无线数据传输系统设计样本.doc

科信学院
CDIO二级项目
设计说明书
( / 第一学期)

题 目 : 无线数据传输系统设计
专业班级 : 通信工程
学生姓名 :
学 号 :

指导教师 : 贾少瑞
设计周数 : 1 周
设计成绩 :

1月8日

目录

1、 引 言 1
2、 设计要求 2
3、 概述 2
4、 CDIO设计目的 2
4.1 总体设计目的 2
4.2 无线数据传输系统 3
5、 无线传输系统设计 3
5.1 无线数据传输系统 3
5.1.1 无线数据传输系统重要器件介绍 3
5.1.2 无线传输系统电路图 5
5.1.3发射模块图 6
5.1.4接收模块图 7
5.1.5发射模块电路图 7
5.1.6接收模块电路图 8
6、 无线遥控开关的特点   9
7、 设计总结 10
8、 参考文献 11

1、 引 言
近十几年信息通信领域中发展最快、 应用最广的就是无线通信技术。而无线通信技术又有着集成化、 低功耗、 易操作的发展趋势。当前一些只由微控制器和集成射频芯片构成的无线通信模块不断推出这种微功率短距离无线数据传输技术在工业、 民用等领域得到应用广泛。无线射频技术作为本世纪最有发展前景的信息技术之一已经得到业界的高度重视。该技术利用射频方式进行非接触双向通信能够自动识别目标对象并获取相关数据具有精度高、 适应环境能力强、 抗干扰强、 操作快捷等许多优点。
2、 设计要求
利用315M无线发射头和315M无线接收头, 以及编解码芯片PT2262和PT2272设计实现一个无线遥控电器控制器能对电器( 电扇、 电灯、 电机等) 进行遥控控制其开和关, 每组要求设置的地址码不同, 进行遥控式互不干扰。
3、 概述
无线遥控器顾名思义就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用给人们带来了极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类简单来说常见的有两种: 一种是红外遥控模式, 另一种是防盗报警设备、 门窗遥控、 汽车遥控等等常见的无线电遥控模式。
4、 CDIO设计目的
4.1 总体设计目的
( 1) 无线数据传输系统。
( 2) 熟悉各单元电路测试点的正常参数。
( 3) 会利用原理电路图纸, 半段具体器件故障。
( 4) 注意仪器及人身安全, 不出现扩大设备故障的现象。
( 5) 学习基本复杂电路的设计原理和具体方法步骤。
( 6) 加深对电路设计技巧及电子电路原理的理解。
( 7) 增强学生对电子应用系统的兴趣及动手能力的培养
4.2 无线数据传输系统
( 1) 设计一个简单的无线数据传输系统。
( 2) 画出电路原理图。
( 3) 确定元器件个数及参数。
( 4) 搭建电路硬件实现其功能。
( 5) 加深对电路设计技巧及电子电路原理的理解。
( 6) 增强学生的兴趣及动手能力的培养
5、 无线传输系统设计
5.1 无线数据传输系统
5.1.1 无线数据传输系统重要器件介绍
( 1) 继电器
继电器的作用, 其实继电器就相当于开关, 该型号的继电器5只引脚, 其中2只为线圈引脚, 1只为公共端, 1只为常开端, 1只为常闭端。这就是相当于一个单刀双掷开关当线圈端加5V直流电压时, 触点吸合, 负载端闭合或断开1.这是一种常见继电器。
管脚功能1、 4是线圈, 您能够看继电器上面写的字, 常见的有DC 24V、 AC 24V、 AC 110V、 AC220V中间的那个BT和2、 3是触点引脚, BT和3是常闭点, BT和2是常开触点。
功能: 1、 4线圈不通电的时候, BT和3 是闭合的, BT 和2 是打开的, 给1、 4通电, 线圈吸合衔铁, BT和3 打开, BT 和2 闭合。
能够找相似功能的继电器替换, 注意线圈电压类型, 这个能够在继电器上印的字上看到, 如果没有, 能够量1、 4之间的电压确定, 触点应该没问题。

图1 继电器
( 2) 编码解码芯片PT2262/PT2272芯片
PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路, PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,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。

图2 PT2262外形及引脚图
表一 PT7762引脚功能表
名称
管脚
说 明

A0-A11
1-8、 10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为”0”, ”1”,”f”(悬空),

D0-D5
7-8、 10-13
数据输入端, 有一个为”1”即有编码发出, 内部下拉

Vcc

18
电源正端( ＋)

Vss

9
电源负端( －)

TE

14
编码启动端, 用于多数据的编码发射, 低电平有效;

OSC1

16
振荡电阻输入端, 与 OSC2 所接电阻决定振荡频率;

OSC2

15
振荡电阻振荡器输出端;

Dout

17
编码输出端( 正常时为低电平)

图3 PT2272外形图
表二 PT2272引脚功能
名称
管脚
说 明
A0-A11
1-8、 10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为”0”,”1”,”f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码
D0-D5
7-8、 10-13
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换
Vcc
18
电源正端( ＋)
Vss
9
电源负端( －)
DIN
14
数据信号输入端, 来自接收模块输出端
OSC1
16
振荡电阻输入端, 与OSC2所接电阻决定振荡频率
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端
VT
17
解码有效确认输出端( 常低) 解码有效变成高电平( 瞬态)
5.1.2 无线传输系统电路图:

图4 无线传输系统发射部分电路
遥控器发射电路, 有振荡电路、 高频放大器, 调制方式一般采用ASK和FSK。
振荡电路能够采用电容、 电感的振荡特性来设计, 也可加入晶振来简单获得载波信号。一般载波信号的频率在 315MHZ-433MHZ, 也可实现更高的频率。经过高频放大器, 高频信号获得更高的发射能量, 提高发射距离。

图5 无线传输系统接收部分电路
解码芯片PT2272接收到信号后, 其地址码经过两次比较核对后, VT脚才输出高电平, 与此同时相应的数据脚也输出高电平, 如果发送端一直按住按键, 编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时, PT2262不接通电源, 其17脚为低电平, 因此315MHz的高频发射电路不工作, 当有按键按下时, PT2262得电工作, 其第17脚输出经调制的串行数据信号, 当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号, 当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡, 因此高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号, 从而对高频电路完成幅度键控( ASK调制) 相当于调制度为100％的调幅。。
5.1.3发射模块
发射模块采用声表谐振器稳频, SMT树脂封装, 频率一致性较好, 免调特别适多一收无线遥控及数据传输系统。

图6 发射模块
5.1.4接收模块
接受模块由超外差电路结构IC芯片和温度补偿电路构成, 具有较高的接收灵敏度及稳定性。芯片内含低噪声射频放大器、 混频器、 本地振荡器、 中频放大器、 滤波器及限幅比较器, 输出为数据电平信号, 可直接接至标准解码器或CPU解码器, 适合与ASK方式的发射器配套使用, 适用于各种遥控报警器及单片机短距离数据传输设备。

图7 接收模块

5.1.5发射模块实物图
我们用的无线遥控器是由专用编码芯片PT2262进行编码, 就是将某个按键所对应的同步码、 地址码、 数据码组成的一个完整的码字, 调制在315M的载波上, 然后经放大、 驱动发射器件将编码信号从17脚输出到射频发射模块的数据输入端发射出去。

图7 发射模块实物图
5.1.6接收模块实物图
接收器由红外线接收器件、 前置放大电路、 解调电路、 指令信号检出电、 记忆及驱动电路、 执行电路组成, 如图所示。当红外线接收器件接收到发射器的红外指令信号时, 它将红外光信号变为电信号并送入前置放大器进行放大, 再经解调后由指令信号检出电路将指令信号检出, 最后由记忆及驱动执行电路, 实现各种操作。

图8 接收模块实物图
6、 无线遥控开关的特点  
无线遥控开关是以非接触的方式对电器的开启和关闭进行控制, 其控制按键和被控制电器之间不需要连线, 控制信号以无线电波为载体进行传输, 距离能够从十几米到数公里。  
由于控制按键和电器的相互隔离增加了使用的安全性, 与传统开关相比主要有以下特点:   
1、 非接触: 遥控开关具有非接触控制的特点, 与传统电器开关相比能实现开关按钮部分和被控制电器部分的隔离, 操作更加安全。  
2、 远距离操控: 遥控开关的控制距离为空旷地100米—3公里可选, 能实现远距离操作控制, 省去传统开关的布线麻烦。  
3、 控制及时: 遥控器可随身携带, 在有效范围内的任一地点进行控制, 与传统开关相比不受开关安装位置限制, 能够更加灵活和及时的对电器设备进行控制。  
4、 专人专控: 遥控开关内置的加密集成电路, 能够对操纵者进行身份识别实现专人控制, 与传统开关相比可有效避免无关人员对开关进行操作, 增加保密性和抗干扰性, 降低事故率。使电器设备工作更加稳定可靠。  
综合以上特点, 给设备配接遥控开关, 相当于给设备配上了一个高安全性、 可移动的控制助手, 可广泛在窗帘机、 家电、 通讯设备、 广告演示、 仪器仪表等各种电器设备中进行信号传递控制等。
7、 设计总结:
经过这次设计, 完成了基本要求的全部设计要求, 也完成了大部分发挥部分要求的设计。经过这次设计, 使我学到了更多的有关电路方面的知识。
对于无线传输系统的设计制作, 也学习到了很多知识, 无线传输是我们第一次接触到这方面知识。
随着现代电子技术的飞速发展, 越来越多的通讯产品大量涌现出来, 特别是无线通讯领域的新产品, 更是琳琅满目。当前, 天线通讯方式有无线电、 红外线、 微波等多种方式, 而且可供选择的模块也有很多种。考虑到应用环境和价格等因素, 本文选择其中廉价的发射模块( F05) 和接收模块( J05C) 进行介绍。它们价格便宜、 传输距离较远、 可靠性高, 特别适合于低成本的无线通讯设备使用。
为我们这次焊接的电路简单易用, 把所学的知识变成了实物, 很有成就感。
该设计电路能够很好的完成电灯的开关控制, 但也存在一定不足, 当发射装置开关闭合后, 发射装置将一直保持发射信号, 造成能源的损耗。建议将开关采用触发式开关, 接收电路每接收一次信号改变一次状态, 从而控制电灯的开与关( 如家庭用遥控器控制电视的开与关) 。 
经过电子技术课程设计, 使我深刻的认识到做好一个课程设计是很困难的, 而且需要严谨的态度才能完成。因为我所学的知识有限, 因此在设计的过程就难免会很吃力而且出现很多错误, 这就需要我们有坚韧的科学精神。而且我感觉我最大的收获不但仅是增加了自己动手查阅资料理解知识的能力, 还从中学会了很多在课程上学不到的知识和能力!  
本次课程设计是一个规范的, 严格要求的课程设计。使我们对学过的一些知识进行总结性的学习, 是在重新学习基础知识的同时, 进行的一次创造性的设计。在这个设计中我查找了很多相关的资料, 丰富了我的知识。在这个设计中我还掌握了很多知识点。经过对这些资料的整理、 理解和消化, 使我对无线遥控技术特别是红外线遥控技术有了更深一层次的理解。此次设计的是单通道遥控开关, 在查找资料的时候我也了解了很多关于多通道开关的知识。与此同时, 设计还使我的计算机制图能力得到增强。同时对电子电路的一些软件有了一定的了解。 
就是以为这样我才能做出这样规范的设计。在这次设计中我感受到同学认真热情的态度。设计中大家互相帮助, 积极交流, 找出不足, 完善了设计的质量。从而增加了同学的凝聚力。大家积极合作, 共同提到。设计中我还感到自己的知识十分有限, 因此参考了大量的书籍, 经过这些我增长了很多知识。
8、 参考文献:
[1] 谢佳奎, 冯军.电子线路( 非线性部分) .北京:高等教育出版社, 1998
[2] 韩广兴.常见仪表使用方法与应用实例(电子技术基础教材). .6
[3] 冯志芳.几种光子器件的原理及应用的研究. 北京:高等教育出版社, .
[4] 蔡惟铮, 吴建强.常见电子元器件简明手册.哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 1989
[5] 张风言.电子电路基础.北京.高等教育出版社, 1995

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成 绩

指导教师
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