摘 要: 設計了一種用于智能家居照明控制的可編程四路無線開關系統。該系統利用芯片組PT2262/2272實現編碼-發射和接收-解碼，采用AT89S52單片機對接收信號進行控制。此方案電路設計靈活，能充分利用系統軟硬件資源，系統擴展性好，提供了一種廉價的智能家居照明控制解決方案。
關鍵詞： 照明控制; 無線開關系統; PT2262/2272; AT89S52; 繼電器
1 系統設計方案
隨著電子技術的不斷發展，無線技術在智能化中扮演著越來越重要的角色。本設計是一種能實現遠距離照明控制的無線遙控開關系統，由發射系統和接收系統兩部分組成。系統使用無線收發模塊構成射頻發射和接收電路，發射部分主要由按鍵編址電路、編碼電路和發射模塊組成；接收部分主要由接收模塊、單片機控制電路和負載電路組成。
發射系統采用1節12 V干電池供電,接收系統采用3節1.5 V干電池供電，單片機采用5 V直流電源供電，電源系統節能、簡便。
2 系統實現
2.1 元件選取及系統框圖
考慮到系統的兼容性、實用性、低成本和節能性，選用AT89S52單片機，用PT2262/2272無線收發模塊實現315 MHz的無線通信。AT89S52單片機是ATMEL公司生產的一種非易失性存儲技術制造的低功耗、高密度CMOS 8 位單片機，片內含8 KB ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲器,兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案[1]。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 bit(A0-A11)三態地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),12 bit(A0-A11)三態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)數據端管腳,設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出[2]。電路的系統框圖如圖1所示。
2.2 系統電路圖
系統電路由無線發射系統和無線接收系統兩部分組成。
(1)無線發射系統電路(如圖2)：主要采用PT2262芯片來完成，電路PT2262對按鍵信號進行編碼，可以控制4個通道。圖2中，PT2262的1～8腳是編碼地址端，每個地址端可以設定“高電平”(該腳接12 V)、“低電平”（該腳接地）、“懸空”三種狀態。10～13腳是編碼的數據輸入端D3～D0(使用4位數據)，在每個數據端連接了一個按鍵，用以控制不同的設備。當按下按鍵后，按鍵將12 V的電壓加到對應的數據端,同時數據端信息通過晶振將信號并發射出去。PT2262將會根據地址碼的設定和輸入的數據進行編碼,從17腳輸出編碼脈沖。無線通信受編碼脈沖控制[2-3]，當17腳脈沖為“l”時，V1組成的振蕩器工作，產生315 MHz的高頻信號并發射出去；當17腳輸出脈沖為“0”時，Vl組成的振蕩器停止工作。
(2)無線接收系統電路:接收系統電路主要由接收模塊（包括射頻模塊、芯片PT2272及外圍電路）、繼電器電路和負載電路組成,如圖3所示。PT2272的1～8腳是解碼地址端,每個地址端可以設定“高電平”（該腳接5 V）、“低電平”（該腳接地）、“懸空”三種狀態，該解碼地址的設定與PT2272的地址編碼相對應。當射頻模塊接收到由發射電路發出的信號后，PT2272進行地址碼比較核對(解碼)，若地址碼核對正確，則發射模塊TE腳(編碼啟動端用于多數據的編碼發射，低電平有效)發出的信號經接射頻模塊由Din腳（14引腳）進入PT2272，同時數據經PT2272的數據輸出腳D0～D3（10～13腳）進入單片機；反之PT2272的數據輸出腳則無任何動作。當信號進入單片機后，單片機對其進行分析并作出相應的控制。如果接收到的第一路信號為高電平，單片機控制的數碼顯示管會顯示“11”（第一個“1”表示第一路信號，第二個“1”表示該信號為高電平），同時單片機向繼電器電路發出高電平，繼電器吸合，負載電路工作；當第二次接收到高電平，通過單片機將對應的端口電平置零；當第三次接收到高電平時再次置1，如此循環；當數碼管的顯示為“1 1”時（第一個1表示第一路信號，第二個1表示該信號為低電平），此時單片機向繼電器電路發出低電平，繼電器斷開，負載停止工作。利用繼電器和數碼管可以實現靈活控制并清晰地顯示。
3 程序的寫入與調試
利用keil C51編寫控制程序寫入單片機AT89S52內，利用串口調試助手，對單片機輸出信號進行不同的電平（“1”或“0”）賦值，其測試結果能達到100%，最大的控制距離可達50 m，響應時間不大于1 s。
本設計利用單片機AT89S52和芯片組PT2262/2272實現了用于照明控制的可編程4路無線開關系統，避免了使用專用解碼芯片的有關限制，能充分利用系統軟硬件資源，系統的擴展性和靈活性好，且成本低、功耗小，是智能家居照明控制的一種科學解決方案。
參考文獻
[1] AT89S52. [2011-09-10] http://baike.baidu.com/view/1320440.htm, 2011(9):10.
[2] 房明明. 四路無線遙控開關的設計[J].電子測試，2009，5(5)：85-89.
[3] 肖景和，趙健. 無線電遙控組件及其應用[M]. 北京:人民郵電出版社, 2004.