摘   要: 設(shè)計(jì)了一種用于智能家居照明控制的可編程四路無(wú)線開關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用芯片組PT2262/2272實(shí)現(xiàn)編碼-發(fā)射和接收-解碼，采用AT89S52單片機(jī)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行控制。此方案電路設(shè)計(jì)靈活，能充分利用系統(tǒng)軟硬件資源，系統(tǒng)擴(kuò)展性好，提供了一種廉價(jià)的智能家居照明控制解決方案。
關(guān)鍵詞： 照明控制; 無(wú)線開關(guān)系統(tǒng); PT2262/2272; AT89S52; 繼電器

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線技術(shù)在智能化中扮演著越來(lái)越重要的角色。本設(shè)計(jì)是一種能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離照明控制的無(wú)線遙控開關(guān)系統(tǒng)，由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)使用無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成射頻發(fā)射和接收電路，發(fā)射部分主要由按鍵編址電路、編碼電路和發(fā)射模塊組成；接收部分主要由接收模塊、單片機(jī)控制電路和負(fù)載電路組成。
    發(fā)射系統(tǒng)采用1節(jié)12 V干電池供電,接收系統(tǒng)采用3節(jié)1.5 V干電池供電，單片機(jī)采用5 V直流電源供電，電源系統(tǒng)節(jié)能、簡(jiǎn)便。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 元件選取及系統(tǒng)框圖
    考慮到系統(tǒng)的兼容性、實(shí)用性、低成本和節(jié)能性，選用AT89S52單片機(jī)，用PT2262/2272無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)315 MHz的無(wú)線通信。AT89S52單片機(jī)是ATMEL公司生產(chǎn)的一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造的低功耗、高密度CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8 KB ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案[1]。PT2262/PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價(jià)位通用編解碼電路；PT2262/PT2272 最多可有12 bit(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),12 bit(A0-A11)三態(tài)地址端管腳任意組合可提供531 441 地址碼,PT2262 最多可有6 bit(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出[2]。電路的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)電路圖
    系統(tǒng)電路由無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)和無(wú)線接收系統(tǒng)兩部分組成。
    (1)無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)電路(如圖2)：主要采用PT2262芯片來(lái)完成，電路PT2262對(duì)按鍵信號(hào)進(jìn)行編碼，可以控制4個(gè)通道。圖2中，PT2262的1～8腳是編碼地址端，每個(gè)地址端可以設(shè)定“高電平”(該腳接12 V)、“低電平”（該腳接地）、“懸空”三種狀態(tài)。10～13腳是編碼的數(shù)據(jù)輸入端D3～D0(使用4位數(shù)據(jù))，在每個(gè)數(shù)據(jù)端連接了一個(gè)按鍵，用以控制不同的設(shè)備。當(dāng)按下按鍵后，按鍵將12 V的電壓加到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端,同時(shí)數(shù)據(jù)端信息通過(guò)晶振將信號(hào)并發(fā)射出去。PT2262將會(huì)根據(jù)地址碼的設(shè)定和輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,從17腳輸出編碼脈沖。無(wú)線通信受編碼脈沖控制[2-3]，當(dāng)17腳脈沖為“l”時(shí)，V1組成的振蕩器工作，產(chǎn)生315 MHz的高頻信號(hào)并發(fā)射出去；當(dāng)17腳輸出脈沖為“0”時(shí)，Vl組成的振蕩器停止工作。

    (2)無(wú)線接收系統(tǒng)電路:接收系統(tǒng)電路主要由接收模塊（包括射頻模塊、芯片PT2272及外圍電路）、繼電器電路和負(fù)載電路組成,如圖3所示。PT2272的1～8腳是解碼地址端,每個(gè)地址端可以設(shè)定“高電平”（該腳接5 V）、“低電平”（該腳接地）、“懸空”三種狀態(tài)，該解碼地址的設(shè)定與PT2272的地址編碼相對(duì)應(yīng)。當(dāng)射頻模塊接收到由發(fā)射電路發(fā)出的信號(hào)后，PT2272進(jìn)行地址碼比較核對(duì)(解碼)，若地址碼核對(duì)正確，則發(fā)射模塊TE腳(編碼啟動(dòng)端用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)接射頻模塊由Din腳（14引腳）進(jìn)入PT2272，同時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)PT2272的數(shù)據(jù)輸出腳D0～D3（10～13腳）進(jìn)入單片機(jī)；反之PT2272的數(shù)據(jù)輸出腳則無(wú)任何動(dòng)作。當(dāng)信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)后，單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的控制。如果接收到的第一路信號(hào)為高電平，單片機(jī)控制的數(shù)碼顯示管會(huì)顯示“11”（第一個(gè)“1”表示第一路信號(hào)，第二個(gè)“1”表示該信號(hào)為高電平），同時(shí)單片機(jī)向繼電器電路發(fā)出高電平，繼電器吸合，負(fù)載電路工作；當(dāng)?shù)诙谓邮盏礁唠娖?，通過(guò)單片機(jī)將對(duì)應(yīng)的端口電平置零；當(dāng)?shù)谌谓邮盏礁唠娖綍r(shí)再次置1，如此循環(huán)；當(dāng)數(shù)碼管的顯示為“1 1”時(shí)（第一個(gè)1表示第一路信號(hào)，第二個(gè)1表示該信號(hào)為低電平），此時(shí)單片機(jī)向繼電器電路發(fā)出低電平，繼電器斷開，負(fù)載停止工作。利用繼電器和數(shù)碼管可以實(shí)現(xiàn)靈活控制并清晰地顯示。

3 程序的寫入與調(diào)試
    利用keil C51編寫控制程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)AT89S52內(nèi)，利用串口調(diào)試助手，對(duì)單片機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行不同的電平（“1”或“0”）賦值，其測(cè)試結(jié)果能達(dá)到100%，最大的控制距離可達(dá)50 m，響應(yīng)時(shí)間不大于1 s。
    本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)AT89S52和芯片組PT2262/2272實(shí)現(xiàn)了用于照明控制的可編程4路無(wú)線開關(guān)系統(tǒng)，避免了使用專用解碼芯片的有關(guān)限制，能充分利用系統(tǒng)軟硬件資源，系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性好，且成本低、功耗小，是智能家居照明控制的一種科學(xué)解決方案。
參考文獻(xiàn)
[1] AT89S52. [2011-09-10] http://baike.baidu.com/view/1320440.htm, 2011(9):10.
[2] 房明明. 四路無(wú)線遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2009，5(5)：85-89.
[3] 肖景和，趙健. 無(wú)線電遙控組件及其應(yīng)用[M]. 北京:人民郵電出版社, 2004.