1、基于基于 AT89S51AT89S51 單片機的無線搖控開關設計與實現單片機的無線搖控開關設計與實現張永格 摘摘 要要 目前，大多數用電器的開關都是手動控制的，在使用過程中存在著諸多的不便。為了解決這個問題，本文提出了一個多功能遙控器的設計方案。其可以通過自學習而擁有對多臺用電器的遙控功能，省時省力，從而使人們免除為了控制用電器而東跑西轉的煩惱。本文采用單片機 AT89S51 為核心，外加調頻收發電路、繼電器的驅動等電路組成,實現無線多路遙控開關的設計功能。 關關 鍵鍵 詞詞 AT89S51 單片機 無線遙控 繼電器驅動 作者簡介作者簡介 張永格，男，柳州運輸職業技術學院電子工程系講師。廣西柳

2、州，545007一、系統基本方案框圖一、系統基本方案框圖將系統劃分為單片機控制系統、搖控系統、驅動系統和電源系統模塊，其總框圖如圖 1 所示。為實現各模塊的功能，分別作了幾種不同的設計方案并進行了論證，以便選取了較好的方案來實現。二、各模塊方案的選擇和論證二、各模塊方案的選擇和論證（一）單片機控制器模塊方案一方案一：采用目前比較通用的51系列單片機，即AT89S51。此單片機的運算能力強，軟件編程靈活，自由度大，市場上比較多見價格便宜且技術比較成熟容易實現。方案二方案二：采用凌陽16 位單片機SPCE061A 作為控制核心。與51單片機相比，SPCE061A具有更加豐富的資源，有32個可編程的

3、I/O口，14個中斷源。但考慮到本設計沒有用到如此多資源且價格貴，市場比較少見，技術不穩定。綜上分析，選擇方案一。（二）遙控發收模塊方案一方案一：采用通用的電視機紅外遙控器，系統由發射和接收兩大部分組成，應用單片機進行控制操作，如圖2所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。其控制范圍小，但用單片機解碼尋碼復雜。方案二方案二：采用調頻無線搖控模塊，再用單片機解碼。其收發由專門的搖控模塊完成，接收到八位二進制代碼后由單片機解碼完成。如圖3所示。其控制范圍廣，用單片機解碼方便簡單。綜上分析，采用方案二。（三）驅動與開關方案一：方案一：采用

4、晶閘管直接驅動。其優點是體積小，電路簡單，外圍元件少。但控制電流小，大電流晶閘管成本高，并且隔離性能差。方案二：方案二：采用三極管驅動繼電器。其體積大，外圍元件多。優點是控制電流大，隔離性能好。根據實際情況采用方案二。三、系統的硬件設計與實現三、系統的硬件設計與實現（一）發收電路模塊采用 PT2262-PT2272 紅外遙控發射/接收芯片。PT2262/2272 是一對帶地址、數據編碼功能的紅外遙控發射/接收芯片。其中發射芯片 PT2262-IR 將載波振蕩器、編碼器和發射單元集成于一身，使發射電路變得非常簡潔。其工作原理如下：PT2262-IR 發射芯片地址編碼輸入有“1” 、 “0”和“開

5、路”三種狀態，數據輸入有“1”和“0”兩種狀態。由各地址、數據的不同接腳狀態決定，編碼從輸出端 Dout 輸出，通過紅外發射管發射出去。Dout 輸出的編碼信號是調制在 38kHz 載波上的，OSC1、OSC2 外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在 430k470k 之間選擇即可。PT2272 的暫存功能是指當發射信號消失時，PT2272 的對應數據輸出位即變為低電平。而鎖存功能是指，當發射信號消失時，PT2272 的數據輸出端仍保持原來的狀態，直到下次接收到新的信號輸入。圖 4 是紅外發射和接收的典型應用原理圖，為了能正確解調出調制的編碼信號，接收端需加一級前置放大級，保證輸入 PT2272

6、 的信號幅度足夠大。PT2272 各輸出端通過各種接口即可控制相應的負載。（二）電源電路由于本設計不需要高功率電源，所以采用三端穩壓器足以滿足要求。電路如圖 5 所示。由于在本電路中須要兩個不同電壓供電，所以用了兩個三端穩壓器，變壓器為單 17V，電解電容全部采用 2200UF/25V，無極高頻小電容用 100pF。 （三）單片機系統電路采用 AT89S51 單片機構成一個最小控制系統。P3 端口為遙控控制口輸入，P0 口為開關控制口輸出；P1 口外接數碼管顯示電路。電路如圖 6 所示。（四）繼電器驅動電路電控板上的 12V 直流繼電器，是采用晶體管驅動的。如圖 7 所示，采用 PNP 型 9

7、012 晶體管來驅動，當晶體管 Q1 基極被輸入低電平時，晶體管飽和導通，發射極變為低電平，繼電器線圈通電，觸點吸合；當晶體管 Q1 基極被輸入高電平時，晶體管截止，繼電器線圈斷電，觸點斷開。（五）數碼管顯示電路由于在本設計中不須要顯示大多的數據，用一個 I/O 口動態控制一個共陽七段數碼管，如圖 8 所示。四、系統的軟件設計四、系統的軟件設計（一）程序簡述及流程調頻接收模塊輸出是一個 4 路組成的 15 路編碼，其代碼是1110、1101、1011、0111、0011、1100、0101、1010、1001、0110、0001、0010、0100、1000、0000、1111，其中 1111

8、 為常態。在本設計中只用到 10 組編碼。程序流程為：先把 P0 口初始化為全高電位，P3 口為全低電位，然后根據 P3 口的低 4位來決定 P0 口的輸出，再給 P1 口送數顯示輸出的個數。(二) 軟件流程圖五、系統調試五、系統調試經過硬件和軟件的設計后制作出了產品，并對產品進行了系統的測試，達到了設計要求。進行遙控的開關狀態量進行測試，數據如表 1，達到無線遙控功能。表 1 遙控輸入與輸出的對應關系次 數按 鍵開 關數碼管顯示對應發光二極管狀 態1111發 光開 啟2110滅關 閉3221發 光開 啟4332發 光開 啟59全部8全部發光全部開啟60全部0全部滅全部關閉六、六、結束語結束語基于單片機的無線遙控在電氣開關裝置上的成功實現，可以對一些固定場所的用電裝置進行靈活的控制。因此，本產品具有推廣價值。本設計也有它的不足之處：由