PT2262~2272

6.致谢…………………………………………………………………………………………………...….9

基于SC2262/SC2272的简易无线收发系统

[摘　要] 介绍了无线通讯的发展和应用，以及给我们生活带来的影响。简单介绍了SC2262/SC2272的基本原理，并设计了一种基于SC2262/SC2272的简易无线收发系统。此系统结构简单、搭建容易、抗干扰能力强，经过适当改造可以应用于遥控装置、无线抢答器等实用性很强的设计，是一种很实用的基础设计。

[关键词] 无线传输、SC2262、SC2272

0.引言：

在我们现在的生活环境中，到处都离不开无线通讯的身影。近几年来，无线通讯迅猛发展，已经成为了一种日趋成熟的技术。无线通讯为我们提供了许多的便利，使我们的沟通更加便捷迅速，也使我们的生活更加的简便安全。无线通讯包含着许多的方面，本文介绍了利用SC2262/SC2272芯片制作的简易无线收发系统。该系统可以完成无线收发，经过适当改造后可以应用于遥控报警系统、遥控装置、遥控玩具、无线抢答器等实用性很强的设计。

1.无线通讯

1.1无线通讯的现状与发展

无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一, 在各种射频规范中, 常见的有三种：3KHz~300GHz（ITU－国际电信联盟规定）, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz[1]。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

在13年，尼科拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中，他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。但是，关于谁是无线电台的发明人还存在着争议。

无线电经历了从电子管到晶体管，再到集成电路，从短波到超短波，再到微波，从模拟方式到数字方式，从固定使用到移动使用等各个发展阶段[2]。如今无线电技术已成为现代信息社会的重要支柱。　　

1.2无线通讯的应用

最早的无线电主要应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在，无线电有着多种应用形式，已经渗入我们生活的方方面面，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。

无线通讯在生活上广泛应用于蜂窝电话或移动电话即手机，手机现在已经完全融入了我们的生活，为我们带来了极大的便利，我们已经很难想象没有无线通讯的生活将是什么样的。当前广泛使用的移动电话系统标准包括：GSM，CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务，其主导标准为UMTS和CDMA2000。

无线通讯在军事上依然有着极大的作用，军事通信只依靠单一的通信方式和手段是难以保证快速、准确、保密和不间断的。经过长期研究开发及战争中的运用。现代海军通信已包含几乎所有的通信手段，对电磁波的利用已覆盖从长波到光波的全部电磁频谱[3]。现在随着短波自适应技术的不断发展和应用，无线通讯在传输速率、传输可靠性和抗干扰、抗截获等各方面都获得了较大提高，更有利于军事通信实现快速、可靠、保密和不间断的基本要求，从而受到各方的广泛重视,其作为军用远程通信手段的作用和地位大大加强。

1.3无线通讯的展望

在NGN（Next Generation Network，即下一代网络）领域，融合一直是业界的关注点，并取得了一定的成果。2007年在NGN领域又出现了一个新的关注点，那就是无所不在网络[4]。无所不在网络的真正用意是支持无所不在的服务与应用，服务于人类正在创建的信息社会。“无所不在”意在把通信服务的对象从人扩展到任何一件东西。能够上网的设备或器具将比现在广泛得多，包括从电视机到MP 3播放机，再到电子报刊、智能大楼，甚至电冰箱等家电，它们如同互联网上的计算机一样工作，形成机对机（M2M） 的通信方式，用户将随时随地感知网络的存在与网络带给他的方便。例如，当你打开电视机时，灯光自动减弱；当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时，电视机自动静音；当你走向电梯时，电梯就自动为你调用；一个分布式温度传感器网络可以控制一个取暖系统，节省开支；一个交通管理系统可以在不同街道根据不同交通流量动态调节红绿灯。凡此种种，不胜枚举。机对机通信可以应用于各个领域、各个角落。例如，生物信息传递、异地备份、web缓存、多播馈送、新闻馈送、信息批处理、数据库同步、网格计算、多媒体电子信箱、地- 空数据库映射、数据库挖掘以及大量的监视和控制都是机对机应用的用武之地。未来，无所不在的服务将使地球披上一层“通信外壳”，负责监控城市、公路和环境，使全社会的人（包括儿童、成年人、老年人和残疾人）都能通过网络积极地参与社会生活，为构建和谐的信息社会作出贡献。为了促进机对机应用的发展，需要给所有移动物体赋予无线通信功能，给所有难以安装固定线路的地方赋予无线通信功能，给所有执行命令、验证和控制功能的器具（包括用户随身配件）赋予无线通信功能。可以用来支持机对机应用的无线通信技术有多种，其中最受关注的是IEEE80 2.1 5.4（也称ZigBe e）和射频标识（RF ID）标记。前者属于低速率短距离的无线个人域网。作为一个全球标准，它不仅能打开大量新应用之门，而且还能给许多现有的应用增加新的价值，为实现无所不在网络创造条件。后者目前已开始广泛应用于销售发行、信息与物品配送、道路与交通、食品、金融、医疗与药物、环境保护、老年人与残疾人保护、消防与灾难预防、教育与文化、娱乐与生活等各个领域，它将成为无所不在网络社会的一个基本工具。

2.电路设计

2.1无线收发的原理

一个完整的无线传输电路由发射部分和接收部分组成。无线发射部分，一般由一个能产生等幅振荡的高频载频振荡器和一个产生低频调制信号的低频振荡器组成。用来产生载频振荡的电路一般有多谐振荡器、互补振荡器和石英晶体振荡器等。由低频振荡器产生的低频调制波，一般为宽度一定的方法。如果是多路控制可以采用每一路宽度不同的方波，或是频率不同的方法去调制高频载波，组成一组组的已调制波，作为控制信号向空中发射[5]。

接收电路从工作方式分，可以分成超外差接收方式和超再生接收方式。超外差原理利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预定的频率的电路。其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。②具有较高的选择性和较好的频率特性。③容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。超再生电路实际上是一个受控间歇振荡的高频振荡器，这个高频振荡器采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器的发射频率相一致。而间歇振荡又是在高频振荡过程中产生的，反过来又控制着高频振荡器的振荡和间歇。间歇振荡的频率是由电路的参数决定的。这个频率选低了，电路的抗干扰性能较好，接收灵敏度降低；反之亦然。

超再生式接收方式具有电路简单、性能适中、成本低廉的优点所以在实际应用中被广泛采用。

2.2 SC2262/SC2272编解码电路

    常用的编译码芯片有SC2262/2272,MC145026/145027,VD5026/5027等[6]。本系统采用的芯片为SC2262/2272。

SC2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441种地址码,SC2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出[6][7][8]，可用于无线遥控发射电路。

2.2.1 SC2262芯片介绍

编码芯片SC2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片SC2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时数据脚也输出相应的高、低电平。SC2262的14脚TE为低电平时，启动17脚的编码输出。当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于SC2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅[7][9]。

SC2262引脚如图2-1所示:

A0~A11: 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空)；

D0~D5：数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉；

VCC：电源正端（+）；

VSS：电源负端（-）；

TE：编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；

图2-1 SC2262引脚图

OSC1：振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率； 

OSC2：振荡电阻振荡器输出端； 

Dout：编码输出端（正常时为低电平）；

在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。推荐值:2262/4.7M/2272/820K ，2262/3.3M/2272/680K ，2262/1.2M/2272/200K[9]。本实验采用2262/3.3M/2272/680K。

2.2.2 SC2272芯片介绍

SC2272 是与SC2262 配对使用的一块遥控解码专用集成电路。采用CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三态地址管脚，可支持多达531441（或3 12）个地址的编码。因此极大的减少了码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性。

SC2272的引脚如图2-2所示：

图2-2 SC2272引脚图

AO~A11：地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码；

D0~D5：地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换；

VCC：电源正端（+）；

VSS：电源负端（-）；

OSC1：振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率； 

OSC2：振荡电阻振荡器输出端；

VT：解码有效确认输出端（常低），解码有效变成高电平（瞬态）；

DIN：数据信号输入端，来自接收模块输出端；

SC2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。本模块中采用的是L4。

2.2.3 74LS244 

74LS244是三态输出的八缓冲器，共2组，每组由四路输入、输出构成。每组有一个控制端，控制端的高低电平决定该组数据的接通与否，真值表如表2-1所列[10]。

74LS273是带有清除端的8D触发器，只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。CPU的ALE信号必须经过反相器反相之后才能与74LS273的控制端CLK 端相连。真值表如表2-2所列。

本系统由SC2262/2272编、解码电路和315M高频收发电路两部分组成。在室内无直接障碍物的条件下，将拉竿天线拉出，其发射接收距离为5~10米。SC2262/2272编解码电路可在发射和接收之间建立一一对应关系。

系统原理图见图2-3。

图2-3 无线收发系统的原理图

3.软件设计

系统的软件设计采用汇编语言，对单片机进行编程实现各项功能。

程序是在WIN XP环境下采用达盛公司自带的MCS51编译软件编写的，可以实现将8位开关电平通过74LS244计入CPU，由74LS273分两次发送给SC2262编码输出。SC2272将接收到的数据进行解码、锁存，分两次读回CPU，并送数码管显示。

程序框图如图3-1。程序流程图如图3-2。程序如下。

图3-1 无线收发系统的程序框图

图3-2 无线收发系统的程序流程图

;CS244选CS0,CS273选CS1,244CS选CS2,K1-K8接IN0-IN7,O0-O3接SD0-SD3,SEND接O7,RECE接P1.0          

         HIGH4   EQU 20H

         HIGH4N  EQU 21H

         LOW4    EQU 22H

         LOW4N   EQU 23H

         CSEG AT 0000H;同ORG 0000H

         LJMP START0

         CSEG AT 4100H

START0:  MOV DPTR, #0CFA8H          ;初始化,禁止发射

         MOV A, #0FFH

         MOVX @DPTR, A

         NOP

         NOP

START1:  MOV DPTR, #0CFA0H          ;读取8位开关量

         MOVX A, @DPTR

         MOV R0, A

         ANL A, #0FH                

         MOV LOW4, A       ;低4位

         ORL A, #80H

         MOV LOW4N, A

         MOV A, R0

         RL  A

         RL  A

         RL  A

         RL  A

         ANL A, #0FH

         MOV HIGH4, A       ;高4位

         ORL A, #80H

         MOV HIGH4N, A

WAIT1:   JNB  P1.0, SEND1

         SJMP WAIT1  

SEND1:   MOV DPTR, #0CFA8H

         MOV A, HIGH4

         MOVX @DPTR, A

         NOP

         NOP

         MOV A, HIGH4N

         MOVX @DPTR, A

WAIT2:   JB  P1.0, RECE1

         SJMP WAIT2

RECE1:   MOV  DPTR, #0CFB0H;读入高4位

         MOVX A, @DPTR

         CPL  A

         MOV  R0, A

WAIT3:   JNB  P1.0, SEND2

         SJMP WAIT3  

SEND2:   MOV DPTR, #0CFA8H

         MOV A, LOW4

         MOVX @DPTR, A

         NOP

         NOP

         MOV A, LOW4N

         MOVX @DPTR, A

WAIT4:   JB   P1.0, RECE2

         SJMP WAIT4  

RECE2:   MOV  DPTR, #0CFB0H  ;读入低4位

         MOVX A, @DPTR

         CPL  A

         MOV  R1, A

DISP:   MOV      DPTR,#0CFE9H  ;显示方式

        MOV      A,#08H

        MOVX     @DPTR,A

        MOV      DPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令字

        MOV      A,#90H

        MOVX     @DPTR,A

        MOV      A, R0     ;转换结果

        ANL     A, #0FH

        ACALL     TABLE     ;转换为显码

        MOV DPTR,#0CFE8H;8279数据口地址

        MOVX     @DPTR,A  ;送显码输出

        MOV      A, R1            ;转换结果

        ANL     A, #0FH

        ACALL     TABLE  ;转换为显码

        MOV      DPTR,#0CFE8H;8279数据口地址

        MOVX     @DPTR,A;送显码输出

        LJMP    START1    

TABLE:  INC      A

        MOVC     A,@A+PC

        RET

DB      3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H

DB      7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

         END 

4.电路及应用说明

在本电路中，我们采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路SC2262和解码SC2272的第1～8脚为地址设定脚，分别对应于模块上的跳线SA0~SA7和RA0~RA7，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态。3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端SC2262和接收端SC2272的地址编码完全相同，才能配对使用。

实验箱的CS244选CS0，CS273选CS1，模块的244CS选CS2，实验箱K1~K8接IN0~IN7，O0~O3接模块的SD0~SD3，模块的SEND接实验箱O7，模块的RECE接实验箱P1.0 。

插孔SD0~SD3对应于SC2262的数据端D0~D3，SEND插孔对应于TE。RD0~RD3对应于SC2272的数据输出端D0~D3取反，RECE对应与VT，/RECE为VT取反。

RD0~RD3的数据通过74LS244接入数据总线的低4位D0~D3, 244CS插孔为74LS244的片选地址。

尤其应当注意的是，当sc2262的数据输入端如果不用时，不要空置．否则空置的引脚会产生幅值为400mV、周期为100 μs的扰动，这会使sc2272相应的数据输出引脚误出现高电平。

实验证明，若发送连续的状态信号，加载在sc2262数据输入端的输入信号的宽度不应小于200ms，低于200 ms时，SC2262相应的数据输出端无反应[6]。

5.结语

由sc2262、sc2272组成的无线遥控发射、接收系统结构简单、搭建容易、抗干扰能力强，可以广泛应用于家庭及汽车遥控报警系统、车库遥控开关门、风扇、遥控玩具以及一些工业设备等。

6.致谢

参考文献

[1] Tomasi.张宝生.孙岩.数据通信与联网技术[C].北京：清华大学出版社,2006,173-174.

[2]杨涛.吴启辉.王金龙.软件无线电发展综述[J].电信科学,2001.17(11),25-27.

[3]吴斌.吴亮.国外海上无线通信的现状与发展[J].舰船电子工程,2008.4,18-21.

[4]雷震洲.2008全球无线通信的亮点[J].卫星电视与宽带多媒体,2008.11,4-7.

[5]王慧泉.赵喆.刘鸣.无线遥控电路的原理[J].实验室科学,2007.4,66-68

[6]李冰.汪滨琦.姜波.利用编、解码器实现状态量的无线传送[J].应用科技,2006.33(1),49-51.

[7]刘宜.胡学龙.顾庆明.基于PT2262/PT2272的机器人遥控系统的设计[J].中国科技核心期刊,2007.26(9),37-41

[8]陌尘.编码解码芯片PT2262/PT2272工作原理[J].电子制作,2004.8,44-44.

[9]无线收发模块说明,北京达盛科技有限公司,通讯接口模块.27-29.

[10]周坚.基于计算机并行接口的语音型抢答器[J].电子技术,1997.2,43-45.

Simple Wireless Transceiver System Based On SC2262/SC2272

School of Polytechnic Institute, Electronic Information Science and Technology,050303039   Zhang Sujia

Tutor: Zhong Weibo      Associate Professor

[Abstract] Introduces wireless communication’s development and implementation,and the impact it have bring to us. Introduces SC2262/SC2272’s basic principles. Then design a simple wireless transceiver system based on them. This system has simple structure, and it’s easy to be structured, has good performance in anti-interference. It could be changed into useful device such as remote control device or wireless answer device. 

[Keywords] Wireless Transceiver; SC2262; SC2272