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基于单片机实现 PT 2262 通用编码器的软件解码
李东阳, 姚凯学
( 贵州大学 计算机科学与信息学院, 贵州 贵阳 550025)
摘 要: 介绍一种基于 ST C12C5201AD 单片机的 P T 2262 通用编码器的软件解码方法, 该方法解除了使用
PT 2272 专用解码芯片和进行地址配对的限制, 使得开发人员有了更多的选择. 解码结果的片内 EEP ROM 存储使
单片机在无线遥控系统的应用得到了扩展. 在无信号输入的时候, 单片机进入掉电模式大大降低了译码模块的电
流, 使得该方法更适合于电池供电的嵌入式开发中. 该方法不仅能简化电路、节约成本, 还提高了无线遥控系统设
计的灵活性.
关键词: ST C12C5201AD; PT 2262; 嵌入式系统; 无线遥控
中图分类号: T P311 文献标识码 : A 文章编号: 1000- 7180( 2011) 08- 0077- 03
The Software Decoding of Universal Encoder PT2262 Based on SCM
LI Dong -yang, YAO Ka- i x ue
( Co lleg e of Computer Science & Informat ion, G uizhou U niver sity , Guiy ang 550025, China)
Abstract: Intro duce a so ftwar e deco ding metho d of univ ersal encoder PT 2262 based o n SCM ST C12C5201AD, w hich
relieves the limitatio n o f using ex clusiv e decoder chip P T 2272 to match the address, and allow s develo per s to hav e
more choices. T he sto rag e of deco ding results by EEPRO M in t he SCM can expand the micro co nt roller applicat ions
in w ireless remote co ntr ol system. T he M CU enter Pow er - dow n mode w hen there is N o signal input, this can reduces the cur rent of deco ding module highly, M akes the method mor e suitable fo r the develo pment o f bat tery - po wer ed embedded. T his method can no t o nly simplify the circuit, cost savings, but also impro ve the flexibilit y of w ireless r emote contro l sy stem.
Ke
y words: ST C12C5201A D; P T 2262; embedded sy stem; wireless r emo te contro l
1 引言
台湾普城公司生产的 PT2262/ PT2272 是一对
通用编码、解码芯片, 是无线遥控领域中应用最为广
泛的芯片之一[ 1] . 编码芯片 PT 2262 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.
并从编码输出脚串行输出, 可用于无线遥控发射电
路. ST C12C5201AD 单片机是宏晶科技生产的单时
钟/ 机器周期( 1T ) 的单片机, 是高速/ 低功耗/ 超强
抗干扰的新一代 8051 单片机, 速度比传统 8051 快
8~ 12 倍[ 2] .
PT 2262 可有 6~ 12 位三态地址端管脚, 任意
组合可提供最多 531441 地址码, 但只能有 4~ 6 位
二态数据端管脚, PT2262 可有 6~ 12 位三态地址
端管脚, 任意组合可提供最多 531441 地址码, 但只
能有 4~ 6 位二态数据端管脚, 这就限制了数据传输
的应用[ 3] . 并且 PT2272 作为 PT 2262 的接收解码
器, 二者经常要使用相同的地址码来配对使用, 这不
仅限制了电路设计的灵活性, 而且为已有系统增加
通信设备带来了地址配对的不便. 设计以红外和无
线接收电路为例, 从 PT 2262 发出的信号特征入手,
利用 STC12C5201AD 单片机对由接收电路收到的
信号进行软件解码, 得到 PT2262 发出的 12 位数
据, 并将接收数据记录于单片机的片内 EEPROM
微电子学与计算机 2011 年
( 电可擦可编程只读存储器) 中以备它用, 使其应用
得到了扩充.
2 硬件选型和设计
2. 1 红外接收模块
红外接收装置采用集红外接收、放大、整形功能
与一体的 FT-009 红外线接收头, 因为红外接收头
内部放大器的增益很大, 很容易引起干扰, 因此在接
收头的供电脚上须加上滤波电容, 一般在 22 F 以
上. 在供电脚和电源之间接入 10 电阻, 进一步降
低电源干扰. 在无信号输入的情况下, 该接收头的输
出为高电平. 为了提高接收的灵敏度, FT-009 输出
的高低电平和发射端是反相的, 所以在 FT009 红外
头的输出端接了一个 NPN 型三极管来实现信号的
反相, 以还原接收信号.
2. 2 无线接收模块
无线接收装置采用低成本、小体积、低功耗超再
生接收模块 DSPJ04P, DSPJ04P 的接收频率是 315
MH z 或 433 M H z, 最佳工作电压为 3. 0~ 3. 5 V, 由
于本设计的电源是 4. 2 V, 此处用 2. 2 k 电阻降压
及 100 F 的电解电容滤波从 4. 2 V 得到 3. 3 V 的
最佳工作电压给 DSPJ04P 接收头供电. 在 DSPJ04P
的输出端接一个 4. 7 k 的电阻, 以降低干扰.
2. 3 单片机译码模块
单 片 机 采 用 SOP16 贴 片 封 装 的
STC12C5201AD 单片机, 该单片机性能稳定、 价格
便宜, 为电路和设计节约了成本. 图 1 为本设计的电
路图. 利用电容 C1 和电阻 R1 来实现单片机的上电
复位电路[ 4] , FT009 和 J04P 的输出均为与本单片
机兼容的 TT L 电平, 将红外接收模块的输出信号
经反相后, 与无线头收模块的输出信号一起接到
STC12C5201AD 单片机的普通 I/ O 口 P1. 7, 由于
单片机要对信号高低电平宽度进行计算, 为了提高
译码准确率, 单片外接 11. 059 2 MH z 的晶体振荡
器, 由单片机来完成信号的译码.
ST C12C5201AD 单片机支持掉电模式, 为了降
低本设计的功耗, 在两接收模块均无信号输出的时
候, 让单片机进入掉电模式. 此单片机在掉电模式下
需外部中断低电平触发或下降沿触发中断模式唤
醒. 因为两个接收模块在无信号时输出电平为低, 所
以设计中将无线和红外接收模块的输出信号经一个
NPN 型三极管反相后接到单片机的 INT1/ P3. 3
口, 当有信号输入时, 输入信号必有一个下降沿, 可
实现有信号输入时将单片机从掉电模式中唤醒.
图 1 接收译码电路图
2. 4 电源模块
无线接收模块 J04P 不适合开关电源, 可采用电
池或线性电源[ 5] , 在本设计中采用 4. 2 V 锂电池
供电.
3 解码原理
3. 1 PT2262 码位波形
PT2262 数字码有 0, 1 和 f( 悬空码) 三种[ 6] , 如
图 2 所示为 PT2262 的数字码及同步与波形的对应
关系, 可以看出 PT2262 是以每段高电平的宽窄来
描述码位的, 窄窄表示 0 码, 宽宽表示 1 码, 窄
宽则表示悬空码. 因此只要将每个码字中的两段高
电平的持续时间计算出来, 即能实现一位数字码的
译码.
图 2 数字码及同步码头与波形的对应关系
3. 2 PT2262 波形特征
PT2262 的每组码字之间是由同步码头隔开
的, 因此要对此信息进行解码, 程序必需先判断出同
步码头, 并在同步码结头束以后开始解码. 如图 3 所
示是用示波器观察到的一组码字的波形, 可以看出
PT2262 一次至少发送 4 串码字, 每串码字都有一
断较长的低电平部分. 观察图 2 中 PT2262 同步码
头的特征, 同步码头有很长的一断低电平部分, 把该
波形放大以后可以看出每串码字的低电平部分即为
图 2 所示的同步码头的低电平部分.
图 3 一组码字波形图
将图 3 中的一串码字放大, 如图 4 所示, 一串码
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第 8 期 李东阳, 等: 基于单片机实现 PT 2262 通用编码器的软件解码
字除了一个同步码头之外还有 12 位数字码, 每个数
字码又包含两段高电平, 根据图 2 所示数字码与波
形对应关系, 可以依次判断出 12 位数字码.
图 4 一串码字波形图
3. 3 单片机解码
由前两节的分析可知, 要实现该信号的译码, 单
片机要在识别出同步码头以后连续识别出 24 位高
电平的持续时间, 并根据图 2 所示对应关系还原出
12 位数字码. ST C12C5201AD 单片机有 4 个定时/
计数器, 本设计采用计数器计数的方法来判定高电
平的持续时间, 这样不仅能提高时间判定的准确性,
而且能降低 CPU 开销、简化程序.
4 程序设计
4. 1 掉电模式及唤醒
通过将 STC12C5201AD 单片机的 PCON 寄存
器的 PD( Po w er Dow n) 位值 1 可实现单片机进入掉
电模式, 在单片机工作在掉电模式时, 单片机的外部
时钟停振, CPU 、定时器、串行口全部停止工作, 只
有外部中断继续工作, 因此可以大大降低单片机的
电流, 以节约电能.
此单片机工作在掉电模式时, 可由外部中断低
电平触发或下降沿触发中断模式唤醒, 本单片机的
外部中断管脚只有 P3. 3 口. 在无线接收电路无信
号输入到单片机时, P3. 3 口的输入为高电平, 单片
机工作在掉电模式. 当有信号输入时, 信号脉冲必有
一个下降沿, 该下降沿可将单片机从掉电模式唤醒,
程序返回到掉电模式时的位置继续运行, 建议在程
序返回位置多加几条空语句.
4. 2 单片机解码模块
当接收电路有信号输入到单片机时, 单片机工
作在正常模式, 程序通过单片机内部定时器 T0 来
记录低电平的宽度, 并根据宽度判断码头是否到来.
为了进一步降低误码率, 在检测码头到来以后, 程序
一次接收 2 串数据, 这 2 串数据是由 48 个高电平表
示的 24 位数据. 之后判断这 48 个高电平宽度是否
在误差允许的范围内, 根据连续两位高电平的宽度
来得出接收到的 2 串( 24 位) 数据, 并对两串译码结
果逐位进行比较. 只有在两次接收的数据完全一致
的情况下, 程序才认为接收成功, 并调用此单片机的
EEPROM 读写模块, 存储译码结果. 由此设计如图
5 所示的算法流程图. 图 5 中所指电平为单片 P1. 7
口的输入电平.
图 5 算法流程图
4. 3 EEPROM 读写模块
ST C12C5201A D 单片机 内部有两 个扇区的
EEPROM , 每个扇区有 512 个字节的存储空间. 可
对 EEPROM 执行字节读、字节编程和扇区擦除功
能. 执行字节编程的前提是该字节为空( 0FFH ) , 要
某字节为空, 则要擦除整个扇区. 设计将译码结果保
存在第一个扇区, 将译码结果的个数放到第二个扇
区. 当单片机有新的译码结果时, 首先判断该结果是
否已存在于第一个扇区的译码结果中, 存在则丢弃,
否则调用字节编程功能, 将结果保存到第一扇区, 并
将译码结果读出保存到程序中, 擦除第二扇区, 将结
果加 1 再调用字节编程写到第二扇区.
5 结束语
本设计已成功应用于某智能导游系统中, 其译
码准确率高, 节电效果好, 可扩充性强, 用户反应良
好. 将作为景点地址信息的译码结果保存到 EEP -
ROM 中以供查看, 也为景点收费及查询游客经过
景点信息等工作提供了参考.
本设计用单片机的一个 I/ O 口和一个中断口
来替换 PT2272 解码芯片及其附带电路, 且不影响
单片机其他引脚的使用. 不仅简化了电路、省去了地
址匹配的麻烦、节约了成本, 而且解码信息的片内保
存可以扩展无线遥控系统的应用. 在无信号输入的
时候, 单片机进入掉电模式以节约电能, 使本设计能
更广泛的应用于手持仪器中. 以此为基础, 单片机在
无线遥控系统中的应用将更为广泛.
( 下转第 82 页)
79
微电子学与计算机 2011 年
( 1) v oid setQrco deErrorCor rect ( char arg 0) ;
该方法是设置纠错等级, 参数只能是 L、M 、Q、H , 分
别代表 QRCode 的四个纠错等级.
图 3 按钮处理流程图
( 2) v oid setQ rcodeV ersion( int arg 0) ;
该方法是设置版本号, 参数可以是 0- 40.
( 3) boo lean[ ] [ ] calQr code( by te[ ] ar g0) , 将待
编码的字符串转换为 boo lean 型二维数组存储, 参
数是待编码的字符串. 生成的 boolean 型二维数组
就是条码 0、1 分布. 执行效果如图 4 所示.
4 结束语
智能手机是一种移动的互联网平台, A ndroid
是一种智能手机软件开发平台. 从这个开放性平台
图 4 程序执行后的效果图
出发, 软件开发人员能设计出基于基于二维条码的
识别模块, 用户可以通过手机扫描二维码, 或者输入
二维码所代表的 10 进制号码即可进行上网, 在网上
遨游, 手机二维码将应用应用到各行各业中.
参考文献:
[ 1] Yao he L iu. Barco de recog nition and voice broadcast
based o n distr ibut ed system semantic sear ch [ C] / / Pr oceeding 2009 int er national conference Eng ineer ing CISE
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[ 3] Yang Yang, Y aohe L iu. T he inter net of thing s based on
em
bedded mo de desig n [ C ] / / IT AP 2010. China: Wuhan, 2010.
作者简介:
刘幺和 男, ( 1954- ) , 教授. 研究方向为物联网.
王 治 男, ( 1986- ) , 硕士研究生. 研究方向为智能控制与
设计.
( 上接第 79 页)
参考文献:
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[ J] . 山西电子技术, 2008( 5) : 40- 41.
[ 2] 姚永平. ST C12C5201AD 系列单片机器件手册[ M ] . 深
圳: 宏晶科技, 2008.
[ 3] 郝迎吉, 刘义刚, 樊润丽. 基于单片机实现遥控编码器
PT 2262 的软件解码[ J] . 国外电子元器件, 2008( 5) : 36- 39.
[ 4] 张义和, 王敏男, 许宏昌. 例说 51 单片机 [ M ] . 北京: 人
民邮电出版社, 2008.
[ 5] 赵秋. 利用编解码芯片的无线收发电路 [ J] . 信息化研
究, 2009, 33( 9) : 35- 38.
[ 6] 安颖, 王研. 遥控编码芯片 PT 2262 的单片机译码模块
[ J] . 计算机与数字工程, 2005, 33( 8) : 121- 123.
作者简介:
李东阳 男, ( 1987- ) , 硕士研究生. 研究方向为计算机控制
技术与嵌入式系统.
姚凯学 男, ( 1962- ) , 教授. 研究方向为计算机控制技术与
嵌入式系统.
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