基于C8051F920的无线电遥控多路开关系统设计

相对于有线遥控，无线遥控不受距离的影响，完全消除了拖缆式遥控装置所带来的故障隐患，给人们的日常工作和生活带来了更多的便利。随着数字处理技术的快速发展，无线数字通信技术日趋成熟，其抗干扰能力强和易于对数字信号进行各种处理等优点，使得无线遥控系统的抗干扰性能逐步提高，安全性能大大改善。目前的无线遥控领域主要有超声波遥控、红外线遥控及无线电遥控。相对于超声波遥控和红外线遥控， 无线电遥控是利用无线电信号在空气中传播，根据无线电波的频率来遥控，可穿透一定的障碍物，传播距离较远，因此成为无线遥控领域的首选，在国防、军事、科研和日常工作生活领域应用越来越广。

　　采用Silicon Laboratories 研制的无线发射芯片Si4010、无线接收芯片Si4313和C8051F920 单片机设计并制作的频率为433.92 MHz 的无线电遥控多路开关系统，结构简单，性能稳定，控制方便，适用于含有较多受控电器的场合，并可实现多路多功能控制。

　　1 系统工作原理

　　无线电遥控多路开关系统由无线电发射威廉希尔官方网站 和无线电接收控制威廉希尔官方网站 两大部分组成。系统组成框图如图1 所示。

图1 系统组成框图

　　开关系统工作原理是首先通过按键威廉希尔官方网站 输入所需控制开关威廉希尔官方网站 的位号，同时启动指令编码威廉希尔官方网站 ，指令编码威廉希尔官方网站 在内部威廉希尔官方网站 的控制下产生带有地址编码信息和开关状态信息的编码脉冲信号，该脉冲信号对载波信号进行调制，调制后载波信号经放大和调谐由射频发射威廉希尔官方网站 发射出去。无线电接收威廉希尔官方网站 接收到载波调制信号后，由解调解码威廉希尔官方网站 对载波调制信号进行解调得到编码脉冲信号， 再进行编码地址确认，确认是否为本遥控开关系统地址。如果所接收到的信号地址码与本机地址编码相同，则对编码脉冲信号进行译码并输出数据，由单片机威廉希尔官方网站 控制相应的开关威廉希尔官方网站 动作。否则，不进行译码，单片机控制威廉希尔官方网站 不响应，开关威廉希尔官方网站 无任何动作。

　　2 硬件介绍

　　2.1 Si4010 简介

　　Silicon Laboratories 的Si4010 射频发射器为单芯片遥控IC，仅需一个外部旁路电容、一块印制威廉希尔官方网站 板、电池和一个带按键的外壳便能构成完整的无线电遥控器。采用专利高可靠性的无晶体振荡器架构，无需外部时钟源，也不受冲击和震动影响。其载波频率精确度在商业温度范围内为±150 ppm，在工业温度范围内则可达±250 ppm， 它的精确度比传统的（SAW）发射器高出两倍，且无需使用外部晶体振荡器。具备自动天线调谐，该功能可最大化发射距离，提供稳定的输出功率，有效减少对遥控器的不利影响。包含一个嵌入式兼容8051 微控制器，内具1 个4 kB 的RAM、1 个8 kB 的一次性编程（OTP）非易失性内存、1 个128 位EEPROM 以及用于函数库（library）功能的12 kB ROM，该微控制器上的数字外围功能包括触控唤醒GPIO、1 个专利技术的可提供100 万次读写寿命的20 位EEPROM、1 个LED 驱动器、1 个休眠定时器、1 个调试器， 以及1 个可提供安全单向链路的高速128位高级加密标准（AES）加速器。Si4010 的工作电压范围为1.8～3.6 V，可提供超低的电流消耗（小于10nA 的待机电流和小于20 mA 的峰值电流）以及低功耗触控唤醒模式。支持FSK、OOK 调制模式， 支持PCB 环形天线， 工作频带为27～960 MHz，芯片内部还包含LDO、温度传感器及低电压检测报警等。

　　2.2 Si4313 简介

　　Silicon Laboratories 的Si4313 芯片是单端通用ISM 频段接收器， 工作频率为240～960 MHz， 可编程接收频率带宽为2.6～260 kHz， 接收灵敏度为-118 dBm， 数据速率为0.2～128 kb/s，采用FSK、GFSK 和OOK 调制方案，支持调频、单电容调谐网络，支持PCB 环形天线，工作电源电压为1.8～3.6 V，具备超低功耗、高灵活低关机模式。内部功能包括：唤醒计时器、自动频率校准、前端码侦测、无线电信号强度检测、集成电压调节器、片内振荡器、64 kB FIFO 等。