基于MK7A11单片机的射频遥控控制器的设计

2010-07-20邵锋，张伟

时代农机 2010年1期

邵锋，张伟

（河南科技学院，河南新乡 453003）

1 引言

电灯应该是家里数量最多、使用最频繁的用电设备，每天都会遇到因为开关灯不方便带来的苦恼：冬天夜里被窝外面那么冷；夏天蚊帐里的蚊子好不容易才驱逐干净；平时工作压力那么大，躺倒床上就不想再起来，当您此时还要起床去关闭墙上电器开关时，心情是何等的无奈和烦恼。对于宾馆，都21世纪了，您对室内的照明灯具和电动窗帘等服务电器的开关控制，是否还是走了很多的电线才送到床头的电气开关控制柜内呢？射频遥控开关的出现，使得我们能够足不下床实现对电器更方便的控制；使得我们能够节约电线材料、省去走线安装工费和购买控制柜费用，节能减耗，提高生活质量，丰富人们的生活情趣。

2 总体设计

射频遥控是目前应用最广泛的通信和控制手段之一，由于其结构简单、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及成本低等优点而广泛应用于多种场合，而作为家里数量最多、使用最频繁的用电设备电灯却未能进行遥控控制，为此特别设计了这个基于单片机控制的多路开关控制器。为了避免和家庭周围的其他电器的遥控器相互干扰，控制中选用了专用的编解码芯片。其有发射器和接收器两大部分组成，整体设计框图如图1和图2所示。

图1 发射器框图

图2 接收器框图

3 单元电路设计

3.1 发射器

发射器主要有键值编码电路、数据编码芯片和射频发射电路三大部分组成。电源选用12V的23A小电池供电。

3.1.1 编码芯片PT2262

PT2262和PT2272是台湾普城公司生产的一对低功耗、低价位的COMS专用编码解码芯片。设计采用这对芯片来实现传输数据的编码与解码。PT2262和PT2272的管脚封装如图3所示。PT2262最多可有6位(DO-D5)数据端管脚和12位(AO-A11)三态地址端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。PT2272也是最多可有6位(DOD5)数据端管脚和12位(AO-All)三态地址端管脚(悬空，接高电平，或接低电平)，接收到的地址码和数据码从14脚串行输入，可用于无线遥控接收电路。三态地址端任意组合可提供531441地址码。

图3 PT2262和PT2272的管脚封装

3.1.2 键值编码电路

现市场上大量的PT2262和PT2272配对发射和接收模块都是8位地址（AO-A7）和4位数据(D0-D3)的，设计中就选取这种通用的配对发射和接收模块。由于6位或者4位数据实现的控制路数相对较少，为满足多键多路控制的需要特设计一种按键的扩展键值编码电路，如图4所示。其中图中的二极管 VD为隔离管，D0-D3为PT2262的第10-13脚作为4位数据输入端，S1为1号按键，S2为2号按键，S15为15号按键，经扩展后，4位数据输入端最多可以表示16种状态，实现16键的扩展。

图4 键值编码电路

3.1.3 射频发射电路

来自PT2262第17脚DOUT的编码数据经射频发射电路（如图5所示）进行放大、调制后发射出去。图中LED为发射器工作指示灯。

图5 发射器电路

3.2 接收器

3.2.1 电源电路

由于整个接收器的功耗比较小，如采用传统的变压器降压的话不仅使接收器体积和功耗变大，还会增加制作成本，故采用了性价比比较高的串联电容降压整流电路，通过该电路可直接从市电获得负载电路所需要的直流低压电源，考虑到MK7A11对电源电压的稳定性要求比较高，采用了小功率三端集成稳压器78L05进行稳压，为整个系统提供可靠的工作电压。接收器电源电路如图6所示。

图6 接收器电源电路

3.2.2 射频接收与解码

射频接收采用成本低、功耗小的超再生电路，接收到的编码信号首先送到解码芯片 PT2272的第14脚DIN端进行地址的加密解码。PT2272的有效接收确认条件：当PT2272接收到编码信号时，它会检查该信号是否有效。（1）它必须是一个完整的字码。（2）码地址必须与接收电路的码地址端子的设置一致。当进行两个连续有效的接收后，PT2272会将接收到的数据在相应的数据输出端（D0-D3）输出。并将VT置为高电平。

3.2.3 单片机软解码

功能键的软解码采用 MK7A11P来实现。MK7A11P是RISC高性能、低价位的8位微控制器，价格不到1元。功能按键操作分为单键操作和组合键操作。当控制负载路数比较少（﹤15路）时，采用单键操作控制，当控制负载路数较多时，可采用组合键操作。单键键值1（1—代表对编号为1的控制接收器进行开/关控制）的解码流程如图7所示，组合键（81—代表所有控制接收器全部打开、88—代表所有控制接收器全部关闭、1—代表对编号为1的控制接收器进行开/关控制）键值的解码流程如图8所示。尤其是组合键的使用使得用一个很小的遥控器，就可以实现对多路负载进行人性化的控制。