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标题: 超声波遥控装置的设计 [打印本页]

作者: liyf    时间: 2014-10-5 11:31
标题: 超声波遥控装置的设计
超声波遥控装置的设计

引言
  超声波遥控是利用超声波来传送指令的遥控,可以应用于需要遥控、遥测的场合。采用AX5326与AX5327构成的遥控系统具有体积小、功耗低、功能强大、抗干扰能力强、成本低等优点。


超声波遥控系统的结构

  超声波遥控系统的结构如图1所示,分为发射与接收两部分,应用编码/解码专用芯片来控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、驱动电路、超声波发送器(将电信号转换为超声机械波)等;接收部分包括超声波接收器(将超声机械波转换为电信号)、前置放大、解调与指令译码、驱动与执行等电路。下面介绍对关键芯片和部分电路。

编码/解码芯片介绍

  系统采用脉冲编码方式,以不同的电脉冲的数目、宽度、相位或以不同的脉冲组合来代表不同的控制指令,指令编码电路就是脉冲编码电路,接收器中指令译码器电路是与脉冲编码电路相对应的脉冲译码电路。用AX5326作为编码发送电路、AX5327作为接收译码器,这两款芯片均采用18脚DIP封装,工作电压为3.5~1.3V,静态电流为1mA,片内自带RC振荡器,有自动断电功能,所需外部器件少,最多可编531 441种地址,引脚功能如表1所示。

AX532

AX5327


管脚号

功能

管脚号

功能

管脚号

功能

管脚号

功能

1

A0(地址输入)

10

A8/D0(地址/数据输入端)

1

A0(地址输入)

10

D0:z

2

A1(同上)

11

A9/D1(同上)

2

A1(同上)

11

D1(同上)

3

A2(同上)

12

A10/D2(同上)

3

A2(同上)

12

D2(同上)

4

A3(同上)

13

A/D311(同上)

4

A3(同上)

13

D3(同上)

5

A4(同上)

14

TE:允许发送端,
带有内部上拉电阻

5

A4(同上)

14

DIN编码数据输入端

6

A5(同上)

15

OSC2振荡器
外电边线端

6

A5(同上)

15

OSC2振荡器
外电边线端

7

A6(同上)

16

OSC1(同15端)

7

A6(同上)

16

OSC1(同15端)

8

A7(同上)

17

DOUT:编码发送输出器

8

A7(同上)

17

VT:接受有效标志

显示器

9

VSS电源负极(地)

18

VDD电源 正极

9

VSS电源负极(地)

18

VDD电源正极



   AX5326能对输入的12位数据进行编码,每12位为一帧。输入数据的逻辑状态可以有三种:“0”、“1”、“开路”。它的电压必须在VDD+0.5V~VSS-0.5V之间。AX5327可以接收地址码和数据码。当两者连用时,一帧中的前8位是地址,后4位是数据。AX5327经两次解码检验,若发送地址码与接收地址码一致时,AX5327便发出一个VT(解码有效)信号并锁存、输出接收到的4位数据码。
  

电阻R阻值(k)

56

180

560

振荡频率(kHZ)

250

90

30

     AX5326和AX5327的RC振荡器仅需一个外部电阻(接在OSC1和OSC2之间)。振荡器参数R的选择决定着振荡频率,其取值与振荡频率之间的关系如表2所示。


发送与接收器件介绍
  采用MA系列的MA40A5S作为发射传感器,中心频率为40kHz,其灵敏度大于112dB,工作温度为-20~+60℃,灵敏度变化在-10dB之内,带宽大于7kHz;用MA40S2R作为接收传感器,中心频率也为40kHz,其灵敏度大于-74dB,带宽大于6kHz,工作温度与MA40A5S相同。它们的允许输入为20ms,脉冲80VP-P。发射角为60°(-10dB)。耐湿性在40℃时为95%RH;100小时后的灵敏度变化小于3dB。


主要电路

  发送部分编码器电路如图2所示,它可以传送4路数据出去,由于AX5326的A0~A7端可以设置为任意地址,所以有38=6561种地址。AX5326的D0~D3端可输入任意逻辑数据。电路工作时,输入一个逻辑低电平到TE端(允许发送端),触发RC振荡器振荡,地址与数据被编码并通过DONT端向外连续发送4次。为保证发送成功,TE端低电平宽度不得少于5μs。

   
  接收部分解码器电路如图3所示,AX5327的A0~A7端必须设置为与AX5327相同的地址,接收的数据经AX5327两次解码检验,如果发送地址码与接收码一致时,AX5327的VT端会输出高电平,同时接收的数据D0~D3被锁定并从它的D0~D3端输出。每当进行一次有效接收时,新的数据就被锁定。

结束语
    本装置具有很强的可移植性,只要更换传感器(例如,红外线传感器)就能构成其他的遥控电路,性能稳定,效果良好。


参考文献
1 苏长赞,邹殿贵.红外线与超声波遥控.人民邮电出版社.2001
2 马明建,周长城.数据采集与处理技术.西安交通大学出版.1998
3 杨崇志等.特殊新型电子元器件手册.辽宁科学技术出版社.2001
作者: 李小路    时间: 2021-6-25 09:47
谢谢分享!




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