基于MK7A11單片機的射頻遙控控制器的設計

邵 鋒，張 偉

（河南科技學院，河南 新鄉 453003）

1 引言

電燈應該是家里數量最多、使用最頻繁的用電設備，每天都會遇到因為開關燈不方便帶來的苦惱：冬天夜里被窩外面那么冷；夏天蚊帳里的蚊子好不容易才驅逐干凈；平時工作壓力那么大，躺倒床上就不想再起來，當您此時還要起床去關閉墻上電器開關時，心情是何等的無奈和煩惱。對于賓館，都21世紀了，您對室內的照明燈具和電動窗簾等服務電器的開關控制，是否還是走了很多的電線才送到床頭的電氣開關控制柜內呢？射頻遙控開關的出現，使得我們能夠足不下床實現對電器更方便的控制；使得我們能夠節約電線材料、省去走線安裝工費和購買控制柜費用，節能減耗，提高生活質量，豐富人們的生活情趣。

2 總體設計

射頻遙控是目前應用最廣泛的通信和控制手段之一，由于其結構簡單、功耗低、抗干擾能力強、可靠性高及成本低等優點而廣泛應用于多種場合，而作為家里數量最多、使用最頻繁的用電設備電燈卻未能進行遙控控制，為此特別設計了這個基于單片機控制的多路開關控制器。為了避免和家庭周圍的其他電器的遙控器相互干擾，控制中選用了專用的編解碼芯片。其有發射器和接收器兩大部分組成，整體設計框圖如圖1和圖2所示。

圖1 發射器框圖

圖2 接收器框圖

3 單元電路設計

3.1 發射器

發射器主要有鍵值編碼電路、數據編碼芯片和射頻發射電路三大部分組成。電源選用12V的23A小電池供電。

3.1.1 編碼芯片PT2262

PT2262和PT2272是臺灣普城公司生產的一對低功耗、低價位的COMS專用編碼解碼芯片。設計采用這對芯片來實現傳輸數據的編碼與解碼。PT2262和PT2272的管腳封裝如圖3所示。PT2262最多可有6位(DO-D5)數據端管腳和12位(AO-A11)三態地址端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。PT2272也是最多可有6位(DOD5)數據端管腳和12位(AO-All)三態地址端管腳(懸空，接高電平，或接低電平)，接收到的地址碼和數據碼從14腳串行輸入，可用于無線遙控接收電路。三態地址端任意組合可提供531441地址碼。

圖3 PT2262和PT2272的管腳封裝

3.1.2 鍵值編碼電路

現市場上大量的PT2262和PT2272配對發射和接收模塊都是8位地址（AO-A7）和4位數據(D0-D3)的，設計中就選取這種通用的配對發射和接收模塊。由于6位或者4位數據實現的控制路數相對較少，為滿足多鍵多路控制的需要特設計一種按鍵的擴展鍵值編碼電路，如圖4所示。其中圖中的二極管 VD為隔離管，D0-D3為PT2262的第10-13腳作為4位數據輸入端，S1為1號按鍵，S2為2號按鍵，S15為15號按鍵，經擴展后，4位數據輸入端最多可以表示16種狀態，實現16鍵的擴展。

圖4 鍵值編碼電路

3.1.3 射頻發射電路

來自PT2262第17腳DOUT的編碼數據經射頻發射電路（如圖5所示）進行放大、調制后發射出去。圖中LED為發射器工作指示燈。

圖5 發射器電路

3.2 接收器

3.2.1 電源電路

由于整個接收器的功耗比較小，如采用傳統的變壓器降壓的話不僅使接收器體積和功耗變大，還會增加制作成本，故采用了性價比比較高的串聯電容降壓整流電路，通過該電路可直接從市電獲得負載電路所需要的直流低壓電源，考慮到MK7A11對電源電壓的穩定性要求比較高，采用了小功率三端集成穩壓器78L05進行穩壓，為整個系統提供可靠的工作電壓。接收器電源電路如圖6所示。

圖6 接收器電源電路

3.2.2 射頻接收與解碼

射頻接收采用成本低、功耗小的超再生電路，接收到的編碼信號首先送到解碼芯片 PT2272的第14腳DIN端進行地址的加密解碼。PT2272的有效接收確認條件：當PT2272接收到編碼信號時，它會檢查該信號是否有效。（1）它必須是一個完整的字碼。（2）碼地址必須與接收電路的碼地址端子的設置一致。當進行兩個連續有效的接收后，PT2272會將接收到的數據在相應的數據輸出端（D0-D3）輸出。并將VT置為高電平。

3.2.3 單片機軟解碼

功能鍵的軟解碼采用 MK7A11P來實現。MK7A11P是RISC高性能、低價位的8位微控制器，價格不到1元。功能按鍵操作分為單鍵操作和組合鍵操作。當控制負載路數比較少（﹤15路）時，采用單鍵操作控制，當控制負載路數較多時，可采用組合鍵操作。單鍵鍵值1（1—代表對編號為1的控制接收器進行開/關控制）的解碼流程如圖7所示，組合鍵（81—代表所有控制接收器全部打開、88—代表所有控制接收器全部關閉、1—代表對編號為1的控制接收器進行開/關控制）鍵值的解碼流程如圖8所示。尤其是組合鍵的使用使得用一個很小的遙控器，就可以實現對多路負載進行人性化的控制。

圖7 單鍵鍵值1的解碼流程圖

圖8 組合鍵鍵值的解碼流程圖

4 結束語

經試用該開關控制器性價比比較高，已經推向市場。本設計到目前為止也僅僅只是做了一個良好的開端，它不僅需要在技術和質量上進一步加強，而且也需要在產品結構和品種上進一步豐富。智能開關控制器的發展是我國智能家居良好改革的技術保證，為提高人們的生活質量做出自己的貢獻。

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