CN100416620C - 多功能遥控控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能遥控控制系统，不旨在克服现有遥控器功能单一，仅能采用一种控制方式对某一类电气设备的某个功能进行控制，无法兼容多种控制方式等缺陷。该控制系统包括遥控器、以载波方式转发的中转发送器，以及控制受控设备的控制器。本发明通过红外线传输或无线电传输和载波转发信号传输方式传送信号，并通过开关控制器、调压控制器、电机控制器实现开关控制、调压控制和电机控制。

Description

多功能遥控控制系统

技术领域

本发明涉及遥控器、受控设备控制器，是通过红外线传输(或者无线电传输)和载波转发信号传输方式传送信号，并能实现开关控制、调压控制、电机控制的多功能遥控器。

背景技术

目前，我们常用的遥控器均是采用红外遥控方式，相应地受控设备也较为单一，无法用一个遥控器控制多种电气设备，进行电源开关控制、调光调速控制、电机运行控制等。

发明内容

本发明旨在针对现有遥控器功能单一，仅能采用一种控制方式对某一类电气设备的某个功能进行控制，无法兼容多种控制方式的现状，提供一种既具有红外遥控(或者无线电传输)又具有载波转发控制方式，并可实现开关控制、调压控制、电机控制的多功能遥控控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能遥控控制系统，由遥控器发出控制信号至安装在受控设备上的受控设备控制器，对受控设备进行遥控；所述遥控器包括显示屏、键盘，遥控电路，该遥控电路由微处理器扫描键盘动作、显示控制、动作执行信号输出，经微处理器产生的控制信号从发送端口定次发出脉冲串数据信号至振荡电路，振荡后由红外发送管或无线发送头发出高频信号，其特征在于：该系统设置有连接在交流电力线上接收上述红外遥控信号或无线电信号并将其进行载波转发的中转发送器，该中转发送器设置红外线集成接收头接收遥控电路发送的红外信号，或设置无线电接收头接收无线电信号，由微处理器进行数据处理，并经发送端口定次发送脉冲串数据信号至振荡电路，振荡后的数据信号发送至载波发射电路进行信号发送或转发，所述载波发射电路中由放大电路将振荡数据信号放大并耦合到交流电路中；所述遥控器的微处理器对按键输入的信号转化成相应的二进制数据储存到微处理器的一个物理寄存器进行编码，微处理器将二进制数据依次转化为电位信号，由发送端口输出，并通过红外发送电路或无线电发射电路发送至受控设备控制器，完成一个遥控命令的发送。

所述受控设备控制器上设有微处理器、信号接收电路、控制电路，所述信号接收电路接收到遥控器发出的红外信号或无线电信号，或中转发送器发出的载波信号，由所述微处理器将该信号转换成二进制数据，储存到微处理器的物理寄存器上，微处理器上的一组端口的连续引脚通过电位高低来改变微处理器读取引脚值，并将其转化为二进制数据编码，存入微处理器的另一物理寄存器上，微处理器将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，一致后再进行执行信号部分信号处理。

所述二进制数据编码为8位，低6位为数字值，高2位为执行动作值。

所述受控设备控制器为开关控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的开关端口控制，其控制端口通过输出的高低电位信号，经光耦可控硅控制大功率双向可控硅的导通或关闭，控制受控设备的开启和关闭，或在开关控制器上设置一手动按键，直接控制受控设备的开启和关闭。

所述受控设备控制器为调压控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的端口控制，其控制端口根据交流相位检测部分检测到的每一个交流零相位为参考点，延时输出脉冲信号，经光耦可控硅控制大功率双向可控硅的导通角，调节延时值，以控制受控设备输入电压高低调节，或在调压控制器上设置二个手动按键，直接对受控设备的输入电压进行高低调节。

所述受控设备控制器为位式同步电机控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的端口控制，每四个端口为一组控制端口，顺序排列后，依次输出一个定长脉冲，经过功率放大后，控制受控设备的正反运行和关闭，或在位式同步电机控制器上设置四个手动按键，直接对受控设备进行四个方位的调节。

本发明的优点在于：

遥控板能够直观的显示控制目标的具体数据值，又能显示控制的方式；

更方便的是，控制目标的十进制数据转换成二进制后，直接就是受控目标的编码表示，编码端口根据高电位为“1”，低电位为“0”的协议，方便的设定出一个二进制编码值。遥控器控制数据改变，控制目标随即改变，根据采用单片机资源利用情况，可以直接控制0---64，0---128，0---256或者更大范围的数组，跳出了单一或者几个控制的范畴，形成一个能用数字直接表示控制目标的群控系统；

系统中多用中转发送器的使用，是将传来的红外线或无线电遥控信号接收后，又发送出来，通过振荡，耦合到交流电力线上的中转器件，一方面只接收协议数据，防止干扰信号进入电力线，便于自身控制又便于其他智能化设备(电脑等等)参与控制；一方面又提供外部开关信号控制，为其他控制系统(如温度控制器，掖位控制器、压力控制器等等)与本系统组合使用提供入口，使系统能够更加广泛地使用。

系统受控器件有开关，大小，上下左右状态的组合控制，让系统变得无孔不入，可以在各个领域方便使用。

由于系统使用了先进的微处理器，又经过了对微处理器精心编程，使系统智能化程度提高，变得直观，方便，功能多，运用广泛，是主要特点；而系统采用了优良的单片机完成许多功能的同时，系统的外围元件变的非常少，使器件更加可靠，自身功耗微小，重要的是制造成本变得低廉，为系统的推广应用提供了绝对有利的条件。

附图说明

图1为本发明工作原理框图

图2为遥控器结构框图

图3为遥控器工作原理图

图4为遥控器电路原理图

图5为中转发送器结构框图

图6为中转发送器工作原理图

图7为中转发送器电路原理图

图8为开关控制器结构框图

图9为开关控制器工作原理图

图10为开关控制器电路原理图

图11为调压控制器结构框图

图12为调压控制器工作原理图

图13为调压控制器电路原理图

图14为位式同步电机控制器结构框图

图15为位式同步电机控制器工作原理图

图16为位式同步电机控制器电路原理图

图17为采用本发明在家庭中应用的示意图

具体实施方式

如图1所示，红外遥控器是本系统的主控制，当有正确的按键按下时，微处理器立即按照协议方式生成一个8位二进制数据：低6位是表示数组值(编码)，高2位表示执行动作；接着，微处理器将信号按照标志信号+间隙信号+每位数据信号+间隙信号，从发送端口以高低电位的方式输出一定次数，这样，就形成了一个脉冲串；输出的高低电位信号，经过大约38KHz振荡后，由红外发送管发送出去，成为38KHz的高频信号串，完成了主控部分信号的发射。

红外遥控器发送的控制信号，可以被信号转发器接收，也可以直接被有红外接收功能的控制器件接收，当被信号转发器接收时，系统通过载波方式控制；当信号被受控器件直接接收时，系统通过红外方式控制；

系统载波控制方式：

当被信号转发器接收时，振荡信号经过红外接收模块的处理，被还原成高低电位的脉冲信号(有非遥控器的外部脉冲数据输入时，通过光电耦合方式匹配电压得到)，经过微处理器按照协议识别，将其他信号视为干扰信号拒绝接收，接收到的信号转化成为数据信号，再次按照协议，以高低电位组合形式通过端口发送出来，成为脉冲信号串；

脉冲信号串，经过一个固定的振荡电路后，变成一串高频信号，再经过放大，耦合到交流电力线上；

同在一个受控范围内的已经连接的交流用电器，只要是受控器件，都会同时通过选频耦合，放大，二次选频耦合，整形，还原成为高低电位组成的脉冲信号串，送入微处理器。

微处理器按照协议方式，转化成数据信号，微处理器通过读取各自的编码信号，经过编码部分的比对，相同后，进入控制处理：

1、接收到信号的是开关类受控器件时，微处理器通过程序比对高2位数据信号，如果是“开”，就产生控制信号导通受控用电器交流电源；反之，就“关”。

2、接收到信号的是调光类受控器件时，微处理器通过程序比对高2位数据信号，如果是调大信号，就通过控制端口调大可控硅的导通角，达到调大交流电压目的；反之，就调小。

3、接收到信号的是电机位置调节类受控器件时，微处理器通过程序比对高2位数据信号，辨别上下左右信号后，产生一次脉冲驱动信号，通过控制端口控制相应电机运行方向。

系统红外控制方式

通过红外控制时，受控器件必须在红外信号发送范围内。

受控器件通过红外接收模块的信号处理，将振荡信号还原成为高低电位形式的脉冲信号串送入微处理器处理。微处理器进行协议信号的接收和编码部分比对，编码相同后进行控制处理这几部分的工作原理与载波控制方式是相同的。

一、遥控器部分，如图2-4所示

微处理器采用Micshop公司PIC16C73芯片，4MHz晶体振荡；端口设置：

RB0---RB3用于扫描键盘；

RB4---RB7用于四位显示控制；

RA0，RA1输出控制用数据信号，RA0输送到555振荡系统，最

终红外线输出，RA1用于发送指示；

RC0---RC7用于键盘键值测试和显示8位数码段；

按键组成说明；

1，有0---9和1-，2-，3-，4-共14个数字键，使用时，0---9这10个数字可以单个表示10个控制点，1-，2-，3-，4-可以分别和0---9组合成具体数，代表具体控制点，也可以单独表示10---19，20---29，30---39，40---49的组合，代表10个控制点，方便控制多个点的控制，数组0单独使用时，是数组60。

2，有ON，OFF，ALL-ON，ALL-OFF四个开关键：

1)，设定控制点数字键后，ON按下，执行该控制点的″开″命令；设定1-，2-，3-，4-数字后，则分别执行对应10个顺序数控制操作″开″命令；

2)，设定控制点数字键后，OFF按下，执行该控制点的″关″命令；设定1-，2-，3-，4-数字后，则分别执行对应10个顺序数控制操作″关″命令；

3)，ALL-ON键的按下，执行所有开关控制点的″开″命令，此命令不受数组限制；

4)，ALL-OFF键的按下，执行所有开关控制点的″关″命令，此命令不受数组限制；

3，有TURN+和TURN-两个调光和调速等作用的按键，分别按下后执行矢量的递加或递减，达到调节大小的目的，矢量达到最小后，同时也有″关″的作用；

4，有LEFT，NIGHT，UP，DOWN四个方位调节按键，主要用于调节目标控制台的方位角，同其他控制设备配合使用，达到更高层次的控制目的；

5，单键“REST”，唤醒休眠CPU；

按键电路工作说明：

系统接通电源启动后，没有按键信号就会自动进入休眠状态，要想让系统工作，只有按动按键“REST”。

“REST”键的按下，导致电容C401放电，而电阻R401限制了电流迅速流入补给，使CPU上平时处于高电位的MCLR引出脚也变成低电位，系统复位，“REST”一旦松开，电流经R401对C401充电，迅速变成高电位，开始工作，完成系统的复位，R402是防止静电放电干扰。

系统开始工作后，首先对键盘进行扫描检测。

键盘使用了CPU上RB0，RB1，RB2，RB3四条线分别输出高电位用于扫描，分别接上10K的R102，R103，R104，R105限流电阻，使用了和显示部分公用RC0---RC7，分别接上R106----R113防止静电放电干扰，用于扫描键盘时，设置成8条数据读入口，通过8*47K排阻(RP101)接到电源负，使数据线在没有扫描电压时一直处于低电位，读出时数据为“0”，当有按键按下，扫描线上的高电位电压强过低电位，数据读得值为“1”，只使用7条线(RC7没有用)，通过扫描线和这7条数据线的分别交叉组合，就构成了键盘，并根据具体信号辨别具体键值。

显示组成说明：

由四条控制输出，八条显示控制输出，四个八段发光显示器组成，通常情况下，显示器前二位显示数据，后二位显示动作方式。

显示器电路工作说明：

键盘扫描到的正确键值会显示到四位八段LED显示器XS001上。

八段LED是由和键盘公用的RC0---RC7线控制，显示时设置为电位输出，四位LED的控制由RB4---RB7，分别接上限流电阻R202，R203，R204，R205然后由四个三极管Q001，Q002，Q003，Q004分别放大，得到较大的驱动电流；工作时，四条控制线顺序接通一定时间，能使同时由八条线输出的显示信号显示在屏幕上，因为是循环导通，人眼视觉的暂留，让人眼感觉出来是一定的信号值，完成显示任务。

信号发送说明

按下正确的按键，并按下正确的执行按键后，系统将发送数据信号。

数据信号的组成

每个数据信号都是8位，低6位是数据值，高2位是动作值

信号有标志信号、间隙信号、“0”数据信号和“1”数据信号(在4MHz条件下，标志信号大约2050步，间隙信号约500步，数据“0“信号大约500步，数据”1“信号大约1300步)；信号数据组成时，标志信号，“0”或“1”数据信号后面都接着一个等长的间隙信号；每个数据信号在传送时都在前面添加了一个标志信号，便于接收识别起始数据，因为是每个数据要循环发送一定次数，所以，下一个数据信号的开始标志接成为了上一个数据信号的尾标志；

发送电路工作部分：

由RA0，RA1两端口发出电位信号，RA1出来的信号，经过R304正向导通发光二极管D301，用来指示有发送信号；RA0输出的信号经过R301限流保护后，信号进入由IC2(NE555)组成的频率振荡电路：W301，R301调节振荡频率到38KHz左右；R302调节占空比；C302是防干扰用；输出的频率信号经过R303限流后，由Q301三极管放大，红外发射管D302发射红外信号，完成发送任务。

另外，由RA0，RA1两端口发出电位信号，RA1出来的信号，经过适当的无线电高频振荡后，通过天线，以无线电信号方式也可以传输，为了叙述简单，都以红外传输方式说明。本遥控控制系统具体使用时，只要在遥控器部分采用无线电发射头，在接收部分采用对应频率的无线电接收头就可以达到遥控传输目的。

电源部分，由9V叠层电池提供电源，经78L05稳压后提供给用电单位。

二、中转发送器部分，如图5-7所示

微处理器采用Microchip公司产PIC16C54芯片，4MHz，RC振荡。端口设置：

RA3检测交流零相位信号；

RA2接收红外接收头及外部送来的数据信号；

RA0输出接收到的数据，按照统一格式发送，并用作发送指示；

RA1用作手动---自动选择开关；；

RB0----RB7八位数据口，作为手动发送时的编码数据检测，自动时不用；

电路工作部分：

1，编码电路部分工作说明

RB0---RB7这8口设置为数据输入口，用排阻RP1(47K*8)公共接电源负极和编码开关(S1)“OFF”侧，又用8位编码开关(S1)接到8个口上，编码开关“ON”侧，接排阻RP2(4。7K*8)，公共端接到电源正极，这样，当编码开关(S1)在“OFF”侧时，读出数据为“0”，当编码开关(S1)在“ON”侧时，由于电阻的作用，电位高，读出数据为“1”，起到编码作用。

编制数据时，编码开关的1---6位拨码，就是将要控制的受控器数据，编码开关的7，8位设定值，表示将要控制的动作值，这一组编码共八位，用二进制表示后，刚好是一组控制数据，发送后就是一组控制指令。

2，交流零相位检测电路部分工作说明

RA3检测交流零相位信号，由电阻R406，R407串联(防止意外烧坏一只电阻，导致损坏微处理器)接到交流220V线上，降压限流后，接入微处理器，因为所使用的微处理器有交流零相位检测功能，所以不需要更多外设硬件。

3，数据信号接收电路部分工作说明

RA2接收红外接收头(或无线电接收头)及外部送来的数据信号。接收来的信号经过R403限流，接入CPU完成信号接收；外部数据信号经插座CON3接入，R406限流后，通入U401光电耦合器，耦合后的信号经过R403限流，接入CPU完成外部信号接收

4，手动---自动转换电路部分工作说明

RA1用作手动---自动选择开关；RA1通过电阻R404接电源负极，使CPU检测数据为“0”，而当插座CON2通过电阻R405接通电源正极后，电阻较小，高电位占优势，CPU读得的数据就会是“1”；微处理器根据“1”或“0”来决定采用手动或自动模式。

5，信号输出电路部分工作说明

RA0输出接收到的数据。

信号经D309，R402接到电源负极，起显示作用；

R204，R205，C204，C205，Q2和晶振组成8MHz振荡电路，由RA0提供震荡电源，取得的振荡信号，经R203限流，作为Q1的控制信号，采用12V电源，R201是功率限制电阻，R202是偏置电阻，T是自制线圈(目前用7.95MHz中周线圈骨架，用直径0.13mm漆包线按照5∶5绕制，中间采用绝缘纤维隔离，防止层间击穿)单边绕组与C203谐振是8MHz，将发射极信号接到线圈初级，再接到电源负极，就完成功率放大，与此同时线圈的另外一个绕组，也产生最大幅度的8MHz信号，并通过C201，C202上传到220V交流线上，完成信号发送任务。

6，电源部分，

采用两组交流阻容降压整流后，提供+12V电源和+5V直流电源的供电方式。由R101，C101组成阻容降压，D101桥式整流后，C103滤波，D103稳压，C104高频滤波，得到12V直流电源，供给8MHz振荡部分；由R102，C102组成阻容降压，D102桥式整流后，C105滤波，D104稳压，C106高频滤波，得到5V直流电源；

具体工作说明：

系统上电工作后，首先进行手动---自动工作方式的检测，当是手动工作方式时：系统首先读取由CPU提供的8个设定为编码端口的数据值，并装入发送用的寄存器；根据协议，发送和接收的数据形式，是低6位表示编码，高2位表示执行动作(数据“11”表示“开”，“10“表示调节时的“递加”，“00”表示“关”，“01“表示调节时的“递减”，“11”，“00”，“10”和“01”在位置调节控制中分别表示“上”，“下”，“左”和“右”的运行方位)，手动情况下，根据具体要控制的器件编码，设定低6位数据端口的电位，根据要控制的动作，设定高2位端口的电位；系统读取完自身编码后，立即进行发送：微处理器必须检测到交流零相位后才发送一次。微处理器将信号按照标志信号+间隙信号+每位数据信号+间隙信号+标志信号，从发送端口以高低电位的方式输出，这样，就形成了一个脉冲信号串；发送端口发出脉冲信号，并通过8MHz固定频率振荡的电路后，形成了一个固定频率高频信号串，再经过放大，耦合到交流电力线上，完成发送任务。

当系统读取到是自动信号设置时：系统直接检测信号输入端口的输入电位，根据协议信号(数据信号长短协议，在4MHz条件下，标志信号大约2050步，间隙信号约500步，数据“0”信号大约500步，数据“1”信号大约1300步)接收，当接收到协议信号时，将数据装入发送专用寄存器再次发送出去。

发送原理和手动方式发送原理相同。

三、开关接收部分，如图8-10所示

CPU采用Microchip公司PIC16C54芯片，4MHz，RC振荡。端口设置：

RA3检测交流零相位信号；

RA0接收红外接收头及外部送来的协议数据信号；

RA1手动检测；

RA2未用；

RB0---RB5用作编码；

RB6用作开关指示；

RB7输出控制信号；

电路工作部分原理说明：

编码部分

RB0---RB5这6口设置为数据输入口，用排阻RP1(47K*8，只用6位)公共接电源负极和编码开关(S2)“OFF”侧，又用6位编码开关(S2)接到6个口上，编码开关“ON”侧，接排阻RP2(4。7K*8，只用6位)，公共端接到电源正极，这样，当编码开关(S2)在“OFF”侧时，读出数据为“0”，当编码开关(S2)在“ON”侧时，由于电阻的作用，电位高，读出数据为“1”，根据二进制数据，将相应的位设定为“ON”或“OFF”起到编码作用，微处理器工作后，就将编码读入，并寄存在寄存器中的低6位。

按键部分

由RA1手动检测，平时RA1口通过R307接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R306，按键，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的程序；

交流零相位检测

RA3检测交流零相位信号，由电阻R304，R305串联后接到交流220V线上；

工作指示

由RB6口输出信号，经R303限流，流过发光二极管，接电源负极，有高电位时，发光二极管就发光，完成指示任务。

工作部分

由RB7口输出控制信号，经过R302保护限流，进入光耦可控硅U1，交流高电压侧，从电力线上取得的控制电压，经过R307限流降压，进入耦合器，耦合后再输出到双向可控硅控制极。控制侧低电位时，可控硅不导通，控制侧高电位时，可控硅导通，完成控制任务。

信号接收

如果选择了红外信号接收，信号由集成红外接收头接收，直接从RA0进入CPU，完成红外接收任务；

系统选择交流载波信号接收时，高频信号经过C201，T1初级线圈(目前用7.95MHz中周线圈骨架，用直径0.13mm漆包线按照5∶5绕制，中间采用绝缘纤维隔离，防止层间击穿)，C202后，必然耦合到T1线圈次极，而次极线圈和C203的谐振频率是8MHz，这就使耦合后的信号频率只能是8MHz附近的，信号经C204滤波，D201限幅，进入R201，R202，Q201(放大倍数在200---250之间)组成的放大电路，信号在集电极经过T2再次耦合，R203是功率限制电阻，T2和T1的制作方法相同，T2初级和C205谐振频率8MHz，使8MHz信号再次耦合到T2次极，经C206滤波，得到比较纯净的8MHz信号，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207组成的信号放大整形电路，输出信号经R207限流后，从RA0进入CPU，完成载波信号的接收任务。

电源部分，采用阻容降压，滤波整流稳压后得到5V直流电源；

接收开关工作原理说明

系统在启动后，先读取编码，系统将6个端口设置为数据输入口，通过加载高低电位的形式起到编码作用。将读取的具体数据装入专用寄存器的低6位；系统读取信号时，优先读取手动按键，有就根据具体状态执行开关操作。如果没有按键按下，进入外部数据信号接收程序。系统可以同时接收红外信号和载波信号。接收红外信号时，采用红外接收模块，将红外信号处理后得到脉冲信号，提供给微处理器；接收载波信号时，先将8MHz信号从交流电力线上耦合下来，然后放大，再次选频8Mhz信号耦合，整形，得到脉冲数据串，提供给微处理器；信号进入微处理器后，首先按照协议方式(数据信号长短协议，在4MHz条件下，标志信号大约2050步，间隙信号约500步，数据“0“信号大约500步，数据”1“信号大约1300步)进行接收，把正确的数据写入专用寄存器，系统将数据低6位和编码寄存器低6位进行比对，如果相同，就进行高2位的执行数据分辨(数据“11”表示“开”，“00”表示“关”)，并执行相应的开关端口控制；提供相应指示，控制端口，通过一定的外围元件，控制交流用电器的开启和关闭。

四、调光调速(调压)部分，如图11-13所示

微处理器采用Microchip公司PIC16C84芯片，4MHz，晶体振荡。端口设置：

1，RA3检测交流零相位信号；

2，RA0接收红外接收头及外部送来的协议数据信号；

3，RA1手动递加检测；

4，RA2手动递减检测；

5，RB0---RB5用作编码；

6，RB6用作开关指示；

8，RB7输出控制信号；

电路工作原理说明：

编码部分

RB0---RB5这6口设置为数据输入口，用排阻RP1(47K*8，只用6位)公共接电源负极和编码开关(S101)“OFF”侧，又用6位编码开关(S101)接到6个口上，编码开关“ON”侧，接排阻RP2(4.7K*8，只用6位)，公共端接到电源正极，这样，当编码开关(S101)在“OFF”侧时，读出数据为“0”，当编码开关(S101)在“ON”侧时，由于电阻的作用，电位高，读出数据为“1”，根据二进制数据，将相应的位设定为“ON”或“OFF”起到编码作用，微处理器工作后，就将编码读入，并寄存在寄存器中的低6位。

按键部分

由RA1手动递加检测，平时RA1口通过R306接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R305，按键S1，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的递加程序。

由RA2手动递减检测，平时RA2口通过R308接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R307，按键S2，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的递减程序。

交流零相位检测

RA3检测交流零相位信号，由电阻R304，R305串联后接到交流220V线上；因为所使用的微处理器有交流零相位检测功能，不再需要其他外设元件完成检测功能。

工作指示

由RB6口输出信号，经R303限流，流过发光二极管，接电源负极，有高电位发光二极管就发光，完成指示任务。

工作部分

由RB7口输出控制信号，经过R301保护限流，进入光耦可控硅U1，交流高电压侧，从电力线上取得的控制电压，经过R309限流降压，进入耦合器，耦合后，再输出到双向可控硅控制极，控制侧低电位，可控硅不通，控制侧高电位，可控硅导通，完成控制开关任务。当控制侧输出的是以交流零相位为参考点，延时后输出的脉冲信号时，根据延时情况，控制可控硅导通角，达到调节目的。

信号接收

如果选择了红外信号接收，信号由集成红外接收头接收，直接从RA0进入CPU，完成红外接收任务；

系统选择交流载波信号接收时，高频信号经过C201，T1初级线圈(目前用7.95MHz中周线圈骨架，用直径0.13mm漆包线按照5∶5绕制，中间采用绝缘纤维隔离，防止层间击穿)，C202后，必然耦合到T1线圈次极，而次极线圈和C203的谐振频率是8MHz，这就使耦合后的信号频率只能是8MHz附近的，信号经C204滤波，D201限幅，进入R201，R202，Q201(放大倍数在200---250之间)组成的放大电路，信号在集电极经过T2再次耦合，R203是功率限制电阻，T2和T1的制作方法相同，T2初级和C205谐振频率8MHz，使8MHz信号再次耦合到T2次极，经C206滤波，得到比较纯净的8MHz信号，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207组成的信号放大整形电路，输出信号经R207限流后，从RA0进入CPU，完成载波信号的接收任务。

电源部分，采用阻容降压，滤波整流稳压后得到5V直流电源；

工作原理说明：

微处理器在启动后，先读取自身编码，系统将6个编码端口设置为数据输入口，通过加载高低电位的形式起到编码作用。将读取的具体数据装入专用寄存器的低6位；系统读取信号时，优先读取手动按键，有就根据具体状态执行调大调小操作。如果没有按键按下，进入外部数据信号接收检测程序。系统可以接收红外信号和载波信号。接收红外信号时，采用红外接收模块，将红外信号处理后得到脉冲信号，提供给微处理器；接收载波信号时，先将8MHz信号从交流电力线上耦合下来，然后放大，再次选频8MHz信号耦合，整形，得到脉冲数据串，提供给微处理器；信号进入微处理器后，首先按照协议方式(数据信号长短协议，在4MHz条件下，标志信号大约2050步，间隙信号约500步，数据“0“信号大约500步，数据”1“信号大约1300步)进行接收，把正确的数据写入专用寄存器，系统将数据低6位和编码寄存器低6位进行比对，如果相同，就进行高2位的执行数据分辨(“11”表示“开”，“10”表示调节时的“递加”，“00”表示“关”，“01“表示调节时的“递减”)，并执行相应的开关控制和调大调小输出控制；提供相应指示。

调节原理是利用微处理器本身具有的交流零相位检测功能，检测到零相位后，程序输出以零相位为参考点的间隙脉冲信号，控制外部可控硅导通角；根据交流50Hz，用微处理器的TMR0功能，设定分频比，计算出分频数、半个交流周期的分频数，把零相位后一段时间和将要完成负半周到正半周这个区域作为调节的不灵敏区域，从正半周即将完毕前的一点时间开始等待，作为校正交流零相位的等待，这样，即使交流频率有微小变化，也不会影响程序的正常运行；

调节时，设定一个调节专用寄存器，通过手动信号或者外部数据信号在一定范围改变数值，当超过这个范围时，程序设定为开关状态，由开关程序来执行；没有外部信号接收调节时，循环工作模式：

检测交流零相位-------一次-赋值给TMR0------检测手动信号-------防抖动延迟--------检TMR0的计数标志-------脉冲------二次-赋值给TMR0----------检测TMR0的计数标志-------脉冲------三次-赋值给TMR0------交流零相位校正。其中，

第一次赋值+一个脉冲长度+第三次赋值+交流零相位校正时长＝半个交流周期，

第二次赋值+脉冲长度＝半个交流周期，

这样，运行一次刚好是一个交流周期；运行时，分为检测到交流零相位------第一个脉冲完，第一个脉冲完------第二个脉冲完，第二个脉冲完-----校正交流零相位三个阶段，设定专用标志寄存器，从每个阶段开始，就设定有本阶段标志，完毕时取消，经过标志检测，就知道在哪一位置；

程序考虑到信号接收可能会影响正常工作，设定了有信号就启用TMR0中断的功能，运行中有中断产生，程序跳到中断服务程序，经过标志检测，执行相应位置的中断处理程序，没有外部数据信号就取消这个中断功能，因此，程序会很平稳的产生调节信号。控制端口，通过一定的外围元件，通过开关，调大调小方式，控制交流用电器的调光调速等。

五、位式同步电机控制部分，如图14-16所示

微处理器采用Microchip公司PIC16C73芯片，4MHz，RC振荡。

端口和制：

RC0手动上检测，限位下；

RC1手动下检测；限位上

RC2手动左检测，限位右；

RC3手动右检测，限位左；

RB0---RB5用作编码；

RB6用作工作指示；

RB7接收红外接收头及外部送来的协议数据信号；

RA0---RA3同步电机一控制；

RC4---RC7同步电机二控制；

电路原理说明：

电源部分

由R101，C101组成阻容降压，D101桥式整流后，C102滤波，D1稳压，C103高频滤波，得到13V直流电源，经过D102后，电压只有12.3V，给12V可充电池组充电，由电池组提供电机工作的足够功率的电压，同时电池组供给由C105，U101，C106组成的5V稳压部分，得到5V工作电源。

编码部分

RB0---RB5这6口设置为数据输入口，用排阻RP402(47K*8，只用6位)公共接电源负极和编码开关(S401)“OFF”侧，又用6位编码开关(S401)接到6个口上，编码开关“ON”侧，接排阻RP401(4。7K*8，只用6位)，公共端接到电源正极，这样，当编码开关(S401)在“OFF”侧时，读出数据为“0”，当编码开关(S401)在“ON”侧时，由于电阻的作用，电位高，读出数据为“1”，将相应的编码位设定为“ON”或“OFF”起到编码作用，微处理器工作后，就将编码读入，并寄存在寄存器中的低6位。

按键部分

由RC0手动“UP”检测，平时RC0口通过R402接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R401，按键S1，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的向上程序。

由RC1手动“DOWN”检测，平时RC1口通过R404接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R403，按键S2，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的乡下程序。

由RC2手动LEFT”检测，平时RC2口通过R406接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R405，按键S3，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的向左程序。

由RC3手动“RIGHT”检测，平时RC3口通过R408接电源负极，使检测数据为“0”，当有按键按键按下时，电流通过电源正，流经R407，按键S4，使端口明显高电位，使检测数据为“1”。微处理器检测到“1”后，将执行相应的向右程序。

工作部分

RA0---RA3，作为电机A的控制端口，分别由R302，R303，R304，R305限流后经三极管Q301，Q302，Q303，Q304放大，工作电压12V，然后由插座J1输出到同步电机；运行时，按顺序依次给四个控制端口一个适当脉冲信号，受控电机可以运行一个完整步。

RC4---RC7，作为电机B的控制端口，分别由R306，R307，R308，R309限流后经三极管Q305，Q306，Q307，Q308放大，工作电压12V，然后由插座J2输出到同步电机；运行时，按顺序依次给四个控制端口一个适当脉冲信号，受控电机可以运行一个完整步。

工作指示

由RB6口输出信号，经R409限流，流过发光二极管D401，接电源负极，有高电位发光二极管就发光，完成指示任务。

信号接入

如果选择了红外信号接收，信号由集成红外接收头接收，转化成脉冲信号后，从RB7进入微处理器，完成信号接收任务；

选择交流载波时信号接收时，高频信号经过C201，T1初级线圈(目前用7.95MHz中周线圈骨架，用直径0.13mm漆包线按照5∶5绕制，中间采用绝缘纤维隔离，防止层间击穿)，C202后，必然耦合到T1线圈次极，而次极线圈和C203的谐振频率是8MHz，这就使藕荷后的信号频率只能是8MHz附近的，信号经C204滤波，D201限幅，进入R201，R202，Q201(放大倍数在200---250之间)组成的放大电路，信号在集电极经过T2再次耦合，R203是功率限制电阻，T2和T1的制作方法相同，T2初级和C205谐振频率8MHz，使8MHz信号再次耦合到T2次极，经C206滤波，得到比较纯净的8MHz信号，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207组成的信号放大整形电路，输出脉冲信号，经R207限流后，从RB7进入微处理器，完成载波信号的接收任务。

工作原理说明：

系统在启动后，先读取自身编码，系统将6个编码端口设置为数据输入口，通过加载高低电位的形式起到编码作用。将读取的具体数据装入专用寄存器的低6位；系统读取信号时，优先读取手动按键，有就根据具体状态执行上下左右操作。如果没有按键按下，进入外部数据信号接收程序。系统可以同时接收红外信号和载波信号。接收红外信号时，采用红外接收模块，将红外信号处理后得到脉冲信号，提供给微处理器；接收载波信号时，先将8MHz信号从交流电力线上耦合下来，然后放大，再次8MHz信号耦合，整形，得到脉冲数据串，提供给微处理器；

信号进入微处理器后，首先按照协议方式(数据信号长短协议，在4MHz条件下，标志信号大约2050步，间隙信号约500步，数据“0“信号大约500步，数据”1“信号大约1300步)进行接收，把正确的数据写入专用寄存器，系统将数据低6位和编码寄存器低6位进行比对，如果相同，就进行高2位的执行数据分辨(“11”，“00”，“10”和“01”在位置调节控制中分别表示“上”，“下”，“左”和“右”的运行方位)，并执行相应的上下左右输出脉冲控制程序。控制端口，通过一定的外围元件，将信号放大，然后控制电机的上下或者左右运行。

Claims (9)

1. 一种多功能遥控控制系统，由遥控器发出控制信号至安装在受控设备上的受控设备控制器，对受控设备进行遥控；所述遥控器包括显示屏、键盘，遥控电路，该遥控电路由微处理器扫描键盘动作、显示控制、动作执行信号输出，经微处理器产生的控制信号从发送端口定次发出脉冲串数据信号至振荡电路，振荡后由红外发送管或无线发送头发出高频信号，其特征在于：该系统设置有连接在交流电力线上接收上述红外遥控信号或无线电信号并将其进行载波转发的中转发送器，该中转发送器设置红外线集成接收头接收遥控电路发送的红外信号，或设置无线电接收头接收无线电信号，由微处理器进行数据处理，并经发送端口定次发送脉冲串数据信号至振荡电路，振荡后的数据信号发送至载波发射电路进行信号发送或转发，所述载波发射电路中，由放大电路将振荡数据信号放大并耦合到交流电路中；所述遥控器的微处理器对按键输入的信号转化成相应的二进制数据储存到微处理器的一个物理寄存器进行编码，微处理器将二进制数据依次转化为电位信号，由发送端口输出，并通过红外发送电路或无线电发射电路发送至受控设备控制器，完成一个遥控命令的发送。

2. 根据权利要求1所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述受控设备控制器上设有微处理器、信号接收电路、控制电路，所述信号接收电路接收到遥控器发出的红外信号或无线电信号，或中转发送器发出的载波信号，由所述微处理器将该信号转换成二进制数据，储存到微处理器的物理寄存器上，微处理器上的一组端口的连续引脚通过电位高低来改变微处理器读取引脚值，并将其转化为二进制数据编码，存入微处理器的另一物理寄存器上，微处理器将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，一致后再进行执行信号部分信号处理。

3. 根据权利要求1或2所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述二进制数据编码为8位，低6位为数字值，高2位为执行动作值。

4.根 据权利要求1或2所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述受控设备控制器为开关控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的开关端口控制，其控制端口通过输出的高低电位信号，经光耦可控硅控制大功率双向可控硅的导通或关闭，控制受控设备的开启和关闭。

5. 根据权利要求4所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述开关控制器上设置一手动按键，直接控制受控设备的开启和关闭。

6. 根据权利要求1或2所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述受控设备控制器为调压控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的端口控制，其控制端口根据交流相位检测部分检测到的每一个交流零相位为参考点，延时输出脉冲信号，经光耦可控硅控制大功率双向可控硅的导通角，调节延时值，以控制受控设备输入电压高低调节。

7. 根据权利要求6所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：调压控制器上设置二个手动按键，直接对受控设备的输入电压进行高低调节。

8. 根据权利要求1或2所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：所述受控设备控制器为位式同步电机控制器，包括电源部分，信号接收电路，CPU控制部分，所述信号接收电路包括电容器、隔离耦合线圈、放大三极管、二次耦合线圈，CPU控制部分包括微处理器、振荡电路、按键电路、编码电路、信号输入电路、控制电路；所述信号接收电路经红外接收模块将红外信号处理得到脉冲信号传输至微处理器，或从交流电力线上将高频信号耦合到低压电路中，选频放大后，由集成块整形，得到脉冲数据串并输出规则方波数据信号至微处理器；微处理器按照协议即二进制编码接收信号，并写入寄存器，将接收到的数据信号编码数值部分与自身产生的编码数值部分互相比对，比对相同则进行高2位执行动作值数据分辨，并执行相应的端口控制，每四个端口为一组控制端口，顺序排列后，依次输出一个定长脉冲，经过功率放大后，控制受控设备的正反运行和关闭。

9. 根据权利要求8所述的一种多功能遥控控制系统，其特征在于：位式同步电机控制器上设置四个手动按键，直接对受控设备进行四个方位的调节。

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