較大。用示波器測(cè)量發(fā)射波形如下:圖9 高頻發(fā)射信號(hào)波形由于是調(diào)幅輸出,因此輸出波形不是很穩(wěn)定,從示波器我們可以讀出Vpp=162m
44、V,f=84.79MHz。而調(diào)節(jié)電位器R6則可以看到波形幅度有所變化,可見發(fā)射部分電路工作正常。然后調(diào)整發(fā)射電路的環(huán)形天線,然后利用收音機(jī)調(diào)到FM波段,在7088MHz頻段進(jìn)行搜索,調(diào)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)在84MHz頻段接收到信號(hào),收音機(jī)發(fā)出“滴滴滴滴”的響聲。在調(diào)好發(fā)射電路之后,我們接通接收電路電源。我們先通過檢查超再生模塊是否處于淬熄振蕩狀態(tài),將電感L1引腳接到示波器顯示出以下波形:圖10 超再生電路的淬熄振蕩狀態(tài)由波形可以看出超再生模塊已處于淬熄振蕩狀態(tài)。將經(jīng)過解調(diào)后的信號(hào)直接接入自制的功放電路LM386中,慢慢調(diào)節(jié)超再生接收電路的可變電容,直到從喇叭中聽到“滴滴滴滴”的響聲,則說明接收電路的頻率
45、已經(jīng)調(diào)到和發(fā)射電路相同,能收到發(fā)射線路發(fā)來的信號(hào)了。對(duì)于超再生接收電路而言,在由外信號(hào)和無(wú)外信號(hào)時(shí)其接收到的波形有很明顯的不同,如下圖所示: 圖11 無(wú)信號(hào)時(shí)接收到的雜波 圖12 有編碼信號(hào)時(shí)接收到的波形 圖13 雜波整形后的輸出波形 圖14 接收信號(hào)整形后的輸出波形 由此我們可以有效地對(duì)數(shù)字編碼信號(hào)進(jìn)行接收復(fù)原。 3.2.2 報(bào)警距離的調(diào)試為達(dá)到設(shè)計(jì)報(bào)警距離可調(diào)(35米)的要求,我們將發(fā)射電路設(shè)計(jì)成調(diào)幅方式,通過調(diào)節(jié)電位器的接入阻值可以有效的調(diào)節(jié)報(bào)警距離。經(jīng)過多次測(cè)試后的結(jié)果如下表所示: 報(bào)警距離測(cè)試電位器接入阻值報(bào)警距離100k7.5m100k7.8m70k4.2m70k3.5m40k1.
46、4m40k1.6m22k0.3m22k0.25m 3.2.3 多套系統(tǒng)ID識(shí)別的調(diào)試根據(jù)設(shè)計(jì)要求,我們制作了兩套電子的防丟器,用以進(jìn)行ID識(shí)別驗(yàn)證。根據(jù)我們所使用的編碼電路特點(diǎn),最多可實(shí)現(xiàn)3的8次方種不同的編碼序列,足以滿足ID識(shí)別可變的要求。我們的調(diào)試步驟如下:(1)將A 、B兩個(gè)接收模塊電路調(diào)至同頻率,將其地址碼預(yù)置位都設(shè)置為10000001,同時(shí)將一塊發(fā)射模塊電路接相同的地址碼10000001,三個(gè)電路放在一起,打開電源,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)接收電路均不報(bào)警,移動(dòng)發(fā)射電路到遠(yuǎn)處則兩個(gè)接收電路都報(bào)警,說明多個(gè)電路模塊可以相互識(shí)別(在ID相同的條件下)。(2)將A、B兩套系統(tǒng)調(diào)至同一頻率,同時(shí)使用,并分
47、別將兩套系統(tǒng)的地址設(shè)置為10000001和10000000,移動(dòng)系統(tǒng)A的發(fā)射電路是其遠(yuǎn)離兩塊接收電路,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)A的接收電路報(bào)警而系統(tǒng)B的接收電路不報(bào)警,這說明不同的發(fā)射模塊能唯一識(shí)別對(duì)應(yīng)的接收模塊。 3.2.4 系統(tǒng)功耗調(diào)試經(jīng)測(cè)量,發(fā)射電路的工作電流僅為0.5mA,接收電路的工作電流靜態(tài)時(shí)為2.0mA,報(bào)警時(shí)為9.9mA,遠(yuǎn)低于題目中不超過20mA的要求。同時(shí)本系統(tǒng)采用紐扣電池供電,而在3V低壓的情況下均能保證電路正常,發(fā)射電路的實(shí)測(cè)電源電壓為2.956V,接收電路的實(shí)測(cè)電源電壓為2.910V。通過51歐的假負(fù)載測(cè)得負(fù)載兩端電壓為0.16V,由此可算得發(fā)射電路的發(fā)射功率為遠(yuǎn)低于系統(tǒng)要求的不大于
48、20mW。 3.2.5 系統(tǒng)創(chuàng)新部分的調(diào)試根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的特點(diǎn),我們?cè)谕瓿闪嗽O(shè)計(jì)要求的全部功能的基礎(chǔ)上,本系統(tǒng)還擁有其它廣泛的應(yīng)用。(1)利用編解碼電路的特點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,其收發(fā)方式是4位為并行收發(fā)。(2)利用工作頻段落在FM范圍內(nèi),在只使用接收電路的情況下,斷開蜂鳴器,通過調(diào)頻接收到相應(yīng)的廣播電臺(tái)信號(hào),只需接上小功放即可成為簡(jiǎn)易的FM調(diào)頻收音機(jī)。(3)將發(fā)射的編碼信號(hào)改為語(yǔ)音信號(hào),即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線音頻傳輸,接上駐極體便可制成無(wú)線話筒,利用個(gè)收發(fā)電路可制成無(wú)線對(duì)講機(jī)。 3.3 低功耗方案的改進(jìn)本系統(tǒng)采用間歇式的工作方式,同時(shí)改變了傳統(tǒng)的天線發(fā)射模式,采用電感、天線合二為一的環(huán)形天線,而且編解
49、碼芯片PT2262/2272的功耗極低(靜態(tài)電流達(dá)到10uA),從而達(dá)到很好的低功耗效果。間歇式工作:由于我們的發(fā)射電路是對(duì)編碼芯片輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制發(fā)射(波形圖如下圖所示),因此當(dāng)信號(hào)輸出高電平時(shí)收發(fā)電路工作,當(dāng)信號(hào)輸出低電平時(shí)收發(fā)電路截至,接收到的信號(hào)只是空間的干擾雜波。 發(fā)射電路的輸出編碼信號(hào)同步及握手規(guī)范:對(duì)于接收電路,當(dāng)接收到有規(guī)律的信號(hào)時(shí),解碼電路立刻對(duì)接收信號(hào)的頭三個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn),如果前三個(gè)字節(jié)地址碼的校驗(yàn)與預(yù)置地址碼相同,則說明對(duì)碼成功。由于解碼電路工作頻率比編碼電路工作頻率高(一般為編碼電路工作頻率的2.58倍),而且發(fā)射信號(hào)是采用“地址碼+數(shù)據(jù)+地址碼+數(shù)據(jù)”的發(fā)送方式
50、,因此接收電路能夠捕捉每一個(gè)信號(hào),達(dá)到同步傳輸?shù)哪康?。改進(jìn)型節(jié)能天線:經(jīng)過多種方案調(diào)試之后我們發(fā)現(xiàn),利用繞線電感同時(shí)兼作天線不僅使工作更穩(wěn)定,而且功耗更低。這是由于繞線電感繞成一個(gè)大環(huán)形天線,及能有效地實(shí)現(xiàn)LC震蕩,又能夠把更多的電磁波輻射出去,從而節(jié)約了再架設(shè)天線的麻煩,降低了電路的實(shí)際高度,減小了發(fā)射電路的總功耗,延長(zhǎng)的電池的使用壽命。 3.4 測(cè)試結(jié)果分析與總結(jié) 從調(diào)試及測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果分析,我設(shè)計(jì)的距離提示器功耗非常低,電路工作較穩(wěn)定,大體上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的全部要求。通過10多周調(diào)試設(shè)計(jì)與焊接,我的作品也完成了,這次試驗(yàn)讓我更加深刻理解了單片機(jī)的運(yùn)用以及自己專業(yè)知識(shí)的不足。彌補(bǔ)了在課堂上學(xué)習(xí)的
51、不足。相信這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助。發(fā)射程序: #include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit led=P10;sbit fs=P11;sbit key=P20;uchar num;bit flag;void delay(uint ms)uint x,y;for(x=ms;x>0;x-)for(y=2;y>0;y-);void fs_475_a()fs=1;delay(4);fs=0;delay(12);fs=1;delay(12);fs=0;delay(4);fs=1;delay(4);fs=0;delay(12);fs=1;delay(12);fs=0;dela
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