基于无线通信技术的遥控器设计.PDF

基于无线通信技术的遥控器设计 王建飞 凌志浩 龚建辉 （华东理工大学，上海 200237） 摘 要 介绍了一种基于无线通信模式的遥控器的设计和实现的方案，重点探讨了基于 ET44M210 微控制器 和 ET13X220/221 收发器芯片的无线射频遥控器的设计原理和软件流程。 关键词 微控制器 收发模块 无线通信 0 引言 遥控器主要由形成遥控信号的微控制器芯片、晶体振荡器、放大晶体管、信号收发器以 及键盘矩阵等组成，有些还配有液晶显示部分。不同的遥控器信号收／发方式有差别，而其 它功能模块则基本相似。 无线通信技术主要包括红外通信技术、蓝牙（Bluetooth ）通信技术、WiFi 通信技术和 Zigbee 通信技术以及其它无线射频通信技术等。其中，红外通信是一种十分成熟的通信技术， 广泛应用于电视遥控中，具有功耗低、连接方便、简单易用等优点，但红外通信具有单向性 及视角距离等问题，不适合特定场合的遥控要求。蓝牙芯片工作在 2.4GHz 频段，但由于其 成本一直居高不下，产品也很难开发，因此到目前为止，蓝牙技术在遥控器市场的产品相对 较少；另外，市场也尚未出现非要蓝牙不可的应用需求。WiFi 通信技术的工作频段也是 2.4GHz ，是目前WLAN 的主要技术标准，适用于批量数据传输(如大文件传输、email 或 web 接入) ，它不适宜应用于无线遥控器的设计。ZigBee 是必威体育精装版发展的技术，也工作在 2.4GHz 频 段，与蓝牙技术相比，具有系统开销少、传输距离相对较远、功耗低等优点，但现在还未广 泛使用。其它无线射频通信技术则通过提供特定的无线通信模块，所用的接线较少、功耗相 对较低、设计相对方便，价格也相对便宜，与红外相比具有双向传输的优点，可以实现主控 端与终端互动的效果。 1 ET13X220/221芯片的数据收发原理 无线通信包括数据的发送和接收两个过程。图 1 所示为 ET13X220/221 芯片发送数据的 时序。在数据发送过程中，首先需要发送 20 个 180µs 的 HIGH-LOW 信号作为前置信号， 通过电容充放电滤去一系列杂波；然后保持高电平 540µs 以作为数据传送的起始信号；接着 再发送 LOW-HIGH-LOW 再度让电容充放电；其后是需传送的 8 位数据，其值用脉冲的宽 度来区分，发送的波形交替高电平和低电平的模式，某一发送的信号延时 180µs 表示发送的 数据位为高电平，延时 320µs 表示发送的数据位为低电平，最后一个 180µs 的高电平是字节 发送的结束信号。 数据的接收部分相对复杂些。接收端通过 TCC 定时器的中断计时来对接收到的某一电平 信号进行长度检测，符合规则的信号才能定位出正确的信号。处理时，首先判断是否有上升 延的到来，如果有上升延，说明有信号在发送。然后检测传送的 540µs 的高电平起始位信号 是否到达，检测到该信号后再等待一个上升延，将 START 后面的 LOW-HIGH-LOW 滤去。 接着可检测其后的高电平长度，如果检测为 540µs 的高电平，说明刚才检测到的 START 信 号为假信号或干扰信号，则舍弃前面所有已检测的状态，重新开始检测；如果出现了高电平， 而且高电平延时的时间满足规定的信号协议（1：180µs，0 ：320µs ），则认为后面传送的是正 确数据位，按位将数据读取；如果出现延时的时间长度是其它值，则认为传送错误，重新回 到检测 START 位。在检测电平的过程中，往往信号不可能恰好是 180µs、320µs、540µs，需 要根据实际测量情况和调试结果进行分析和处理。如信号在 150µs 到 310µs 范围可以认为是 180µs 的信号；在 310µs 到 550µs 范围可以认为是 320µs 的信号；550µs 到 700µs 范围的可以 认为是 540µs 的 START 信号。只要信号在这些规定的范围内均可认为检测到的信号是正确 的。 图 1 系统发送时序图 2 遥控器的组成 本文设计的无线遥控器由 ETM44210 微控制器、ET13X220/221 芯片以及其它外