用途DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運用在車輛監(jiān)控,、遙控、遙測,、小型無線網(wǎng)絡(luò),、無線抄表、門禁系統(tǒng),、小區(qū)傳呼,、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽,、身份識別,、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端,、安全防火系統(tǒng),、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集,、水文氣象監(jiān)控,、機器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信,、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻,、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中,。
這是DF發(fā)射模塊,體積:19x19x8毫米,,右邊是等效的電路原理圖
主要技術(shù)指標(biāo):
1,。通訊方式:調(diào)幅AM 2,。工作頻率:315MHZ (可以提供433MHZ,購貨時請?zhí)貏e注明) 3,。頻率穩(wěn)定度:±75KHZ 4,。發(fā)射功率:≤500MW 5。靜態(tài)電流:≤0.1UA 6,。發(fā)射電流:3~50MA 7,。工作電壓:DC 3~12V
315MHZ發(fā)射模塊 7元一個 433MHZ發(fā)射模塊 7元一個
DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M,采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻,,頻率穩(wěn)定度極高,,當(dāng)環(huán)境溫度在-25~+85度之間變化時,頻飄僅為3ppm/度,。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體,而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差,,即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容,,溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移。
DF發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路,,而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路,、滾動碼電路及單片機接口,而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小,。比如用PT2262等編碼集成電路配接時,,直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至DF數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。
DF數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍3~12V,,當(dāng)電壓變化時發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收,。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時,空曠地傳輸距離約20~50米,,發(fā)射功率較小,,當(dāng)電壓5V時約100~200米,當(dāng)電壓9V時約300~500米,,當(dāng)發(fā)射電壓為12V時,,為最佳工作電壓,具有較好的發(fā)射效果,,發(fā)射電流約60毫安,,空曠地傳輸距離700~800米,發(fā)射功率約500毫瓦,。當(dāng)電壓大于l2V時功耗增大,,有效發(fā)射功率不再明顯提高。這套模塊的特點是發(fā)射功率比較大,,傳輸距離比較遠,,比較適合惡劣條件下進行通訊,。天線最好選用25厘米長的導(dǎo)線,遠距離傳輸時最好能夠豎立起來,,因為無線電信號傳輸時收很多因素的影響,,所以一般實用距離只有標(biāo)稱距離的20%甚至更少,這點需要在開發(fā)時注意考慮,。
DF數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制,,以降低功耗,當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零,,數(shù)據(jù)信號與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合,,否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模塊的實際工作電壓,,以獲得較高的調(diào)制效果,。
DF發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣,應(yīng)離開周圍器件5mm以上,,以免受分布參數(shù)影晌,。DF模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅度,發(fā)射電壓及電池容量,,發(fā)射天線,,接收機的靈敏度,收發(fā)環(huán)境有關(guān),。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米,,在有障礙的情況下,距離會縮短,,由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域,,不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離。
DF發(fā)射模塊都可以和下面介紹的接收模塊配套使用(均無編碼解碼芯片)
超再生和超外差接收機的性能區(qū)別:
超再生和超外差電路性能各有優(yōu)缺點,,超再生接收機價格低廉,,經(jīng)濟實惠,而且接收靈敏度高,,但是缺點也很明顯,,那就是頻率受溫度漂移大,抗干擾能力差,。超外差式接收機優(yōu)點是頻率穩(wěn)定,,抗干擾能力好,和單片機配合時性能比較穩(wěn)定,,缺點是靈敏度比超再生低,,價格遠高于超再生接收機,而且近距離強信號時可能有阻塞現(xiàn)象。
電源電壓要與模塊工作電壓一致,,且要做好電源濾波。天線對模塊的接收效果影響很大,,一般315M采用23cm的導(dǎo)線,。433M的約為17cm;天線位天線盡可能伸直,,遠離屏蔽體,,高壓,及干擾源的地方,。線路板上的銅質(zhì)電感不能壓,,否則會改變接收頻率。
接收模塊1:315MHZ超再生接收模塊 5元一個 433MHZ超再生接收模塊 5元一個
這是DF超再生接收模塊的等效電路圖,,圖中LM358是運算放大器,,Q2是本振三極管,L0是可調(diào)電感,,通常315MHZ的是3.5匝,,433MHZ的是2.5匝,可以觀察可調(diào)電感側(cè)面的銅絲圈數(shù),,L2就是綠色的色環(huán)電感,,本振的高頻扼流圈,Q1是高頻放大三極管,,L1是高放諧振線圈,。超再生接收模塊的體積:30x13x8毫米 模塊的中間兩個引腳都是信號輸出,連通的,。
主要技術(shù)指標(biāo):
1,。通訊方式:調(diào)幅AM 2。工作頻率:315MHZ/433MHZ 3,。頻率穩(wěn)定度:±200KHZ 4。接收靈敏度:-106DBM 5,。靜態(tài)電流:≤5MA 6,。工作電流:≤5MA 7。工作電壓:DC 4.8~5V 8,。輸出方式:TTL電平
DF接收模塊的工作電壓為5伏,靜態(tài)電流4毫安,,它為超再生接收電路,接收靈敏度為-105dbm,,接收天線最好為25~30厘米的導(dǎo)線,最好能豎立起來,。接收模塊本身不帶解碼集成電路,因此接收電路僅是一種組件,,只有應(yīng)用在具體電路中進行二次開發(fā)才能發(fā)揮應(yīng)有的作用,,這種設(shè)計有很多優(yōu)點,它可以和各種解碼電路或者單片機配合,,設(shè)計電路靈活方便,。
這種電路的優(yōu)點在于:
1,。天線輸入端有選頻電路,,而不依賴1/4波長天線的選頻作用,控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線 2,。輸出端的波形相對比較干凈,,干擾信號為短暫的針狀脈沖,所以抗干擾能力較強,。 3,。DF模塊自身輻射極小,加上電路模塊背面網(wǎng)狀接地銅箔的屏蔽作用,,可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入,。 4。采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315M后封固,,這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比,溫度,、濕度穩(wěn)定性及抗機械振動性能都有極大改善,。可調(diào)電容調(diào)整精度較低,,只有3/4圈的調(diào)整范圍,,而可調(diào)電感可以做到多圈調(diào)整,。可調(diào)電容調(diào)整完畢后無法封固,,因為無論導(dǎo)體還是絕緣體,各種介質(zhì)的靠近或侵入都會使電容的容量發(fā)生變化,,進而影響接收頻率,。另外未經(jīng)封固的可調(diào)電容在受到振動時定片和動片之間發(fā)生位移;溫度變化時熱脹冷縮會使定片和動片間距離改變,;濕度變化因介質(zhì)變化改變?nèi)萘浚婚L期工作在潮濕環(huán)境中還會因定片和動片的氧化改變?nèi)萘?,這些都會嚴重影響接收頻率的穩(wěn)定性,而采用可調(diào)電感就可解決這些問題,,因為電感可以在調(diào)整完畢后進行封固,,絕緣體封固劑不會使電感量發(fā)生變化。
接收模塊2:315MHZ超外差接收模塊 13元一個 433MHZ超外差接收模塊 13元一個
超外差接收模塊的體積:35x13x8毫米
主要技術(shù)指標(biāo):
1,。通訊方式:調(diào)幅AM 2,。工作頻率:315MHZ(聲表上標(biāo)注為316.8) (可以提供433MHZ,聲表上標(biāo)注為436,,購貨時請?zhí)貏e注明) 3,。頻率穩(wěn)定度:±75KHZ 4。接收靈敏度:-102DBM 5,。靜態(tài)電流:≤5MA 6,。工作電流:≤5MA 7。工作電壓:DC 5V 8,。輸出方式:TTL電平
這里提供的超外差接收模塊采用進口高性能無線遙控及數(shù)傳專用集成電路RX3310A,,并且采用316.8M聲表諧振器,所以工作穩(wěn)定可靠,,適合比較惡劣的環(huán)境下全天候工作,。
超外差接收機對天線的阻抗匹配要求較高,,要求外接天線的阻抗必須是50歐姆的,否則對接收靈敏度有很大的影響,,所以如果用1/4波長的普通導(dǎo)線時應(yīng)為23厘米最佳,,要盡可能減少天線根部到發(fā)射模塊天線焊接處的引線長度,,如果無法減小,,可以用特性阻抗50歐姆的射頻同軸電纜連接(天線焊點右側(cè)有一個專門的接地焊點)
接收模塊3:433MHZ超外差CS3411接收模塊 10元一個
CS3411超外差接收模塊是RX3310A芯片的替代產(chǎn)品,,各種性能都和RX3310A類似,其中315MHZ的產(chǎn)品上聲表上標(biāo)注為4.897,;433MHZ的產(chǎn)品上聲表上標(biāo)注為6.7458,。
工作電壓:DC 5V ;工作電流:2.2mA ,;接收靈敏度:-106dBm ,;工作溫度: -20℃~+70℃ ;尺寸:36×13×5mm 靈敏度高,,內(nèi)部采用鎖相環(huán)穩(wěn)頻,,接收頻點穩(wěn)定,此模塊解調(diào)帶寬為2.5K,。
接收模塊5:315MHZ 高可靠高靈敏接收模塊 26元一個 433MHZ 高可靠高靈敏接收模塊 26元一個
這是目前性能出色的接收模塊,,315MHZ上的聲表規(guī)格是9.81563,;433MHZ上的聲表規(guī)格是13.52127 采用美國麥瑞無線芯片MICRF的213AYQS芯片,性能類似RX3600,。工作電壓:DC 5V 工作電流:6mA 接收靈敏度:-110dBm 工作溫度: -40℃~+85℃ 尺寸:35×12.5×5mm
接收模塊6:315MHZ 超再生低電壓微功耗接收模塊 6元一個
這種是315M超再生低電壓低功耗專用接收模塊,其他的接收模塊工作電壓一般要5V以上才能有較好的接收靈敏度,,而這種模塊工作電壓只要2.7~3.3V,,靜態(tài)電流小于370微安,接收靈敏度為-95DB,,體積只有25*10*3毫米。GND是地線,、VCC接3V直流正、RXD是數(shù)據(jù)輸出,、TE是生產(chǎn)時測試用的。 DF無線數(shù)傳模塊開發(fā)注意事項:
DF模塊必須用信號調(diào)制才能正常工作,,常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272,只要直接連接即可非常簡單,,因為是專用編碼芯片,所以效果很好傳輸距離很遠,。模塊輸出腳在模塊內(nèi)部通過一個上拉39K 電阻到+5V,使用的時候需要考慮解碼器件的輸入阻抗,。 DF模塊還有一種重要的用途就是配合單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,,這時有一定的技巧。
1,。合理的通訊速率
DF數(shù)據(jù)模塊的最大傳輸數(shù)據(jù)速率為9.6KBs,一般控制在2.5k左右,,應(yīng)該來說是很低的,。過高的數(shù)據(jù)速率會降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至根本無法工作,,所以必要時需要加入延時降低傳輸速率,,可以在數(shù)據(jù)發(fā)送完成后人為延時11毫秒左右,,有些客戶指望DF模塊來傳輸聲音、圖象或者文件的話基本是不可能完成的任務(wù),,DF模塊的主要用途是傳輸數(shù)據(jù)量非常小的遙控信號,。
2。合理的信息碼格式
單片機和DF模塊工作時,,通常自己定義傳輸協(xié)議,,不論用何種調(diào)制方式,所要傳遞的信息碼格式都很重要,,它將直接影響到數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。
碼組格式推薦方案: 前導(dǎo)碼+同步碼+ 數(shù)據(jù)幀
前導(dǎo)碼長度應(yīng)大于是10ms,,以避開背景噪聲,因為接收模塊接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾(即零電平干擾)而引起接收到的數(shù)據(jù)錯誤,。所以采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾,。同步碼主要用于區(qū)別于前導(dǎo)碼及數(shù)據(jù)。有一定的特征,,好讓軟件能夠通過一定的算法鑒別出同步碼,,同時對接收數(shù)據(jù)做好準備,。數(shù)據(jù)幀不宜采用非歸零碼,,更不能長0和長1,。采用曼徹斯特編碼或POCSAG碼等,,如下面的數(shù)據(jù)格式有一定檢錯功能:
3。單片機對接收模塊的干擾
單片機模擬2262時一般都很正常,,然而單片機模擬2272解碼時通常會發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多,,這是因為單片機的時鐘頻率的倍頻都會對接收模塊產(chǎn)生干擾,,
51系列單片機工作的時候,會產(chǎn)生比較強的電磁輻射,,頻率范圍在9MHZ-900MHZ,,因此它會影響任何此頻率內(nèi)的無線接收設(shè)備的靈敏度,,解決的方法是盡量降低CPU 晶體的頻率。測試表明:在1M晶體的輻射強度,,只有12M晶體時的1/3,,因此,如果把晶體頻率選擇在500K以下,,可以有效降低CPU的輻射干擾。另外一個比較好的方法是:將接收模塊通過一個3芯屏蔽電纜(地,,+5V,,DATA,,屏蔽線的地線懸空)將模塊引出到離開單片機2米以外,,則不管51CPU使用那個頻率的晶體,,這種干擾就會基本消除。對于PIC單片機,,則沒有上述輻射干擾??梢匀我馐褂谩?/font>
還可以改用頻點較高的接收頻率,,如433MHz就可增加遙控距離,或者需要采用一些抗干擾措施來減小干擾,。比如單片機和遙控接收電路分別用兩個5伏電源供電,,將DF接收板單獨用一個78L05供電,,單片機的時鐘區(qū)遠離DF接收模塊,降低單片機的工作頻率,,中間加入屏蔽等,。
對單片機模擬2272解碼有興趣的網(wǎng)友可以查看在本網(wǎng)頁末尾我們的專門介紹資料,。
DF接收模塊工作時一般輸出的是高電平脈沖,,不是直流電平,所以不能用萬用表測試,,調(diào)試時可用一個發(fā)光二極管串接一個3K的電阻來監(jiān)測DF模塊的輸出狀態(tài),。
DF無線數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專用編解碼芯片使用時,,連接很簡單只要直接連接即可,,傳輸距離比較理想,,一般能達到600米以上,,如果和單片機或者微機配合使用時,會受到單片機或者微機的時鐘干擾,,造成傳輸距離明顯下降,一般實用距離在200米以內(nèi),。
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RX3310集成電路芯片 6元一片
315聲表元件 2元一個 316.8M聲表元件 2.5元一個(配合RX3310) 433聲表元件 2元一個 435M聲表元件 2.5元一個(配合RX3310)
遙控器常用的3356高頻發(fā)射管,,管子上標(biāo)有R25字樣 1元一個 中功率3357高頻發(fā)射管,管子上標(biāo)有RF字樣 2元一個
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技術(shù)問答:
◆問:高頻發(fā)射電路的PCB線路如何排布效果較好?(2003.05.05)
設(shè)計印制電路板時應(yīng)注意:需要提供1個低阻抗電源和最小噪聲輻射的地線,。要求使用雙面PCB板,并把地線平面放在底層以減少無線電的輻射和串?dāng)_,;旁路電容應(yīng)盡量靠近每個電源引腳VDD,;千萬不要把PCB通孔與復(fù)俁地線相連,;為減少電路中的分布電容,,應(yīng)避免平行線路的出現(xiàn),;線路應(yīng)越短越好;為防止耦合,,應(yīng)獨立其各組成部分,;使用接地線使各信號隔離,;發(fā)射天線可印制在PCB上,。
◆問:超外差和超再生模塊有何區(qū)別,?----(2002.12.26)
一,、超再生接收電路
超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路,它實際上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路,。一般再生檢波電路在中波段工作時靈敏度很高,所以常用來制作簡易晶體管收音機,。對于工作于短波段的無線遙控或通信設(shè)備,,再生檢波的靈敏度及穩(wěn)定性都不符合要求。但超再生檢波在短波段卻具有很高的靈敏度,,在接收弱信號時放大率可達幾十萬倍。因此,,對于希望電路簡單,、靈敏度高,,而對選擇性和信噪比要求不高的簡單無線遙控通信設(shè)備(如防盜器等產(chǎn)品),,超再生檢波電路還是頗有實用價值的。
通常超再生接收機的靈敏度約-85~95DBM,,所用器件多,穩(wěn)定性差,,加工復(fù)雜,。
二、超外差接收電路
超外差式解調(diào)電路與超外差收音機相同,,它是設(shè)置一本機振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號,與接收到的載頻信號混頻后,,得到中頻(一般為465kHz)信號,經(jīng)中頻放大和檢波,,解調(diào)出數(shù)據(jù)信號,。由于載頻頻率是固定的,,所以其電路要比收音機簡單一些。
超外差接收機靈敏度可達-100~104DBM,,而且外圍元件少,集成化程度高,,適合大規(guī)模生產(chǎn)。超外差接收機有聲表穩(wěn)頻和LC穩(wěn)頻的兩種,,采用LC穩(wěn)頻的靈敏度高可達-104DBM,,但是穩(wěn)定性稍差,而聲表穩(wěn)頻的靈敏度約-100DBM,,穩(wěn)定性好,。
超外差接收機對天線的阻抗匹配要求較高,,要求外接天線的阻抗必須是50歐姆的,,否則對接收靈敏度有很大的影響,要盡可能減少天線根部到發(fā)射模塊天線焊接處的引線長度,如果無法減小,,可以用特性阻抗50歐姆的射頻同軸電纜連接(天線焊點右側(cè)有一個專門的接地焊點),。
RX3310A集成電路介紹:
RX3310A是臺灣HMARK公司生產(chǎn)的專門用于幅度鍵控ASK調(diào)制的無線遙控及數(shù)傳信號的接收集成電路,內(nèi)含低噪音高頻放大,、混頻器,、本機振蕩、中頻放大器,、中頻濾波器,、比較器等,為一次變頻超外差電路,,雙列18腳寬體貼片封裝,,主要技術(shù)指標(biāo)如下:
工作頻率:150~450MHZ 工作電壓:2.7~6V 工作電流:2.6毫安(3V電源時) 接收靈敏度:-105DBM(1K數(shù)據(jù)速率而且天線匹配時) 最高數(shù)據(jù)速率:9.6KBPS
超外差接收芯片RX3310A使用開發(fā)資料
從外接天線接收的信號經(jīng)C10耦合到L2,、C11組成的選頻網(wǎng)絡(luò)進行阻抗變換后輸入RX3310的內(nèi)部高頻放大器輸入端14腳,經(jīng)芯片內(nèi)的高頻放大后(增益為15~20DB)的信號再經(jīng)混頻器與本機振蕩信號(316.8M)混頻,,產(chǎn)生1.8M的中頻信號,,此中頻信號經(jīng)內(nèi)部中頻放大后由第3腳輸出,,再進入比較器放大整形,,最后數(shù)據(jù)從第8腳輸出,。
三,、超再生與超外差比較
超再生式接收機具有電路簡單,、成本低廉的優(yōu)點所以被廣泛采用,而超外差接收機價格較高,,溫度適應(yīng)性強,,接收靈敏度更高,,而且工作穩(wěn)定可靠,,抗干擾能力強,產(chǎn)品的一致性好,,接收機本振輻射低,,無二次輻射,性能指標(biāo)好,,容易通過FCC或者CE等標(biāo)準的檢測,,符合工業(yè)使用規(guī)范,。
◆問:超外差接收模塊近距離不能接收,?----(2002.12.20)
答:以RX3310A,、RX3400為核心組裝的超外差式接收都有一個缺點就是強信號,、近距離時堵塞不能解碼,,故一般在距發(fā)射機3米之內(nèi)不解碼屬于正常的。相比之下,,超再生式接收機不存在這個問題。
接收模塊的工作電壓范圍是3~6V,,但最佳工作點為5V,。偏離最佳工作電壓時雖然也能正常工作,,但會導(dǎo)致接收靈敏度下降。超外差式接收機對天線阻抗的的匹配要求也較高,,偏離50Ω會導(dǎo)致靈敏度激劇降低,。因此,,接收天線也一定阻抗是50Ω的,,并盡量縮短天線根部到接收模塊天線焊接處之間連線的長度,,必要時可用特性阻抗為50Ω的射頻同軸電纜連接。 ◆問:關(guān)于遙控距離----(2002.12.20)
我們所說的遙控距離是發(fā)射/接收模塊單獨工作,,并都配接四分之一的波長的拉桿天線,,且處于垂直狀態(tài)工作于額定條件下在直線開闊地上測得的最大可解碼距離,,如果雙方都處在較高的位置,,則遙控距離還將更遠。
由于工作在UHF頻段內(nèi),,電磁波沿直線傳播,,遇到障礙物會激劇衰減,遙控距離明顯縮短,,故使用時應(yīng)盡量避開障礙物,,或盡量架高天線并使用高增益天線,對固定使用的還可選用高增益的定向天線,,以改善通訊效果,。
數(shù)據(jù)速率對通信距離也有較大影響, 一般而言,,速率越高,,距離就越近,建議數(shù)據(jù)速率取1.2~2.4K比較好,。另一方面,,計算機系統(tǒng)(包括單片機)對RF組件都存在一定的電磁干擾,如果處理不當(dāng)會導(dǎo)致無線傳輸傳輸距離變近,,甚至不能正常工作。
答:可解決辦法:要比較滿意的解決電磁干擾問題,,必須從單片機選型,、軟件設(shè)計、PCB板布線和結(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多方面著手解決,。
◆問:51單片機(含各種品牌)對使用315MHz的頻率時距離會很近,?----(2002.12.20)
由于51單片機一般都使用12MHz的晶體作為起振,這樣其本身的本振就將近有300MHz的本振頻率由I/O口向外輻射的電磁波干擾源,,造成315MHz接收距離很近,,甚至不能接收。 答:可解決辦法:建議改用頻點較高的接收頻率,,如433MHz就可增加遙控距離,;或把單片機屏蔽起來。
如何用單片機模擬2272軟件解碼難得資料:
在無線遙控領(lǐng)域,,PT2262/2272是目前最常用的芯片之一,,但由于芯片要求配對使用,在很大程度上影響了該芯片的使用,,筆者從PT2262波形特征入手,,結(jié)合應(yīng)用實際,提出軟件解碼的方法和具體措施,。
一,、概述
PT2262/2272是一種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,。PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(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,。
PT2262/2272必須用相同地址碼配對使用,當(dāng)需要增加一個通訊機時,,用戶不得不求助于技術(shù)人員或廠家來設(shè)置相同地址碼,,客戶自己設(shè)置相對比較麻煩,尤其對不懂電子的人來說,。隨著人們對操作的要求越來越高,,PT2262/2272的這種配對使用嚴重制約著使用的方便性,人們不斷地要求使用一種無須請教專業(yè)人士,,無須使用特殊工具,,任何人都可以操作的方便的手段來彌補PT2262/2272的缺陷,,這就是PT2262軟件解碼。
二,、解碼原理
上面是PT2262的一段波形,,可以看到一組一組的字碼,每組字碼之間有同步碼隔開,,所以我們?nèi)绻脝纹瑱C軟件解碼時,,程序只要判斷出同步碼,然后對后面的字碼進行脈沖寬度識別即可,。
2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼,2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼時才會把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動VT端同步為高電平,。因為無線發(fā)射的特點,,第一組字碼非常容易受零電平干擾,往往會產(chǎn)生誤碼,,所以程序可以丟棄處理,。
下面我們來仔細看一下PT2262的波形特征:
振蕩頻率 f=2*1000*16/Rosc(kΩ) kHz 其中Rosc為振蕩電阻 這里我們選用的是一種比較常用的頻率f≈10 kHz, Rosc=3.3MΩ(以下同)。下圖是振蕩頻率與碼位波形的對應(yīng)關(guān)系:同步碼頭波形:
PT2262有三種編碼:0,,1,,和懸空(表示為f)。 1,、 數(shù)據(jù)“0”發(fā)送的碼位如下: 2,、 數(shù)據(jù)“1”發(fā)送的碼位如下: 3、 數(shù)據(jù)“f”發(fā)送的碼位如下:
有了以上具體的波形,,我們就可以進行軟件解碼了,。T2262每次至少發(fā)送4次編碼,首先我們可以通過檢測11ms寬度的同步碼頭,,有碼頭才開始進行編碼解碼,,無碼頭則繼續(xù)等待。當(dāng)收到碼頭時,,還要檢測是否已經(jīng)收到過碼頭,,若無,則丟棄第一次編碼的信號,,以防止誤碼,。
從編碼圖中可以看出,每一位碼字都是從低電平開始到高電平,,到低電平,,再到高電平。為了檢測方便,,在接收端我們把編碼信號進行了180°倒相,,使碼位開始的上升沿轉(zhuǎn)化為下降沿,,這樣當(dāng)我們使用MCS51系列單片機解碼時可使用中斷方式及時截獲編碼。從編碼圖中還可以看出,,每一位碼字都可以分成兩段,,我們以每段中的電平寬度來描述碼位:
碼位 第一段 第二段 數(shù)值表示 反碼表示 0 窄 窄 00 11 1 寬 寬 11 00 f 窄 寬 01 10 無效碼 寬 窄 10 01
軟件解碼方法1(反碼): 從第一個下降沿開始延時700us左右,檢測電平高低,,記為A1,,再檢測第二個下降沿,延時700us左右,,檢測電平高低,,記為A2,這樣一個碼位就可以譯出來了,,連續(xù)檢測12個碼位,。
軟件解碼方法2(反碼): 從第一個下降沿開始記時,并不斷檢測電平變化,,一有電平變化,,立即記錄電平寬度B1,再繼續(xù)記時直至出現(xiàn)第二個下降沿,,記錄兩個下降沿的間隔B2,,重復(fù)以上步驟,得到B3,,B4,,判斷B1,B2,,B3,,B4是否在各自允許的誤差范圍內(nèi),是則保存B1,,B3,,譯出一個碼位,否則認為誤碼,,丟棄,。連續(xù)正確檢測12個碼位。
兩種解碼方式各有優(yōu)缺點如下: 解碼方式 優(yōu)點 缺點 1 程序簡單,,CPU開銷少 解碼精度差 2 程序復(fù)雜,,CPU開銷大 解碼精度較高
為了獲得較高的解碼精度,我們推薦使用方法2,,以避免大量的干擾信號的誤解碼,。
三、參考解碼軟件
說明:ADD1,ADD2中為8位地址,,DAT0中為4位數(shù)據(jù) REMOTE: CLR TR2 ;探頭信號檢測子程序 CLR RECEIVE ; MOV DETE_LOOP,#12 ;接收12位編碼 REMO0: CLR DETE_T_OVER ; MOV TH2,#0FEH ;測第1位電平寬度 MOV TL2,#041H ; SETB TR2 ; REMO1: JB REM,REMO2 ;等待出現(xiàn)高電平 JB DETE_T_OVER,REMO3 ;限時1500us,超時則認為誤碼 AJMP REMO1 ; REMO2: MOV A,TH2 ;測低電平寬度,0FF為寬脈沖,,0FE為窄脈沖 CJNE A,#0FFH,REMO4 ; MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#098H,$+3 ; JNC REMO3 ;電平過寬(超過1150us),退出 CLR C ; CJNE A,#020H,$+3 ; JC REMO3 ;電平過窄(小于780us),,退出 SETB C ; AJMP REMO5 ; REMO3: AJMP REMOTE_END ; REMO4: CJNE A,#0FEH,REMO3 ; MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#0C7H,$+3 ; JNC REMO3 ;電平過寬(超過450us),,退出 CLR C ; CJNE A,#060H,$+3 ; JC REMO3 ;電平過窄(小于210us),退出 CLR C ; REMO5: MOV A,DAT0 ;存儲電平值 RLC A ; MOV DAT0,A ; MOV A,ADD1 ; RLC A ; MOV ADD1,A ; REMO6: JNB REM,REMO7 ;等待出現(xiàn)低電平 JB DETE_T_OVER,REMO3 ;脈沖下降沿間隔限時1500us,超時則認為誤碼 AJMP REMO6 ; REMO7: CLR TR2 ; CLR DETE_T_OVER ; MOV A,TH2 ; CJNE A,#0FFH,REM13 ;脈沖間隔過小 MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#050H,$+3 ; JC REM13 ;電平過窄(小于1200us),,退出 MOV TH2,#0FEH ;測第2位電平寬度 MOV TL2,#041H ; SETB TR2 ; REM11: JB REM,REM12 ;等待出現(xiàn)高電平 JB DETE_T_OVER,REM13 ;限時1500us,超時則認為誤碼 AJMP REM11 ; REM12: MOV A,TH2 ;測低電平寬度,0FE為寬脈沖,,0FF為窄脈沖 CJNE A,#0FFH,REM14 ; MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#098H,$+3 ; JNC REM13 ;電平過寬(超過1100us),退出 CLR C ; CJNE A,#020H,$+3 ; JC REM13 ;電平過窄(小于1000us),,退出 SETB C ; AJMP REM15 ; REM13: AJMP REMOTE_END ; REM14: CJNE A,#0FEH,REM13 ; MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#0C7H,$+3 ; JNC REM13 ;電平過寬(超過450us),,退出 CLR C ; CJNE A,#060H,$+3 ; JC REM13 ;電平過窄(小于210us),退出 CLR C ; REM15: MOV A,TEMP ;存儲電平值 RLC A ; MOV TEMP,A ; MOV A,ADD2 ; RLC A ; MOV ADD2,A ; REM16: JNB REM,REM18 ;等待出現(xiàn)低電平 JB DETE_T_OVER,REM13 ;脈沖下降沿間隔限時1500us,超時則認為誤碼 AJMP REM16 ; REM17: AJMP REMO0 REM18: CLR TR2 ; CLR DETE_T_OVER ; MOV A,TH2 CJNE A,#0FFH,REM13 ;脈沖間隔過小 MOV A,TL2 ; CLR C ; CJNE A,#050H,$+3 ; JC REM13 ;電平過窄(小于1200us),,退出 DJNZ DETE_LOOP,REM17 ; REM19: MOV DETE_LOOP,#4 ;把接收的編碼左移4位 REM20: CLR C ;將8位密碼放在同一字節(jié)上 MOV A,DAT0 ; RLC A ; MOV DAT0,A ; MOV A,ADD1 ; RLC A ; MOV ADD1,A ; CLR C ; MOV A,TEMP ; RLC A ; MOV TEMP,A ; MOV A,ADD2 ; RLC A ; MOV ADD2,A ; DJNZ DETE_LOOP,REM20 ; ;把4 位數(shù)據(jù)編碼由高4 位移到低4 位上 ; MOV A,DAT0 ; SWAP A ; MOV DAT0,A ; MOV A,TEMP ; SWAP A ; MOV TEMP,A ; ANL DAT0,#0FH ; SETB RECEIVE ; REMOTE_END: ; CLR TR2 CLR REMOTING ; RET ;
四,、硬件抗干擾
在無線通訊中使用單片機會對通訊系統(tǒng)造成嚴重的干擾,相信許多技術(shù)人員一定有過同樣的苦惱,。如果硬件設(shè)計不當(dāng),,會造成原先硬件解碼時通訊距離為200米,,而用軟件解碼后可能只有十幾米,,因此解決硬件抗干擾問題在很大程度上可減少軟件解碼的誤碼率。
1,、收發(fā)模塊:早期常用的頻率為47MHz,,在這種頻率下,很難有好的解決方法,;建議采用目前國家允許無線遙控使用的頻率315 MHz,。
2、單片機振蕩頻率:大量的MCS51教材中推薦大家使用的是12 MHz及11.0592MHz的晶體,,這些晶體在一般場合使用沒有問題,,但在此卻不可以,它們在300MHz左右仍然能夠產(chǎn)生較大的干擾,,為解決單片機運行速度與電磁干擾的矛盾,,建議采用頻率為4MHz或3.58MHz的晶體。
3,、隔離:為了有效抑制單片機對接收模塊的電磁干擾,,建議采用①電源隔離;②端口隔離,;端口隔離可采用三極管或比較器,。實踐表明采用隔離的效果非常明顯。
五,、結(jié)束語
PT2262的軟件解碼在實際應(yīng)用中有較好的用武之地,。采用軟件解碼的系統(tǒng),,廠家再也無須對收發(fā)設(shè)備進行配套,以利于生產(chǎn)于保管,;對客戶來說,,使用軟件解碼無須求助,廠家只須再軟件中加入自動學(xué)習(xí)功能,,用戶可自行使用該功能,,只須輕按學(xué)習(xí)鍵即可學(xué)習(xí)新的通訊設(shè)備,如遙控器等,。目前,,該軟件解碼已經(jīng)在某無線報警設(shè)備中采用,客戶反映使用簡便,,效果良好,。
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