摘  要： 设计了一个多门电源无线遥控开关，可用家庭用的红外线遥控器控制该产品的主机无线遥控电路，再通过该主机无线遥控电路控制多门电源开关，每门电源开关与电源插座相串联以控制某个家用电器设备。使用时在红外线遥控器的多余按键上设置该主机无线遥控所对应的控制开关，就可以用一个红外线遥控器进行多设备同时控制,如利用电视机遥控器，在看电视的同时随时可以控制电热水器、电风扇、房间灯等用电设备，十分方便。

关键词： 红外线遥控；无线遥控；电源开关；单片机；编码与解码

       随着电子技术的不断发展，遥控电路已经相当普遍，家用电器大部分都有遥控器。本设计在家庭现有的红外线遥控器的基础上，用其多余的按键与本产品配合设置，实现可控制其他家用电器的目的。它具有在观看电视的同时，无需更换遥控器就可以控制其他家用电器；更换遥控器后不需要更换本电子产品，只需重新设置；记忆功能，掉电后无需重新设置；家庭用的红外线遥控器设置好后果基本上都可以对本电子产品的主机电路进行遥控；无线遥控距离可达20 m，能够实现对家庭各角落用电器的遥控等优势。

       1 电路组成及各模块的功能

       本电子产品由家电红外线遥控器、主机无线遥控电路和各路被无线遥控控制的电源开关3个模块组成。其中模块一主要用来发送要控制的各门开关的红外线信号；模块二主要由红外线信号接收电路、单片机最小系统与外部存储器电路、无线遥控发射电路组成，用来接收红外线遥控器发送过来的信号并进行解密，再重新编码以无线电信号发送给对应控制开关；模块三主要由无线接收电路和继电器电路组成，用来接收无线信号并进行解码，将信号送给继电器动作，使电源插座得电或断电来控制相应家用电器。 其结构如图1所示。

       2 设计思路及主要元件选择

       2.1 红外线遥控器模块

　     本模块由经过设置后的家电红外线遥控器来实现控制，家庭用的大部分遥控器都可以对本产品进行控制，如电视机、风扇等红外线遥控器。但不适合使用空调遥控器，因为本设计采用的红外接收模块接收的编码为32 bit，而空调遥控器的编码超过32 bit[1]。

       2.2 主机无线遥控电路模块

       本模块由红外一体化接收头、单片机最小系统与外部存储器、无线遥控发射电路构成。红外线一体化接收头如图2所示，采用了IR1308红外线光敏三极管，负责对红外信号的接收与解调，将信号由1脚送入单片机的P3.2口。单片机最小系统如图3所示,单片机采用了AT89S52，由于需要断电存储功能，增加一个外部储存器电路，如图4所示，采用了24C02集成块，单片机负责对解调后的红外线信号进行解码并在储存器上保存。无线遥控发射电路采用了PT2262发射系统，负责对编码信号进行发射，编码最多有16组。

       2.3 无线遥控电源开关模块

       本模块由无线接收电路和继电器组成。无线接收与解码采用了PT2272，它与PT2262发射配对使用，负责接收无线信号并进行解码、放大来控制相对应码的继电器。继电器的常开触头做为开关与电源插座串联使用，当接收到对应码的继电器动作，开关闭合电源插座得电，需要工作的家电工作。这样的模块设有16门，即一个“红外线遥控器”对应一个“主机无线遥控电路”控制16门“无线遥控电源开关”。

       3 产品的设计原理

       3.1 红外线遥控器

　     家用红外遥控器按键的编码信号是经过38 kHz载波调制后进行发射的，本产品使用红外一体化接收头进行接收并解调，解调出来的信号如图5(a)所示。0信号与1信号的编码如图5(b)所示，0信号的高电平与低电平的持续时间相等，而1信号的低电平持续时间是高电平的3倍，从而区分0信号或1信号。红外遥控器的任一个按键的信号编码由头脉冲、两个系统码(用户码)、资料码(按键码)、资料反码、结束位构成[2]，如图5(a)所示。

       3.2 红外线一体化接收头与单片机电路

       红外线一体化接收头接收到信号，并解调出信号如图5(a)，再使用单片机进行解码。单片机使用P3.2口对红外一体化接收头接收的信号进行导入，采用低电平触发中断方式，再通过单片机定时器0对两个下降沿的持续时间进行计数[3]。定时器采用工作方式2，其计满一次为256 ?滋s，头脉冲的周期为9 500+4 500=14 000 ?滋s左右，定时器0在这期间可以计满14 000/256=54.6次左右。信号1的周期为561×4=2 244 ?滋s，可以计满2 244/256=8.77次左右；信号0的周期为561×2=1 122 ?滋s，可以计满1 122/256=4.38次。单片机根据定时器0计满的次数来判断其为引导码还是信号1或信号0。由于不同红外遥控器的持续时间与以上数据略有偏差，为了不产生遗漏，所以本产品的程序设置为如果定时器计满的次数在33~63次之间为引导码。如果判断出引导码，则接下来为系统码，再对系统码各个位进行判断，程序设计为定时器计满7次及以上为信号1，7次以下为信号0。判断完之后，再用单片机对判断出来的数据进行组合，就构成了一个按键的码值，如果采用16进制来表示，则为一个8位的16进制数，前4位为系统码，第5、6位为资料码，第7、8位为资料反码。具体如图6所示。

       单片机完成了对红外信号的解码后，再根据外部连接P3.1的按键的状态来进行处理。

       (1)如果按键是按下，则表示在设置状态，单片机就把解码后的信号送到外部存储器24C02进行存储[4]。如果是设置期间第一个接收到的红外信号，则存储在0~3单元；如果是第二个信号，就存储在4~7单元。后面的红外信号以此类推。

       (2)如果按键没有按下,则表示在进行遥控操作状态，单片机会把当前的红外信号与存储器的内容进行对比。先取出0~3单元与当前信号进行对比,如果相同,则表示要打开或关闭第一路开关，单片机会进行下一进程编码；不相同,则会取出4~7单元进行对比，如果相同则为打开或关闭第二路开关，单片机进入下一进程编码[5]。以此类推，直至判断完16路。

       3.3 无线发射器及指示灯电路

       本单元主要是单片机来负责编码，并由无线发射最小系统进行发射。无线发射采用PT2262芯片进行无线信号的编码，它与单片机的P2口连接，单片机P2.4~P2.7连接PT2262的地址位A0~A4，P2.0~P2.3连接PT2262的数据口D0~D3。如果要打开或关闭第一路开关，单片机会输出地址码0001、数据码0001到PT2262芯片进行编码，再用振荡电路进行无线发射；如果要打开或关闭第2路，单片机则会输出地址码0010、数据码0001去控制无线模块进行发射。第3路、第4路等以此类推，如图7所示。无线发射距离为20 m~30 m左右。

       发射机在发射的同时，为了让用户更好地了解当前的遥控操作有没有生效，本产品设置了指示灯，在发射的同时单片机点亮连接的P1.5口上的LED灯进行指示，LED灯闪烁表示当前遥控操作生效。电路如图8所示。

       3.4 无线接收及继电器电路

       本模块由PT2272解码芯片为核心的无线接收电路和继电器电路组成，当PT2272的地址码与发射模块PT2262的地址码相同时，就会进行解码。第1门开关电路的接收模块PT2272的地址码由硬件电路将其设定为0001，如图9所示，管脚1是低位，4是高位；第2门设定为0010，以此类推。当单片机要控制第1门开关时，其给PT2262的地址码为0001，则只有PT2272地址码为0001的无线模块会将其接收,其他模块则不接收。控制其他门开关做法与之类似。

      不同路的地址不同，但是控制时接收的数据码相同，都为0001。本产品采用的是PT2272的T4自锁型，其特点是输出的数据能实现触发翻转工作逻辑，并且数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次触发。对应发射器高电平输出端的接收器输出端状态会翻转一次，如发射端发射数据0001一次，接收器输出端会从初始状态0000变为0001，再发射数据0001一次，接收器输出端又变回0000。PT2272的13管脚连接到继电器模块的输入端，如果PT2272的13管脚原来输出低电平并接收到数据0001，则会控制13脚翻转为高电平，继电器闭合，电插座得电，用电器电路导通；如果是高电平并接收到数据0001，则会控制13脚翻转为低电平，继电器打开,电插座失电，用电器电路断开。

       4 系统软件设计

       单片机程序流程图如图10所示。

使用时，首先要进行设置，设置方法：按下设置键，把遥控器的发射头对准本产品主机无线遥控电路红外线一体化接收头，依次按下需要控制的按键。然后按下设置键将其弹出，完成设置。把本产品接收模块的继电器输出导线串联到待控制家用电器插座的火线上即可使用。最后使用设置过的遥控器按键对主机实行遥控，就可以控制家用电器。

参考文献

[1] 李建华.实用遥控器原理与制作[M].北京:人民邮电出版社, 2008.

[2] 苏长赞.红外线与超声波遥控[M]. 北京:人民邮电出版社,2007.

[3] 孙函芳.MCS-51系列单片机原理与应用[M].北京: 北京航天航空大学出版社,2009.

[4] 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术[M]. 北京:北京航天航空大学出版社,2007.

[5] 周坚.单片机轻松入门[M].北京:北京航天航空大学出版社，2004