摘 要:设计了一种用于智能家居照明控制的可编程四路无线开关系统。该系统利用芯片组PT2262/2272实现编码-发射和接收-解码，采用AT89S52单片机对接收信号进行控制。此方案电路设计灵活，能充分利用系统软硬件资源，系统扩展性好，提供了一种廉价的智能家居照明控制解决方案。
关键词：照明控制; 无线开关系统; PT2262/2272; AT89S52; 继电器
1 系统设计方案
随着电子技术的不断发展，无线技术在智能化中扮演着越来越重要的角色。本设计是一种能实现远距离照明控制的无线遥控开关系统，由发射系统和接收系统两部分组成。系统使用无线收发模块构成射频发射和接收电路，发射部分主要由按键编址电路、编码电路和发射模块组成；接收部分主要由接收模块、单片机控制电路和负载电路组成。
发射系统采用1节12 V干电池供电,接收系统采用3节1.5 V干电池供电，单片机采用5 V直流电源供电，电源系统节能、简便。
2 系统实现
2.1 元件选取及系统框图
考虑到系统的兼容性、实用性、低成本和节能性，选用AT89S52单片机，用PT2262/2272无线收发模块实现315 MHz的无线通信。AT89S52单片机是ATMEL公司生产的一种非易失性存储技术制造的低功耗、高密度CMOS 8 位单片机，片内含8 KB ISP(In-system programmable)的可反复擦写1 000次的Flash只读程序存储器,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案[1]。PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编解码电路；PT2262/PT2272 最多可有12 bit(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),12 bit(A0-A11)三态地址端管脚任意组合可提供531 441 地址码,PT2262 最多可有6 bit(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出[2]。电路的系统框图如图1所示。
2.2 系统电路图
系统电路由无线发射系统和无线接收系统两部分组成。
(1)无线发射系统电路(如图2)：主要采用PT2262芯片来完成，电路PT2262对按键信号进行编码，可以控制4个通道。图2中，PT2262的1～8脚是编码地址端，每个地址端可以设定“高电平”(该脚接12 V)、“低电平”（该脚接地）、“悬空”三种状态。10～13脚是编码的数据输入端D3～D0(使用4位数据)，在每个数据端连接了一个按键，用以控制不同的设备。当按下按键后，按键将12 V的电压加到对应的数据端,同时数据端信息通过晶振将信号并发射出去。PT2262将会根据地址码的设定和输入的数据进行编码,从17脚输出编码脉冲。无线通信受编码脉冲控制[2-3]，当17脚脉冲为“l”时，V1组成的振荡器工作，产生315 MHz的高频信号并发射出去；当17脚输出脉冲为“0”时，Vl组成的振荡器停止工作。
(2)无线接收系统电路:接收系统电路主要由接收模块（包括射频模块、芯片PT2272及外围电路）、继电器电路和负载电路组成,如图3所示。PT2272的1～8脚是解码地址端,每个地址端可以设定“高电平”（该脚接5 V）、“低电平”（该脚接地）、“悬空”三种状态，该解码地址的设定与PT2272的地址编码相对应。当射频模块接收到由发射电路发出的信号后，PT2272进行地址码比较核对(解码)，若地址码核对正确，则发射模块TE脚(编码启动端用于多数据的编码发射，低电平有效)发出的信号经接射频模块由Din脚（14引脚）进入PT2272，同时数据经PT2272的数据输出脚D0～D3（10～13脚）进入单片机；反之PT2272的数据输出脚则无任何动作。当信号进入单片机后，单片机对其进行分析并作出相应的控制。如果接收到的第一路信号为高电平，单片机控制的数码显示管会显示“11”（第一个“1”表示第一路信号，第二个“1”表示该信号为高电平），同时单片机向继电器电路发出高电平，继电器吸合，负载电路工作；当第二次接收到高电平，通过单片机将对应的端口电平置零；当第三次接收到高电平时再次置1，如此循环；当数码管的显示为“1 1”时（第一个1表示第一路信号，第二个1表示该信号为低电平），此时单片机向继电器电路发出低电平，继电器断开，负载停止工作。利用继电器和数码管可以实现灵活控制并清晰地显示。
3 程序的写入与调试
利用keil C51编写控制程序写入单片机AT89S52内，利用串口调试助手，对单片机输出信号进行不同的电平（“1”或“0”）赋值，其测试结果能达到100%，最大的控制距离可达50 m，响应时间不大于1 s。
本设计利用单片机AT89S52和芯片组PT2262/2272实现了用于照明控制的可编程4路无线开关系统，避免了使用专用解码芯片的有关限制，能充分利用系统软硬件资源，系统的扩展性和灵活性好，且成本低、功耗小，是智能家居照明控制的一种科学解决方案。
参考文献
[1] AT89S52. [2011-09-10] http://baike.baidu.com/view/1320440.htm, 2011(9):10.
[2] 房明明. 四路无线遥控开关的设计[J].电子测试，2009，5(5)：85-89.
[3] 肖景和，赵健. 无线电遥控组件及其应用[M]. 北京:人民邮电出版社, 2004.