電子防丟器的設計與制作畢業(yè)設計論文.doc

東華理工大學長江學院畢業(yè)設計(論文)1.研究系統(tǒng)方案設計畢業(yè)設計（論文）題 目： 電子防丟器的設計與制作 英文題目： electronic waterproof throw device design and production 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項1.設計（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數要求：理工類設計（論文）正文字數不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數不少于1.2萬字。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它摘 要本文介紹無線丟失報警器的設計與制作、原理及組成，該報警器主要由發(fā)射模塊和接收模塊兩部分組成，包括發(fā)射和接收電路，不是同一套的發(fā)射和接受模塊，其編碼不相同不會相互干擾，發(fā)射模塊由編碼電路和無線發(fā)射電路組成，接收模塊由再生式接收、解碼、報警和電源等電路組成。再生式接收機接收到無線信號，經檢驗還原出編碼信號，送至解碼電路解碼，當兩塊模塊的距離超過設定范圍，收到的信號較弱時，解碼電路解不出信號，送至報警電路，報警電路報警。發(fā)射接收模塊由分立元件搭建，進行單管發(fā)射，超再生接收；用pt2262,pt2272進行編解碼，pt2262/pt2272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的編解碼電路，采用貼片封裝，可減小整機的體積。用ask方式調制，從而實現id識別。若接上功放還可以當成收音機使用，還可以進行4位并行無線傳輸。關鍵詞: 單管； 超再生； 收音機； 無線傳輸abstractthis article describes the loss of wireless alarm design and production, theory and composition, the alarm by firing module and receiver module is composed of two parts, including the transmitting and receiving circuit, not the same set of transmitting and receiving modules, the code is not the same not interfere with each other, fired by the coding circuit module and wireless transmitter of the receiver module from regenerative reception, decoding, such as alarm and power circuit. regenerative receive to receive wireless signal, by testing out the code the restore the signal to the decoding circuit decoding. when the distance between two modules over setting range, the weaker the signal received when no signal decoding circuit solutions, alarm circuit alarm. transceiver modules built from discrete components for single-tube launchers, receivers super-renewable; with pt2262, pt2272 for codecs, pt2262/pt2272 cape town taiwan company manufacturing a cmos low-power low-cost generic codec circuit, using patch package could reduce the size of machine. ask modulation methods used to achieve the recognition id.transceiver modules built from discrete components for single-tube launchers, receivers super-renewable; with pt2262, pt2272 for codecs, pt2262/pt2272 cape town taiwan company manufacturing a cmos low-power low-cost generic codec circuit, using patch package could reduce the size of machine. ask modulation methods used to achieve the recognition id.keywords: one-tube; super-renewable; radio; wireless transmission目 錄緒 論- 1 -0.1課題的背景與意義- 1 -0.2電子防丟器的功能原理- 1 -0.3電子防丟器的特點- 1 -0.4設計任務與基本要求- 2 -0.4.1基本要求- 2 -0.4.2 擴展功能- 2 -1.研究系統(tǒng)方案設計- 3 -1.1系統(tǒng)結構圖- 3 -1.2 方案比較與論證- 3 -1.2.1 編碼譯碼電路- 3 -1.2.2 發(fā)射電路- 4 -1.2.3 接收電路- 4 -1.3收發(fā)電路的通訊方式比較- 4 -1.3.1 紅外線無線通訊方式- 4 -1.3.2 藍牙無線通訊方式- 5 -1.3.3超短波無線通訊方式- 5 -1.3最終選擇方案- 6 -1.5主要器件介紹- 6 -1.5.1 pt2262/pt2272 簡介- 6 -1.5.2 pt2262/pt2272 芯片說明- 7 -1.5.3 pt2262編碼格式101.5.4振蕩電阻131.5.5 lm311p電壓比較器集成電路132.系統(tǒng)模塊設計152.1 發(fā)射電路模塊設計152.1.1 發(fā)射電路原理與分析152.1.2 發(fā)射模塊設計與參數計算162.2 接收電路模塊設計182.2.1 接收電路原理與分析182.2.2 接收模塊設計與參數計算192.3 編解碼電路模塊設計222.3.1 編碼電路工作原理222.3.2 解碼電路工作原理232.3.3 編解碼模塊設計與參數計算242.4 總體電路圖252.5 通訊協(xié)議和工作模式設計262.5.1通訊協(xié)議262.5.2 工作模式設計263.系統(tǒng)調試與結果與分析273.1 調試方法與儀器273.2調試步驟與測試數據273.2.1 高頻收發(fā)信號的調試273.2.2 報警距離的調試293.2.3 多套系統(tǒng)id識別的調試303.2.4 系統(tǒng)功耗調試303.2.5 系統(tǒng)創(chuàng)新部分的調試313.3 低功耗方案的改進313.4 測試結果分析324.系統(tǒng)的安裝與性能總結324.1 元件的識辯與檢測324.2 元器件安裝的基本要求與原則334.2.1元器件的安裝要求334.2.2 元器件的安裝原則344.3 元器件的焊接344.3.1 對焊點的基本要求344.3.2 焊接前的準備344.3.3 焊接操作354.4 實現基本要求功能35結 論36展 望37致 謝38參考文獻39附 錄40附錄一：主要元器件清單40附錄二：總體電路圖41附錄三.印制板圖及作品實物圖4237 緒 論 0.1課題的背景與意義隨著社會的進步，現代生活節(jié)奏的加快，在快節(jié)奏的都市生活中，人們外出的機會也越來越多，很多人常常會丟三落四，常常會記不清楚把手提包放在那里，或者把電話弄丟，更要命的是有時候帶孩子上街，稍不留意孩子就跑丟了，隨身帶的提包有時候也不免被小偷盯上，在等車等船時，稍不留意，小偷就會拎走你的包，如果小孩走丟，那就更焦急，所以為了防止這類事情的發(fā)生，電子防丟失報警器就應運而生。電子防丟器小巧玲瓏，便于攜帶，廣泛用于手機，錢包，箱包，小孩等貴重物（人）品的防偷及防丟之用。其距離在一定范圍內可有任意調節(jié)，具有防丟，尋找，警音（或附帶振動等功能），省電，環(huán)保，性能穩(wěn)定可靠。方便適用，是生活中必不可少。電子防丟器接上功放還可以當收音機，不但可以防丟防、防盜，還可以休閑娛樂，男女老少皆可使用，有很好的市場前景，將會被廣泛用在將來的生活中。因此，我選擇了研究電子防丟器。 0.2電子防丟器的功能原理電子防丟器是一種能探測出距離遠近的高科技電子裝置，它能防止您攜帶的貴重物品遺失（如手機、手提電腦、攝像機、重要文件、手包、汽車鑰匙、包裹等），防止隨行的兒童走失、防止寵物跑丟。具有高效、安全、方便、經濟等優(yōu)點，因而出現后即得到了迅速發(fā)展。電子防丟器是由子機和母機組成，不是同一套的子母機編碼不一樣，不會相互干擾，無線發(fā)射頻率各不相同。子機由編碼電路和無線發(fā)射電路組成，母機由再生式接收、解碼、報警和電源等電路組成。再生式接收電路如接收到發(fā)射的無線信號，經檢波還原出編碼信號，送至解碼電路解碼，解碼電路解出信號，送至報警電路。超過限定距離，收到信號過弱，解碼電路解碼不出信號，報警電路報警。 0.3電子防丟器的特點本文所設計的電子防丟器主要采用臺灣普城公司生產的一種cmos工藝生產的低功耗低價位通用編解碼電路pt2262/pt2272,它們分別有8位（a0-a7）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6561個地址碼,最多可以有4位（d0-d3）數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出。pt2262采用貼片封裝，可減小整機的體積。最重要的是pt2262/pt2272的編碼必須一致，否則地址碼不同將不能解碼。其特點如下：1. 使用方便，適用性廣。電子防丟器是由子機（發(fā)射機）和母機（接收機）兩部分組成，體積小巧，便于攜帶，不會對外出造成任何負擔，所以可以廣泛用于手機、錢包、箱包、小孩等貴重物品或人身上防丟及防偷之用。2. 功能齊全，性能穩(wěn)定。具有安全距離可任意調節(jié)，防丟和尋找功能。其報警方式為警音提示或者附帶振動功能。3. 外觀新穎，綠色環(huán)保。機器的外觀設計十分小巧精美，且綠色環(huán)保、無輻射。電子防丟器的外表像個隨身攜帶的裝飾品，小巧玲瓏，重量僅35.5g，可以掛在匙扣或腰帶上。 0.4設計任務與基本要求 0.4.1基本要求1. 采用單片機作為主控芯片,主要用于數據識別和控制報警。制作無線電發(fā)射、無線電接收裝置各一個，其中一個置于錢包或手機（假設為a部分），另一個隨身攜帶（假設為b部分）。正常情況下不報警。當發(fā)射接收模塊相距大于某范圍時，表示錢包或手機已經被人偷走，另一半裝置報警，在該范圍內則不報警。2. 調制方式采用調幅式和調頻式任選。3. 采用超外差方式接收。4. 作用距離為10m。5. 發(fā)射功率不大于10mw。 0.4.2 擴展功能1. 制作多套裝置（實際制作兩套），要求不同的發(fā)射模塊能唯一識別唯一的對應模塊，而不受其他模塊干擾。2. 采用3v扣電池。3. 報警距離可調。4. 實現論證并實現低功耗方案，要求方案合理可行（例如采用間歇工作方式，就需要提出有效的同步措施和握手規(guī)范等）。 1.研究系統(tǒng)方案設計 1.1系統(tǒng)結構圖編碼高頻發(fā)射高頻接收載波檢波放大整形報警解碼 1.2 方案比較與論證 1.2.1 編碼譯碼電路方案一：由rc電路和三極管等分立元件組成多諧振蕩器。其電路優(yōu)點是簡單、廉價，但電路工作頻率單一，雖然可以通過調節(jié)rc參數改變電路頻率，但實現起來比較困難，識別能力有限，因此難以有效地進行id識別。方案二：采用集成芯片m7216。m7216是一款低電壓遙控編碼芯片，內碼共有20位元100萬組（2的20次方），降低使用中編碼重復的機率；低工作電壓。其缺點是譯碼部分需要利用可編程邏輯器件，系統(tǒng)實現起來較為復雜。方案三：采用pt2262/2272編解碼芯片。pt2262/2272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，設定的地址碼最多可達2的12次方組，采用串行輸出，方便無線傳輸。根據電子防丟器的實際要求，需要盡量做到電路簡單、功耗低，id可識別，因此我們選擇方案三。 1.2.2 發(fā)射電路方案一：采用單管發(fā)射電路。由單個三極管及阻容、電感等元件構成的無線發(fā)射電路具有電路簡單，調試方便的特點，適合于短距離無線傳輸，但由于其電感容易受到外界影響，易出現跑頻。方案二：利用分立元件構成多管發(fā)射電路，其電路特點是工作較為穩(wěn)定，傳輸距離較遠，缺點是多級調試難度非常大（除非有一定的高頻電路經驗，否則難以調出來）。方案三：利用ba1404、mc2833等fm發(fā)射專用芯片，只需少量外圍元件即可方便的調出穩(wěn)定的無線信號，由于設計要求不能使用專用的接收發(fā)射模塊，而題目要求的距離較短，使用專用的芯片顯得有些大材小用。由于題目要求的距離短，所以本電路采用的是分立元件單管發(fā)射。 1.2.3 接收電路 方案一：采用超再生式接收電路。超再生式接收電路具有電路簡單、使用元件少、具有一定靈敏度的優(yōu)點，缺點是選擇性較差，噪聲較大。 方案二：采用超外差式接收電路。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象。 本電路需要距離短，且接收的是數字信號，我們采用超再生式接收電路，即使噪聲較大，通過整形濾波也能很好的把數字信號很好的還原出來。 1.3收發(fā)電路的通訊方式比較 1.3.1 紅外線無線通訊方式 紅外線傳輸是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、led紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。 但是，由于紅外傳輸是一種點對點的傳輸方式，因此不能離的太遠，而且要對準方向，且中間不能有障礙物也就是不能穿墻而過，這完全不能達到無線電子防丟器的設計要求。 1.3.2 藍牙無線通訊方式 藍牙（bluetooth）是由東芝、愛立信、ibm、intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數據通訊技術標準。它能夠在10米的半徑范圍內實現單點對多點的無線數據和聲音傳輸，其數據傳輸帶寬可達1mbps。通訊介質為頻率在2.402ghz到2.480ghz之間的電磁波。 藍牙的最大特點是傳輸信息量大，傳輸速率高（可達1mbps）.其傳輸最遠為100米左右（實際有效距離是十多米），可加強信號，可以繞彎，可以不對準，可以不在同一間房間，鏈接最大數目可達7個，同時區(qū)分硬件。 但是，藍牙技術還不夠成熟，而設備還相對比較昂貴，對于本設計而言，其無線傳送的只是信號，并不要求傳輸數據或只需傳送極少的數據量，因此利用藍牙傳輸實在是大材小用而且浪費資源。 1.3.3超短波無線通訊方式 超短波無線通訊是利用 110米波長的電磁波進行視距傳輸的一種。超短波波段在 30mhz300mhz頻段，其匯總包括我們常聽到的無線廣播fm頻段。 近距離的超短波主要由發(fā)射機與接收機構成，其收發(fā)電路搭建非常簡單，只需少量分立元件即可實現?？刹捎媚M調制方式或數字調制方式，其中數字調制方式主要有數字鍵控調頻電路（fsk）、數字鍵控調幅電路（ask）、數字鍵空調相電路（psk）三大類， ask調制方式具有電路簡單、平均功率小、耗電少等優(yōu)點，被廣泛由于短距離、小功率遙控電路設備中。 但是超短波無線收發(fā)電路如果使用分立元件制作出來其頻率不夠穩(wěn)定，易出現跑頻，其傳輸速度也比較有限。但從成本和實際的可操作性考慮，本丟失報警器采用超短波無線通訊方式，并且根據傳輸信號要求，采用數字鍵控調幅方式。 以上通訊方式比較如表：幾種收發(fā)電路的通訊方式比較通訊方式紅外線藍牙超短波工作頻率幾十khz幾百khz2.402ghz2.480ghz30mhz300mhz傳輸距離較近且必須直線對準較近視功率而定技術水平很成熟不夠成熟很成熟傳輸速度慢快一般成本低高低 1.3最終選擇方案1. 采用pt2262/2272編解碼芯片作為實現id可識別的方案。2. 采用單管無線發(fā)射電路。3. 采用分立元件構成采用超再生式接收電路對進行接收。 1.5主要器件介紹 1.5.1 pt2262/pt2272 簡介pt2262/pt2272 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，pt2262/pt2272 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(fā)射電路。編碼芯片pt2262 發(fā)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pt2272 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，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果發(fā)送端 一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，pt2262 不接通電源，其17 腳為低電平，所以315mhz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，pt2262 得電工作，其第17 腳輸出經調制的串行數據信號，當17 腳為高電平期間315mhz 的高頻發(fā)射電路起振,并發(fā)射 等幅高頻信號，當17 腳為低平期間315mhz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于pt2262 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。 pt2262/2272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：2.6-15v5. 數據最多可達 6 位6. 地址碼最多可達 531441 種 1.5.2 pt2262/pt2272 芯片說明(一) pt2262 管腳說明: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),d0-d57-8、10-13數據輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)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(fā)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）(二) pt2272 管腳說明: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 2262 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(tài)）(三) pt2262 性能參數表:參數符號參數范圍單位電源電壓vcc-0.315v輸入電壓vi-0.3vcc+0.3v輸出電壓vo-0.3vcc+0.3v最大功率（vcc=10v）pa300mw工作溫度topr-20+70儲存溫度tstg-40+125(四) pt2272性能參數表:參數符號測試條件最小值典型值最大值單位電源電壓vcc215v電源電流iccvcc=10v振蕩器停振a0a11 開路0.020.3adout 輸出驅動電流iohvcc=5v,voh=3v-3mavcc=8v,voh=4v-6mavcc=10v,voh=6v-10madout 輸出陷電流iolvcc=5v,vol=3v2mavcc=8v,vol=4v5mavcc=10v,vol=6v9ma輸出高電平vih0.7vccvccv輸出低電平vil00.3vccv 1.5.3 pt2262編碼格式東華理工大學長江學院畢業(yè)設計(論文)鍵入文字附 錄 每組字碼之間有同步碼隔開，如果用單片機軟件解碼時，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。一個字碼由 12 位 ad 碼（地址碼加數據碼，比如 8 位地址碼加 4 位數據碼）組成 ， 每個 ad 位用兩個脈沖來代表：兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖 表示“f”也就是地址碼的“懸空”。 pt2262 每次發(fā)射時至少發(fā)射 4 組字碼，pt2272 只有在連續(xù)三次檢測到相同的地址碼加數據碼才會把 數據碼中的“1”驅動相應的數據輸出端為高電平和驅動 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，往往會產生誤碼，所以程序可以丟棄處理 。 pt2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 l4/m4/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(tài)，直到下次遙控數據發(fā)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(fā)射端是否發(fā)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（pt2272-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(pt2272-m6)，對應的地址編碼應該是 6 位。 pt2262/2272 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 pt2262 和解碼 pt2272 的第 18 腳為地址設定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3 的 8 次方為 6561，所以地址 編碼不重復度為 6561 組，只有發(fā)射端 pt2262 和接收端 pt2272 的地址編碼完全相同，才能配對使用，例 如將發(fā)射機的 pt2262 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 pt2272 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。設置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。 1.5.4振蕩電阻 pt2262 和 pt2272 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(jié)，阻值越大振蕩頻率越低，編碼的寬度 越大，發(fā)碼一幀的時間越長。相對來說 pt2262 用 1.2m，2272 用 200k 配套發(fā)射效果比較好。 目前 2262 和 2272 品牌比較多，振蕩電阻配套也比較混亂。還有 2272 解碼芯片的工作電壓的最小值和最大值也標注不同，有的標注在 2.4-6v 有 的是 2.4-15v 有的是 4-18v 使用時請注意查閱各廠家提供的技術資料。根據我們多年的的試驗情況，各種 品牌的 2272 工作電壓在 3-5v 比較可靠，最低工作電壓 2.4v 沒有問題，最高工作電壓超過 5v 易燒毀。特別需要注意 2272 的地址端高電平不得超過 18 腳的工作電壓。pt2262/pt2272的振蕩電阻一般按下述值配對： pt2262 pt22721.2m 200k1.5m 270k2.2m 390k3.3m 680k4.7m 820k 1.5.5 lm311p電壓比較器集成電路 lm311的電壓比較器設計運行在更寬的電源電壓：從標準的15v運算放大器到單5v電源用于邏輯集成電路。其輸出兼容rtl,dtl和ttl以mos電路。此外，他們可以驅動繼電器，開關電壓高達50v，電流高達50ma。 lm311p引腳排列 lm311p的引腳功能： ground/gnd 接地 input + 正向輸入端 input - 反向輸入端 output 輸出端 balance 平衡 balance/strobe 平衡/選通 v+ 電源正 v- 電源負 nc 空腳 lm311p內部電路圖 2.系統(tǒng)模塊設計 2.1 發(fā)射電路模塊設計 2.1.1 發(fā)射電路原理與分析發(fā)射電路的主要作用是完成以下三項任務：1. 通過自身振蕩產生高頻正弦波信號。2. 對編碼信號進行調制。3. 對調制信號進行放大發(fā)射。 在品種眾多的振蕩電路中，lc三點式正弦波振蕩電路是目前應用最為廣泛的振蕩電路。在三點式振蕩器電路中，振蕩器的選頻網絡應和晶體管的三個極分別相連。與晶體管發(fā)射極（e）相接的兩個元件應為同性質電抗體（記為x1和x2），另一個和晶體管基極（b）、集電極（c）之間相接的元件應為異性質點抗體（記為x3）,則必須滿足以下關系式 凡是按此規(guī)則組成的三點式振蕩電路，便滿足了振蕩電路的相位平衡條件要求。 振蕩器工作時的振蕩頻率可有以下公式推算 振蕩器除了要求滿足起振條件和振幅要求外，還有一項重要指標就是頻率穩(wěn)定性，其相對頻率穩(wěn)定度為 本丟失報警器采用的是電容三點式的振蕩器。 其中l(wèi)c組成一個諧振器，起到選頻作用：調整元件的參數可使發(fā)射頻率可以在7088mhz之間，正好覆蓋調頻收音機ts范圍內接收頻率，通過調整電感的數值，這里的繞線電感用環(huán)形天線，既做電感，又做天線，不僅調節(jié)方便，而且可以把能量最大程度的發(fā)射出去，從而用較小的功耗就能輻射較遠距離。拉伸或者壓縮線圈l1，可以方便地改變發(fā)射頻率，避開調頻電臺。 2.1.2 發(fā)射模塊設計與參數計算 本發(fā)射電路采用電容三點式振蕩器，將振蕩信號通過lc進行選頻，工作原理及參數計算如下： 調制發(fā)射電路原理圖（1）高頻三極管q1選9018，截止頻率達到1g；電容c4、c5、c6組成一個電容三點式的振蕩器，c4用于諧振，要使頻率落在70到88mhz內，應選20pf左右較合適，這里選18pf，c5、c6起正反饋作用，使電路產生振蕩，這里反饋系數c5/c6=1/13，考慮到三極管極間電容，c5、c6分別選5pf、100pf的瓷片電容； （2）c4、l1組成一個諧振器，起到選頻作用：為使發(fā)射頻率可以在7088mhz之間，正好覆蓋調頻收音機ts范圍內接收頻率，盡量避開fm調頻電臺，我們選c4為18pf，通過公式 可算得：這里的l1用環(huán)形天線，既做電感，又做天線，用長20cm、直徑0.9mm左右的漆包線做成環(huán)形天線，通過改變天線的形狀可改變l值 （3）c1起到耦合作用，讓脈沖通過，可取1uf。 （4）可調電阻可以調節(jié)通過c1的脈沖幅度， 使編碼得到不同程度的調幅，這里調幅系數m=r6/（r3+r6）取0到2/3，取r3=51k，所以r6=100k的可調電阻； （5）c2、c8是電源濾波電容，因為大電容一般采用卷繞工藝制作的，所以等效電感比較大，并聯一個小電容c8可以使電源的高頻內阻減小，c2選100uf電解電容，c8取103到104較合適，這里選103的瓷片電容。 （6）c3起高頻通路作用，選1nf較合適。 2.2 接收電路模塊設計 2.2.1 接收電路原理與分析接收電路的主要作用是完成以下三項任務：1、對外界的信號進行選擇，選出本級所需的信號。2、對選定的信號進行解調，還原出原調制信息。3、信號放大，使解調后的信號具有一定的功率。一般接收電路有超再生式和超外差式兩種。超再生式接收電路具有電路簡單、使用元件少、具有一定靈敏度的優(yōu)點，缺點是選擇性太差，噪聲太大。所以這種電路常常被用于簡易遙控裝置。超再生式接收電路的工作原理如下：超再生式電路利用再生式收音機的工作原理，適當的引入正反饋，是接收電路處于微弱的間歇振蕩狀態(tài)，控制電路的間歇振蕩的信號電壓，也成為熄滅電壓。熄滅電壓如果是間歇振蕩器自行產生的，稱為自熄式超再生電路。如果熄滅電壓是由另外的電路提供的，稱為它為熄式超再生電路。一般熄滅電壓的頻率在3080khz之間。當超再生接收電路處于微弱的間歇振蕩狀態(tài)時，對外界的信號電壓波動非常敏感，當外界的信號頻率等于或接近超再生電路的高頻諧振頻率時，超再生高頻振蕩的振幅變化受到外界信號幅度的控制，跟隨外界信號變化。當無外來信號時，超再生電路的振幅受電路中無規(guī)律雜亂噪聲電壓的控制，經檢波后，輸出電壓為超再生電路特有的噪聲電壓。在實踐中發(fā)現，超再生電路檢波并不是天線所收到的載波信號，而是受到外界載波控制的自身振蕩電壓。由于這個電壓是振蕩產生的，因而幅度較大，因此超再生節(jié)后電路具有較高的靈敏度。當無信號時，超再生電路檢波后，輸出的是雜亂的噪聲信號。所以是否有噪聲輸出，是判斷超再生電路是否正常工作的重要特征。正常工作的超再生電路，用高阻抗耳機在其檢波輸出端可以明顯的聽到沙沙聲。用于防丟器的電路的超再生接收電路，由于接收的是數碼調制信號，所以在解調信號處理形式上與波尼信號有所不同。如果接收的是模擬信號，只要能將解調后的信號進行不失真放大后送至后級即可。但如果是數字信號，則必須經放大、比較、整形等處理過程，是輸出送至下一級的信號時標準的、符合電平要求的數字信號。所以一般數字編碼遙控設備的接收電路中，均含有觸發(fā)器、比較器等整形電路。接收電路主要分為三個部分。第一部分為超再生載波接收電路，它可以將外來的調幅載波信號，通過超再生接收方式進行接收解調。雖然該級電路僅有一個三極管和外圍元件組成，但的確具有較高的靈敏度。如果電路調整良好，信號接收靈敏度應相當于一般具有一次混頻、中放的超外差式接收機電路。第二部分為三極管檢波電路，由于三極管檢波器具有一定的電壓增益，所以對小信號檢波具有良好的檢波效果。第三部分為信號放大與比較整形電路，這部分電路負責將檢波器送來的交流編碼信號進行放大，并同時進行電壓比較。由于比較器的基準比較電壓隨輸入信號幅度浮動，所以對大信號、小信號均可以正常進行電壓比較，保證輸出信號的幅值不受輸入幅度變化的影響。將電壓比較器輸出的數字編碼信號送到解碼電路進行解碼，至此完成整個接收任務。 2.2.2 接收模塊設計與參數計算接收電路采用超再生式電路，對信號進行解調后再經過整形送到解碼電路進行解碼。其電路原理圖及參數計算如下： 接收模塊電路原理圖 （）對直流偏置較敏感是超再生接收電路的一大特點，為了產生間歇振蕩，必須設計好靜態(tài)工作點。二極管d1起鉗位作用，壓降約為0.4v，三級管q1選9018，它的 be極間壓降為0.7v左右，電源電壓3v，而0.4+（3-0.4）*r6/（r6+r7）等于q1 b極電壓0.7v，所以可算出r6/（r6+r7）=1/8.5，取r6為10k，則r7為75k； （）c8、l1為選頻網絡，c8為可調電容，范圍是0到30pf，為使接收頻率可以在7088mhz之間，通過公式， 可算得 利用諾莫圖（如下）確定線圈形狀，圖中線圈電感為l（uh），計算纏繞匝數n，直徑d（mm）以及纏繞長度 l（mm）。 可確定繞圈電感參數的諾莫圖 我們制作l=0.2uh的線圈，纏繞匝數n=5匝，則d=10mm，l=5mm。 （）c3是正反饋電容，一般10pf以下，這里取8pf； （）l2為高頻阻流圈，取典型值10uh； （）r2、c6在這里構成阻塞振蕩而產生控制電壓，使電路工作在超再生狀態(tài)，分別取1k和2.2nf，使間歇振蕩在一百到幾千hz之間； （）q2起放大和檢波作用，選9014，r4、r5為它提供靜態(tài)偏置，只要使它處于放大狀態(tài)即可，分別取10k和1m，r2、c7、c9是檢波網絡，只要保證c7主要起耦合作用，c9能把載波濾掉即可，保留調制信號，所以分別取1uf、470pf； （）c1、c4、c5起到濾波作用，取2.2nf； （）lm311是一電壓比較器，起到整形作用，把不平整的脈沖整理的陡峭平整。r11、c10起到阻高頻作用，使3腳得到的是交流電壓的平均值，rc只要大，故取r11為100k，c10為1uf；2腳直接輸入檢波后的波形；這樣可以讓大小信號都得到整形；r9為上拉電阻，一般取幾十k，這里用20k；1、4腳接地，8腳接正電源； 最后把整形的波形送到pt2272進行識別，它的振蕩頻率要比對應的2262頻率高，所以r12取1m為好；1到8腳為地址端，各可接高電平，低電平和懸空，共種狀態(tài)；發(fā)射接收地址一樣才能識別，當識別出編碼時，7腳高電平，q3截止，反之q3導通，驅動蜂鳴器ls1，r10為限流電阻。 2.3 編解碼電路模塊設計 本電子防丟器采用的編解碼電路以pt2262/2272集成電路為核心。該芯片在315v內能正常工作，靜態(tài)電流極小，約為10ua，采用串行數據傳輸，并行數據輸入輸出。電路的預置腳有12個，其中a0a7為三態(tài)地址端，d0d3為數據端。 2.3.1 編碼電路工作原理 編碼器pt2262采用的是連續(xù)4幀串行編碼信號。當發(fā)碼允許端te為“0”電平時，編碼器輸出4幀串行編碼信號。當發(fā)碼允許端te為“1”電平時，編碼器停止編碼輸出。當允許端te一直保持“0”電平時，編碼器輸出端一直保持串行輸出狀態(tài)，直到當電路檢測到te端為“1”電平，編碼器將在發(fā)送完最后一個字節(jié)后停止編碼輸出。加入電源準備發(fā)送允許鍵有效嗎?發(fā)送4個字節(jié)的地址/數據允許鍵仍有效嗎?nonoyesyes編碼器的硬件邏輯流程 2.3.2 解碼電路工作原理解碼器pt2272采用三幀校驗制，對輸入的串行碼進行校驗，如果校驗結果與預置地址一致，解碼器其首先從vt端輸出一個高電平“1”表示解碼成功，接著解碼器將串行碼中的數據轉換成并行數據，并送到解碼器的響應輸出端輸出，完成解碼過程。由于信號在傳輸過程中會受到干擾，因此為使解碼器能夠準確解碼，需要將信號通過濾波整形后在送到解碼器進行解碼。加入電源接收準備有碼輸入？地址對嗎？地址位 相匹配？地址位仍匹配？開啟vt端輸出no禁止vt輸出nononoyesyesyesyes 解碼器硬件邏輯流程 2.3.3 編解碼模塊設計與參數計算 編解碼電路由于采用數字集成芯片，因此實現起來非常簡單，其主要是確定好其振蕩頻率與電阻的關系。整體電路圖如下： 編解碼模塊電路原理需要重點說明的是，解碼電路為了能夠及時可靠地捕捉到串行碼的同步頭，它的時鐘頻率必須高于編碼器時鐘。在本設計中選編碼器電阻4m，頻率約為6khz；解碼器電阻1m，頻率約為12khz。而對于編解碼間的信道傳輸，可以是紅外，無線，有線等通訊方均可。 2.4 總體電路圖 系統(tǒng)總體電路圖 2.5 通訊協(xié)議和工作模式設計 2.5.1通訊協(xié)議 編碼器pt2262采用的是連續(xù)4幀串行編碼信號。當發(fā)碼允許端te為“0”電平時，編碼器輸出4幀串行編碼信號。當發(fā)碼允許端te為“1”電平時，編碼器停止編碼輸出。當允許端te一直保持“0”電平時，編碼器輸出端一直保持串行輸出狀態(tài)，直到當電路檢測到te端為“1”電平，編碼器將在發(fā)送完最后一個字節(jié)后停止編碼輸出。由于三態(tài)的開關比較難找，想到用三行排針加跳線帽來進行地址編碼。如下圖， 地址編碼接口第一行排針是高電平vcc，第二行是地址編碼腳a0a7，第三行是低電平gnd。使用跳線帽可以將地址置為高電平或者低電平，不插跳線帽，地址輸入就是第三態(tài)（懸空）。由此對地址進行編碼。解碼部分同樣采用同編碼部分一樣的方法，用三行排針加跳線帽編址。當接收到有規(guī)律的信號時，解碼電路立刻對接收信號的頭三個字節(jié)進行校驗，如果前三個字節(jié)地址碼的校驗與預置地址碼相同，則說明對碼成功，達到同步傳輸的目的。 2.5.2