1、精選優質文檔-傾情為你奉上嵌入式系統課程設計報告 題 目 基于ARM的數字編碼遙控系統院 系：河南科技學院機電學院 學生姓名： 張勝林 專 業： 應用電子技術教育 班 級： 111 指導教師： 付廣春 杜留鋒 完成時間： 2014年10月15日 目 錄1 需求分析 1 1.1 引言 1 1.2 數字編碼無線遙控控制方式 12 總體設計 12.1 設計思路 1 2.2 總體設計框圖 2 2.3 設計原理分析 2 2.4 設計方案 33 詳細設計 4 3.1主要元器件 4 3.2發射電路設計 8 3.3接收電路設計 94系統測試95系統不足及改進 10 6總結與體會 10 參考文獻 10附錄 11

2、專心-專注-專業1需求分析1.1引言數字編碼無線遙控是指在控制端把指令以某種編碼的形式形成易于傳輸的信號，經過無線傳輸，在受控端經過解碼等形式進行相應的處理，再進行相應的控制。數字編碼遙控系統由發射部分，接收部分和控制部分組成。發射部分先由震蕩產生電路產生高頻信號后，經鍵盤編碼，再經放大電路放大后，由發射端發射出去形成發射部分；接收部分經與編碼芯片相應的解碼芯片進行解碼，再經放大后進行輸出控制；控制部分設計成由接收輸出控制。隨著現代科技的發展，無線遙控在現代生活中發揮著越來越重要的作用。目前他已廣泛應用到社會生活的各個領域，包括軍事，國防，經濟，工農業的各個方面。1.2數字編碼無線遙控控制方式

3、數字編碼無線遙控控制的方式多種多樣，可以根據不同的需要進行相應的處理，采取簡單易行的控制方式可使電路簡單，方便易行。各種遙控方式的不同，主要在于編碼處理方式和信息的傳輸方式。所傳信息的形式和信息量的大小主決定采用何種編碼方式和處理方式，而信息傳輸的距離覺得采用何種傳輸方式。在傳輸方式上，對于近距離遙控，可以采用基帶傳輸。對于遠距離遙控，需要選擇適當的調制方式，進行頻帶傳輸。目前常用的調制方式有幅度調制，頻率調制，和相位調制。對于不同形式的基帶信號，又可分為模擬調制和數字調制。對于各種調制方式的選擇，可以根據基帶信號的形式，傳輸的帶寬限制等因素決定。為此，在前人的基礎上設計出了集成芯片多通道開關

4、系統的設計方案。在此方案的基礎上，我們得以更為簡便的實現無線控制。2總體設計2.1設計思路本設計根據無線遙控控制系統的設計原理，在本實習設計中亦采用通用模式。整個控制系統由發射部分，接收部分和控制部分組成。通過發射接收電路一一對應的編碼解碼實現無線控制。具體電路用2262編碼芯片組成無線發射電路，用2272解碼芯片組成接收電路，用STM32F103最小系統組成輸出控制電路。實現4路控制LED燈亮滅。2.2總體設計框圖2.2.1發射電路 功放調制編碼按鍵圖2.1無線遙控發射電路2.2.2接收輸出控制電路STM32F103解碼解調放大外供直流穩壓電源圖2.2 無線遙控接收電路2.3設計原理分析2.

5、3.1無線信號的傳輸部分（1）調制方式的選擇根據要求，對象是四個LED燈顯示明滅，被控狀態采用二進制編碼。由于數字信號具有豐富的低頻成分，不宜進行無線傳輸，因而需要將基帶信號進行高頻正弦調制，即數字調制。基本的數字調制有三種：即振幅鍵控(ASK)，頻率鍵控(FSK)和相位鍵控方式(PSK)。目前用的最多的數字調制方式是相干2DPSK和非相干FSK。相干2DPSK主要用于高速數據傳輸，而非相干FSK則用于中低速數據傳輸中。為了提高抗干擾的能力，同時實現方法比較簡單，載波傳輸采用FSK調制方式。（2）發射電路用2262芯片對某一指令進行編碼處理，輸出后信號由發射器件將指令信號發射出去。（3）發射裝

6、置功放電路的選擇功率放大器一般由推動級，中間級和輸出級組成，具體級數應由所要求的總功率增益而定。假設天線特性阻抗75，則在匹配良好條件下天線上的電壓峰一峰值要小于3.5 v。一般西勒振蕩器輸出電壓峰一峰值為1V是可以實現的，所以用一級功率放大器應該能滿足要求。考慮到前后級影響的問題，在振蕩器與功率放大器之間加入一級射隨器，起隔離和激勵的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效益，功放管工作狀態選為甲乙類。（4）接收與輸出控制通過查閱資料，接收裝置接收信號后由2272解碼輸出信號，輸出信號由STM32F103控制。2.3.2數字編碼電路部分控制對象是四個LED燈，它們只有兩種開關狀態：明或滅。因此將其用數字

7、信號來表示是合理的。四個按鍵開關對應四種控制狀態。文中采用四位二進制碼表示各種控制狀態。為了方便碼元的傳輸，需要對碼元進行在編碼(一是進行并串轉換，二是加入一定冗余信息提高可靠性)然后再接收端進行解碼。2.4設計方案2.4.1硬件設計2262的編碼方法如圖2所示"地址碼和數據碼都用寬度不同的脈沖來表示,兩個窄脈沖表示0，兩個寬脈沖表示l,一個窄脈沖和一個寬脈沖表示f(/懸空0),兩次發送數據包間的同步采用一個4a窄的且其占空比為1/32的同步脈沖"件2262每次發射時至少發射4組字碼,2272連續兩次檢測到相同字碼才會產生輸出"這里選用T型解碼器具有自鎖功能,這可

8、以防止窄脈沖干擾,增加可靠性"2262和2272除地址編碼必須一致外,載波頻率也必須一致,要滿足這個條件就可合適地選擇振蕩電阻，這里采用3MHz的高頻發射電路,2262編碼器采用47M的電阻,接收解碼部分用的是820kn的電阻,由2622/272數據手冊,查得窄脈沖寬度為450林s,寬脈沖寬度為1350林s,同步位寬14ms"。圖2.3 2262編碼方法2.4.2軟件設計軟件設計以硬件上需實現的任務為中心,主要括包以下幾部分括：(1)實現與計算機通信協議。(2)LCD顯示與鍵盤處理。LCD顯示了各受控裝置的對應斷電器的通斷狀態,并同步顯示鍵盤操作的結果和操作提示"

9、。(3)無線發射與接收功能。為確保發射的有效性,發射完成后必須等待相應的狀態返回,所以要在設定的時間內判斷是否有返回數據"。3詳細設計3.1主要元器件3.1.1總體簡介（1）大體認識2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，最多可有12位(A0-A11)三態地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供種地址, 2262最多可6位(D0-D5)數據端管腳,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。（2）2262/2272 地址碼的設定:在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數據碼，這時編碼電路 2262和解碼2272的第 18

10、腳為地址設定腳，有三種狀態可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態，3的8次方為 6561，所以地址 編碼不重復度為6561組，只有發射端2262和接收端 2272的地址編碼完全相同，才能配對使用。例如將發射機的2262的第2腳接地第3腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的2272只要第2腳接 地第3腳接正電源，其它引腳懸空就能實現配對接收。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的 D1D4 端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。用戶可將這些信號加一級三極 管放大，便可驅動繼電器等負載進行遙控操縱。（3）設置地址碼原則設置地址碼的原則是：同一個系統地址碼必須一致；不同

11、的系統可以依靠不同的地址碼加以區分。至于設置什么樣的地址碼完全隨客戶喜歡。（4）震蕩電阻2262和2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會變近甚至無法 接收，在具體的應用中，外接振蕩電阻可根據需要進行適當的調節，阻值越大振蕩頻率越低，編碼的寬度 越大，發碼一幀的時間越長。相對來說2262用 1.2M，2272用200K 配套發射效果比較好。3.1.2編碼2262芯片編碼芯片2262是臺灣普城公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路是目前在無線通訊電路中作地址編碼識別最常用的芯片之一。2262將從數據和地址輸入管腳并行輸入的“地址/數據”轉換為串行的

12、、適用于RF或IR調制的波形，由DOUT管腳輸出。2262最多可有12位三態地址，提供(3的12次方)個地址碼，減少了地址碼沖突的可能性，提高了抗非法代碼掃描的能力。2262最多可有6位(D0-D5)數據端管腳。2262發出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時數據腳也輸出相應的高、低電平。2262的14腳TE為低電平時，啟動17腳的編碼輸出。當17腳為高電平期間315MHz的高頻發射電路起振并發射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發射電路停止振蕩，所以高頻發射電路完全收控于

13、2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100的調幅。（1）2262特點1、CMOS工藝制造，低功耗2、外部元器件少 3、RC振蕩電阻 4、工作電壓范圍寬：2.6-15v 5、數據最多可達6位6、地址碼最多可達種7、2262常用震蕩電阻（直接接在OSC1-OSC2端）1.2M， 1.5M ，2.2M， 3.3M， 4.7M。（2）應用范圍1、車輛防盜系統2、家庭防盜系統 3、遙控玩具 4、遙控風扇5、房門控制6、工業控制7、其他電器遙控 （3）管腳圖及管腳說明圖3.1 2262管腳圖表3.1 2262管腳說明表名稱 管腳說 明 A0-A111-8、

14、10-13地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空)D0-D57-8、10-13數據輸入端，有一個為“1”即有編碼發出，內部下拉 Vcc18電源正端（）Vss9電源負端（）TE14編碼啟動端，用于多數據的編碼發射，低電平有效OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端； Dout17編碼輸出端（正常時為低電平）3.1.2解碼2272芯片解碼芯片2272是臺灣普城公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路是目前在無線通訊電路中作地址編碼識別最常用的芯片之一。2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M

15、4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態，直到下次遙控數據發生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當采用4路并行數據時（2272-M4)，對應的地址編碼應該是8位，如果采用6路的并行數據時(2272-M6)，對應的地址編碼應該是6位。（1）2272管腳圖圖3.2 2272管腳圖（2）2272管腳說明表3.2 2272管腳說明表名稱 管腳說 明 A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2

16、262一致,否則不解碼 D0-D57-8、10-13地址或數據管腳,當做為數據管腳時,只有在地址碼與2262一致,數據管腳才能輸出與2262數據端對應的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數據才能轉換 Vcc18電源正端（）Vss9電源負端（）DIN14數據信號輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端； VT17解碼有效確認 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態）3.2發射電路設計3.2.1電路原理圖圖3.3發射電路設計原理圖3.2.2工作原理當S1,S2,S3,S4有一按鍵按下，對應指示燈亮，2262

17、芯片編碼后輸出信號經放大發射出去。3.3接收電路設計3.3.1電路原理圖圖3.4接收電路設計原理圖3.3.2工作原理無線接收信號接收后由2272解碼后由STM32F103最小系統控制輸出，從而使對應LED燈亮。4系統測試本系統由發射電路、接收電路、控制輸出電路三部分組成。具體用2262編碼芯片組成無線發射電路，用2272解碼芯片組成接收電路，用STM32F103最小系統組成輸出控制電路。當按下四路按鍵的某一路，信號經編碼發射接收解碼后輸出信號由STM32F103最小系統控制，從而實現了4路控制LED燈亮滅。5系統不足及改進無線控制距離短，控制靈敏度受不同方向、角度約束。可以通過用優化的硬件電路

18、（發射、接收的主要元器件）來改善。6總結與體會課程設計期間，按照任務要求，我設計出了數字編碼無線遙控控制系統，它基本上實現了無線遙控控制系統的簡單應用，但由于時間、精力有限等原因，此系統也存在一定的不足，譬如說發射器的功率能否使無線控制達到足夠遠的距離，還需要動手實踐來檢測。希望老師給予意見和指正。經過這兩周課程設計的學習，我感覺有很大的收獲：首先，通過學習新的知識使自己的學習能力有一個質的提高，同時又加深自己對課本知識的理解，也達到復習課本的目的。在此期間，我充分的利用圖書館以及互聯網資源查資料，學到了許多課本以外的知識，能對電路繪制、分析的幾個軟件進行操作，能達到學以致用的目的。對我們學生

19、來說，理論與實際同樣重要，這是我們以后在工作中說明自己能力的一個重要標準。參考文獻1 高吉祥.高頻電子線路設計M.北京：電工電子出版社，2007.52 康華光.電子技術基礎數字部分（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.13 康華光.電子技術基礎模擬部分（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.14 路勇.電子電路試驗及仿真M.北京：清華大學出版社.2004.15 劉征宇.電子設計實踐攻略M.福州：福建科學技術出版社，2006.2附錄1 程序（1）main.c#include "stm32f10x.h"#include "bsp_led.h"#

20、include "bsp_exti.h" #define CLI() _set_PRIMASK(1) #define SEI() _set_PRIMASK(0)int main(void)LED_GPIO_Config();LED0_ON;CLI();SEI();EXTI_PA_Config(); while(1) （2）bsp_led.c#include "bsp_led.h" void LED_GPIO_Config(void)GPIO_InitTypeDef .GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(

21、RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_Init

22、Structure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_2;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);（3）stm32f10x_it.cvoid SysTick_Handler(void)void EXTI0_IRQHandler(void)if(EXTI_Ge

23、tITStatus(EXTI_Line0)!= RESET) LED0_TOGGLE;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); void EXTI1_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET) LED1_TOGGLE;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_ Line1); void EXTI2_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2)!= RESET)LED2_TOGGLE;EXTI_ClearITPendingBit(E

24、XTI_ Line2); void EXTI3_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3)!= RESET)LED3_TOGGLE;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3); （4）bsp_exti.c#include "bsp_exti.h"static void NVIC_Configuration(void) NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_Ini

25、tStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EX