无线遥控设计一、总体概述：本系统有六大部分组成分 电脑键盘控制部分、双单片机控制部分、无线数字收发部分、摄相头采集部分、高频放大发射部分、电视观察接收信号图像部分。二、 题目分析及方案论证：本题中要求发射大于 10 米，且多通道。所以可采用高频无线数字收发模块。如 列数字收发模块。可选用单片机给数字模块进行控制和配置寄存器，及用 数字模块发送数据。1 、以达到题目要求所设计的无线数传模块由单片射频收发芯片 控制器和 口芯片构成，工作在 段；北欧集成电路公司（ 产品，是一个为 433段设计的真正单片线收发芯片，满足欧洲电信工业标准（00采用 制解调技术，最高工作速率可以达到 20K，发射功率可以调整，最大发射功率是 +10天线接口设计为差分天线，以便于使用低成本的 线。它要求非常少的外围元件（约 10 个） ，无需声表滤波器、变容管等昂贵的元件，只需要便宜且易于获得的 4体，收发天线合一。无需进行初始化和配置，不需要对数据进行曼彻斯特编码，有两个工作频宽（工作电压范围可以从 具有待机模式，可以更省电和高效。线收发芯片的结构框图如图 1 所示：内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制逻辑电路及串行接口几部分。发射电路包含有：射频功率放大器、锁相环（ ，压控振荡器（ ，频率合成器等电路。基准振荡器采用外接晶体振荡器，产生电路所需的基准频率。其主要特性如下: 工作频率为国际通用的数传频段 制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合； 采用 率合成技术，频率稳定性极好； 灵敏度高，达到； 功耗小，接收状态 250 A，待机状态仅为 8 A（； 最大发射功率达 +10 低工作电压（，可满足低功耗设备的要求； 具有多个频道，可方便地切换工作频率 ；工作速率最高可达 20s（ ； 仅外接一个晶体和几个阻容、电感元件，基本无需调试； 因采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计，使用无需申请许可证，开阔地的使用距离最远可达 1000米 (与具体使用环境及元件参数有关)。 间的切换当从 换到 式时,数据输入脚(须保持为高至少 1能收发数据。当从 换到，数据输出脚（至少 3后有数据输出。 间的切换从待机模式到接收模式，当 入设成 1 时，经过 间后,输出数据才有效。对 说，长的时间是 3待机模式到发射模式，所需稳定的最大时间是 p 与 的切换从加电到发射模式过程中，为了避免开机时产生干扰和辐射，在上电过程中 输入脚必须保持为低，以便于频率合成器进入稳定工作状态。当由上电进入发射模式时，须保持 1后才可以往 送数据。从上电到接收模式过程中，芯片将不会接收数据，不会有数据输出，直到电压稳定达到 且至少保持 5果采用外部振荡器，这个时间可以缩短到 3实际应用中，微控制器采用 司的 别用单片机的 各管脚控制 S 这五个脚即可。接口芯片采用美信公司的 换芯片 成单片机和计算机 口的电平转换及数据发送、接收、请求、清除功能。在 片使用时，设定好工作频率，进入正常工作状态后，通过单片机根据需要进行收发转换控制，发送接收数据或进行状态转换。在设计程序时，要注意各状态转换的时延。通讯速率最高为 20s，发送数据之前需将电路置于发射模式；接收模式转换为发射模式的转换时间至少为 1以发送任意长度的数据；发射模式转换为接收模式的转换时间至少为3待机模式时，电路进入待机状态，电路不接收和发射数据。待机模式转换为发射模式的转换时间至少为 4机模式转换为接收模式的转换时间至少为 片射频收发器 可达到要求 挪威 司推出的单片射频收发器，工作电压为 32 引脚 装 (5 由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器， 动处理字头和 环冗余码校验)，使用 口与微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以输出功率发射时电流只有 11作于接收模式时的电流为 建空闲模式与关机模式，易于实现节能。用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化和玩具等诸多领域。 进多了。能充分满足题目要求。2. 芯片结构、引脚介绍及工作模式内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，因此使用非常方便。 详细结构如图1 所示。脚介绍 表 1：脚两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是 收模式和 种节能模式分别是关机模式和空闲模式。工作模式由 个引脚决定，详见表 2。式与射频数据包有关的高速信号处理都在 内进行，数据速率由微控制器配置的 口决定，数据在微控制器中低速处理，但在 高速发送，因此中间有很长时间的空闲，这很有利于节能。由于 作于 式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。在 收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(数据准备好(两引脚通知微控制器。在 送模式，动产生字头和 验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知， 时也减小了编写程序的时间。下面具体详细分析 送流程典型的 送流程分以下几步：接口的速率在通信协议和器件配置时确定；B. 微控制器置高 发 送模式；C. 送：l 数据打包( 加字头和 验码)；2 发送数据包；3 当数据发送完成，数据准备好引脚被置高；D. 置高，断重发，直到 置低；E. 当 置低，送过程完成，自动进入空闲模式。作模式保证，一旦发送数据的过程开始，无论 脚是高或低，发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送完毕，能接受下一个发送数据包。收流程A. 当 高、低时，入 收模式；B. 650， 断监测，等待接收数据；C. 当 测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高；D. 当接收到一个相匹配的地址，地址匹配引脚被置高；E. 当一个正确的数据包接收完毕，动移去字头、地址和 验位，然后把数据准备好引脚置高F. 微控制器把 低，入空闲模式；G. 微控制器通过 ，以一定的速率把数据移到微控制器内；H. 当所有的数据接收完毕，数据准备好引脚和地址匹配引脚置低；I. 时可以进入 收模式、 送模式或关机模式。当正在接收一个数据包时， 脚的状态发生改变，即把其工作模式改变，数据包则丢失。当微处理器接到地址匹配引脚的信号之后，其就知道 在接收数据包，其可以决定是让 续接收该数据包还是进入另一个工作模式。能模式节能模式包括关机模式和节能模式。 在关机模式，工作电流最小，一般为 入关机模式后，持配置字中的内容，但不会接收或发送任何数据。空闲模式有利于减小工作电流，其从空闲模式到发送模式或接收模式的启动时间也比较短。在空闲模式下，部的部分晶体振荡器处于工作状态。 空闲模式下的工作电流跟外部晶体振荡器的频率有关。件配置所有配置字都是通过 口送给 口的工作方式可通过 令进行设置。当 于空闲模式或关机模式时，口可以保持在工作状态。口配置口由状态寄存器、射频配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器 5 个寄存器组成。状态寄存器包含数据准备好引脚状态信息和地址匹配引脚状态信息；射频配置寄存器包含收发器配置信息，如频率和输出功能等；发送地址寄存器包含接收机的地址和数据的字节数；发送数据寄存器包含待发送的数据包的信息，如字节数等；接收数据寄存器包含要接收的数据的字节数等信息。频配置射频配置寄存器和内容如表 3 所示：表 3：射频配置寄存器射频寄存器的各位的长度是固定的。然而，在 发过程中， 个寄存器使用字节数由配置字决定。入关机模式或空闲模式时，寄存器中的内容保持不变。用电路使用中，根据不同需要，其电路图不尽相同，图 2 所示为典型的应用原理图，该电路天线部分使用的是 50单端天线。在 电路板设计中，也可以使用环形天线，把天线布在 上，这可减小系体积。 3. 片是 频无线数字收发模块单片射频收发芯片，工作于 段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以功率发射时，工作电流只有 收时工作电流只有 18种低功率工作模式，节能设计更方便。其 术使 以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。