5玩具汽车无线遥控电路无线遥控电路分析固定编码芯片学习型编码解码芯片滚动码芯片.ppt

高频电子技术第5章,高频电子技术在遥控中的应用,第5章教学要点,1、无线遥控电路的组成和分类方法 2、编解码芯片的分类 3、固定编码/解码芯片PT2272/PT2262、学习型编解码芯片eV1527/TDH6300的主要性能和使用方法 4、了解滚动码编解码芯片的原理和主要特性5、识读滚动码编解码芯片组成的遥控电路,5.1玩具汽车无线遥控电路剖析,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,遥控玩具汽车由手持遥控器和玩具汽车组成，遥控器上有四个按键，分别用来控制汽车左转、右转、前进和后退，,装在手持遥控器上的发射电路如图所示。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,发射方电路可以分为控制指令电路、编码电路和无线发射电路三大块，如图中三个虚线框所示。控制指令电路用来产生控制汽车马达转动的指令，四个开关K1K4分别用来控制汽车的四种运动：右转、后退、前进或左转。,控制指令经编码电路编码后再经电容C1输入发射电路对载波进行调制并向外发射。TX-2为编码集成电路，它的作用是将控制指令转换为相应的指令编码，,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,控制指令不直接输入无线发射电路对载波进行调制，而要经过编码电路编码后才用来对载波进行调制呢？主要有以下两点理由。,（1）利于区别不同的指令 假如不进行编码，接收电路接收到信号后无法区分所接收到的是四个按键信号中的哪一个。,（2）提高抗干扰能力 简单的按键一按一放所形成的单脉冲很难与接收机周围空间存在的无线电干扰相区分。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,装在汽车上的接收电路如图所示,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,接收方的电路可分为无线接收电路、解码电路和指令执行电路。,接收电路通过天线接收来自发射方的射频信号，进行放大、解调并复原发射方所发射的基带信号。,为了得到控制指令，就需要将指令编码信号恢复为控制指令，承担这个任务的电路就是解码电路。,执行电路用来控制汽车的运动,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,解码后的信号从解码芯片RX-2的“7”、“6”、“10”和“11”脚输出，分别与K1、K2、K3和K4键所产生的控制指令相对应，对应关系如表和图所示,K1键按下时“7”脚输出高电平（2.0V），其余各引脚低电平；K2按下时“6”脚输出高电平，其余各引脚低电平；K3、K4按下时“10”、“11”脚输出高电平，其余各引脚低电平，如图所示。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,下面分析执行电路工作情况,K1键按下时TR-1“6”脚输出高电平2.0V，其余各引脚低电平，这时VT3、VT5和VT2饱和导通，电机M1右边接3V电源，左边接地，汽车右转；,K2键按下时TR-1“10”脚输出高电平2.0V，其余各引脚低电平，这时VT9、VT11和VT8饱和导通，电机M2右边接3V电源，左边接地，汽车后退；,类似地，K3键按下时“11”脚输出高电平，汽车前进；K4键按下时“7”脚输出高电平，汽车左转。,5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成,实现无线遥控的整套设备称为遥控系统或遥控装置，遥控装置除了电路以外还包括受控的电机、灯泡、汽车、机器人等机械部件，我们的讨论仅限于电路，为简化起见，也将遥控装置称为遥控电路。,根据前面的讨论，可以用框图来表示遥控玩具汽车电路,它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接收电路、解码电路和执行电路等6部分组成。有些较为复杂的遥控电路还需要在解码电路和执行电路之间加入译码电路，我们来说明为什么要加入译码电路，它在遥控电路中起什么作用。,5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成,还是以遥控玩具汽车为例，按下按键K1、K2、K3和K4可以使汽车右转、后退、前进或左转。现在希望增加一个功能，即同时按下K1、K3时汽车前进的同时鸣笛，如何做到这一点呢？,常用的办法是在解码之后增加一个译码电路，同时在执行电路中增加蜂鸣器电路如图所示。,K1、K3同时按下时，由表可以看出，这时译码器输出端a3、a5为高电平，其余各输出端为低电平，a3使汽车前进，a5使VT11饱和导通，蜂鸣器发声。,5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成,增加了译码电路之后，一般的无线遥控电路框图如下。,它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接收电路、解码电路、译码电路和执行电路等7部分组成。,我们已经学习过无线发射和接收电路，执行电路随受控对象变化，不同的受控对象，其执行电路有很大差异，本章重点介绍常用的编码/解码电路和控制指令电路，在此基础上介绍几类常用遥控电路。,5.2 无线遥控装置的分类,5.2.1 遥控装置中通路和通道的概念,无线遥控装置中，控制指令是通过高频无线电波传播的，我们将高频无线电波所经过的路径称为“通路”，简称“路”；将控制信号传播所经过的路径称为“通道”。,高频无线电波只在发射电路和接收天线之间传播，因此遥控装置的“通路”只存在于无线发射和接收电路之间。,控制指令则不同，在无线发射电路和接收电路之间，控制指令由高频信号携带着传输，控制信号与高频无线电波沿着相同的路径传播，但从控制指令产生以后直至输入发射电路前，以及接收电路解调出指令编码以后直至执行电路，控制信号并没有与高频信号混在一起。,可见，遥控电路中控制指令所经过的“通道”与高频无线电波传播的“通路”是两个不同的概念，两者既有联系，又可以明确地区分。,5.2.1 遥控装置中通路和通道的概念,下图画出了遥控玩具汽车高频无线电信号的通路和控制指令的通道。高频无线电信号的传输路径由点线表示，控制指令的通道由虚线表示，由图可知高频通路只有1路，通道则有4道。,5.2.2 无线遥控装置分类,1、按通路和通道数分类,无线遥控电路的结构和功能在很大程度上决定于该装置所包含的通路和通道数，不同通路和通道数的遥控电路，其功能常有较大的差异；相同通路和通道的遥控装置往往具有许多相同的特征，因此，按照通路和通道数对遥控装置进行分类显然是一种合理的分类方法。,（1）单路单通道遥控 只有一个通路和通道的遥控装置称为单路单通道遥控装置，第1章所剖析的无线遥控门铃就属于单路单通道装置。遥控门铃只有一个高频通路，因此称其为单路，只有一个指令通道，为单通道，因此称为单路单通道遥控装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,（2）单路多通道遥控 只有一个高频信号通路，具有多个控制指令通道的遥控装置称为单路多通道遥控装置。前面讨论的无线遥控玩具汽车即属于单路多通道遥控装置。下图画出了高频信号的通路和控制指令的通道，通路只有1个，而通道有4个，因此这种遥控装置属于单路4通道遥控装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,（3）多路单通道遥控 多个高频信号通路，1个控制指令通道的装置称为多路单通道遥控装置。多路单通道遥控电路可以是“一发多收”式的，也可以是“多发一收”的。,右图所示是家用照明灯遥控装置，若遥控器有4个按键，则可分别控制四盏灯，如客厅照明灯、卧室照明灯、书房照明灯和卫生间照明灯等。,这一装置属“一发多收”式结构,5.2.2 无线遥控装置分类,（3）多路单通道遥控“多发一收”结构如图。家用无线报警装置即为多发一收的实例。家用防盗报警装置安装了多个传感器，用于对各种异常情况进行报警，例如室内有人活动即报警的熱释红外传感器、窗玻璃被击破时报警的振动传感器、门被异常打开时报警的传感器等，这些传感器的报警信号都通过各自的无线发射电路向外发射，由一个接收电路接收，该接收电路控制一个音响报警器。,5.2.2 无线遥控装置分类,（4）多路多通道遥控 多个高频信号通路，多个控制指令通道的装置称为多路多通道遥控装置，也可分为多发一收和多收一发或多发多收等。,右图所示的是多发一收遥控装置，属于这种结构的典型例子是医院病床呼叫系统。每张病床旁都安装一个发射装置，护士工作站安装接收装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,用一个遥控器对6只白炽灯的开闭及亮度进行遥控，每只白炽灯旁都需要安装一个接收电路，该电路应具有多个控制指令通道，例如灯的亮度分三,（4）多路多通道遥控 右图所示的是一发多收的多路多通道遥控装置组成框图，属于这种结构的典型例子是家电设备集中管理系统。,挡，可安排3个指令通道，集中控制器（遥控器）与多个接收电路之间有6个无线高频信号通路，每个接收电路又包含3个通道。,5.2.2 无线遥控装置分类,无线遥控装置也可以根据所使用的编码解码芯片类型的不同进行分类。根据目前所使用的编解码芯片类型的划分，可以将遥控装置分为以下4类。（1）无地址码型遥控装置（2）固定编码型遥控装置（3）学习码型遥控装置（4）滚动码型遥控装置,2、按照编码解码芯片的性能分类,编码芯片只对控制指令进行编码时，属第一类。第1章所剖析的遥控门铃及本章前面讨论的遥控玩具汽车都属无地址码型遥控。,5.2.2 无线遥控装置分类,无线遥控装置还可以按其他方法分类。,3、遥控装置的其它分类方法,时分制遥控和频分制遥控 按信号组合体制的不同，无线遥控装置可分为时分制遥控和频分制遥控两类。各种控制指令按照一定的时间顺序先后发送时，称为时分制遥控；用不同频率的音频信号代表各种控制指令，再将这些音频信号调制到高频载波上进行发送的，称为频分制遥控。,开关型遥控装置和比例型遥控装置 根据控制指令性质和受控对象状态的不同，可分为开关型遥控装置和比例型遥控装置。开关型遥控装置的操纵器通常是开关，如继电器等。比例型遥控装置的操纵器是连续变化的器件，比例遥控用于对电机转速、电灯亮度、喇叭音量等的连续调节。,5.2.2 无线遥控装置分类,无线遥控装置还可以按其他方法分类。,3、遥控装置的其它分类方法,开环控制和闭环控制 根据是否包含遥测和反馈系统，遥控装置可分为开环控制和闭环控制等两类。控制巡航导弹的系统就属于闭环系统，与前面所讨论的各种遥控装置不同，为了使导弹正确命中目标，需要不断检测导弹当前位置并根据这一位置和目标位置的差距发出修正导弹运动方向的指令，因此需要组成闭环系统。,下面按照编解码芯片类型分类的方法逐一介绍不同类型编解码芯片组成的遥控装置，前面已经讨论过无地址码型遥控装置，即先后剖析的遥控门铃和玩具汽车遥控装置，因此限于讨论固定编码型、学习码型和滚动码型遥控装置。,5.3 固定编码芯片组成的遥控装置,5.3.1无地址码型遥控装置的缺点,一幢10层大楼，每层4户，假设大楼所有住户都安装由同一家工厂生产的与第1章所介绍的型号相同的无线门铃。有人按了4楼一家住户门铃的按钮，由于射频信号有很强的穿透能力，按下按钮后所发射的无线电波信号将同时被3、4、5楼共12户的门铃接收电路所接收，这12户门铃对接收收到的信号进行放大、解调和解码后，都驱动喇叭发声，结果一户按门铃按键，12户门铃全响，从而造成了混乱。,遥控门铃和遥控玩具汽车都对控制指令进行了编码，解决了不同指令的区分问题，但仍然存在严重的缺点，即同类型遥控装置安装在一起（附近）时，相互之间会产生严重的干扰，下面以遥控门铃为例来说明。,问题出在每个门铃的接收电路无法区分按钮所发出的遥控指令是给谁的，为了解决这个问题，引入地址码的概念并对每个门铃进行地址编码。,5.3.2 常用固定编解码芯片简介,第2章已经介绍过的编码/解码芯片SC2262/2272即为典型的固定编码解码芯片，除了这一对编解码芯片之外，表5.3列出了其他一些常见的固定型编码解码芯片。,1、常用固定型编解码芯片简介,各种编解码芯片的主要技术参数是地址码位数、每位地址码可设置的状态数、数据码位数、芯片引脚总数和工作电压。,2、编解码芯片MX5326/5327/5328,下图给出了编解码芯片MX5236/5237/5238的引脚功能，MX5326为编码芯片，其余为解码芯片。,VCC为正电源引脚，OSC1和OSC2用来外接电阻，MX5326的14脚（TE）为编码启动端，编码信号从17脚（OUT）串行输出。解码芯片MX5327/5328的14脚（DIN）是编码信号输入端，17脚（VT）为接收有效指示。,5.3.3 高性能遥控门铃,固定型编解码电路PT2262/72所组成的遥控门铃如图所示，,芯片PT2262的6条地址引脚和6条数据引脚都用作地址线编码，图中所画出的地址码为01ff100f110f。解码芯片的地址码设置与编码芯片PT2262相同。,5.3.3 高性能遥控门铃,固定型编解码电路PT2262/72所组成的遥控门铃如图所示，,芯片PT2262的6条地址引脚和6条数据引脚都用作地址线编码，图中所画出的地址码为01ff100f110f。解码芯片的地址码设置与编码芯片PT2262相同。上述高性能遥控门铃属单路单通道遥控。,5.3.4 抗干扰无线遥控玩具汽车,编解码芯片PT2262/2272-M4组成的遥控电路如图所示。,编解码芯片18脚用作地址编码，1013脚用作控制指令编码。地址码的设置是任意的但必须保证编码和解码芯片地址的设置相同。按键K1K4分别对应于右转、左转、后退和前进，工作原理如下。,5.3.4 抗干扰无线遥控玩具汽车,按下K1键，13脚呈高电平，同时电源电压经二极管VD4加到编码芯片18脚和发射模块1脚，电路开始工作。并从17脚输出地址码和控制指令码，这时的控制指令是0001。接收电路接收到该信号后，由于解码芯片地址设置相同，经检查地址码相符后对指令码解码并将结果送PT2272-M4的13、12、11和10脚，13脚高电平，其余为低电平。这时汽车右转，由于解码芯片属非锁存型，K1键按住时汽车右转行驶，按键释放即停驶。,以按下键K1为例说明控制过程。,属单路多通道遥控。,5.3.5 八路家庭照明无线控制,1、遥控电路组成 8路家庭照明遥控装置由一个发射器和8个接收器组成，属一发多收的多路单通道遥控。发射器电路如图,发射器由按钮开关K、按键式开关G1、G2、G3、编码芯片MX5326和无线发射模块F05B组成。开关K和G1、G2、G3的差别是按钮K按下时接通，释放后断开，G1、G2、G3按下时接通，放手后维持接通状态不变，再按一次后按键上升，开关断开。,1、遥控电路组成,接收电路由无线接收模块J05C、解码芯片MX5328和执行电路组成。,接收电路由无线接收模块J05C、解码芯片MX5328和执行电路组成。解码芯片MX5328没有数据线，18脚，1013脚全部为地址线。接收电路共有8块，每块都和一只电灯安装在一起。,电路的12条地址线的设置将在下面讨论。,1、遥控电路组成,执行电路为图中虚线所框出的部分，它由双D触发器电路4013、双向晶闸管VG1、灯泡HL及稳压电源电路组成。稳压电源电路包括限流电阻R5、整流二极管VD1、稳压管VZ1及滤波电容，为接收电路提供5V直流电源。,2、接收电路与发射电路之间地址编码的配对关系,12条地址线A0A11的设置分两类，A0A8(即18脚、10脚)的设置用硬件连接的方式实现，而且所有8只接收电路和发射电路的设置都相同，即一套产品（一个发射电路，8个接收电路）中所有8块接收电路都必须和发射电路相同，但不同产品之间的设置应尽可能不同，以免在一家使用遥控器时同时点亮隔壁邻居的电灯。,其余的3条地址线A9、A10及A11的设置则不同，发射电路中，这3条地址线的设置由按键开关G1、G2、G3的状态决定，即可以通过开关的通断组合而随时改变，而8块接收电路的地址线是通过硬件连接事先确定的。,2、接收电路与发射电路之间地址编码的配对关系,为了实现发射电路对8块接收电路的控制，需要将8块接收电路的地址码依次设置为上述8个组合，如下表右边所示。这样就实现了发射电路三个开关的8种组合与8块接收电路之间配对关系。,3、工作原理,以发射电路对3号电路板的控制为例说明如何实现照明遥控,要对3号等进行操作，G1、G2、G3的状态应该设为断、闭、断，这时地址码的后3位是010。设置完毕后，按下K键，即向外发射控制信号。8个接收电路都会接收到这一无线电信号，经过放大、解调后送入各自的解码芯片进行解码。8块接收电路板中只有3号板地址码的最后3位是010，因此就只有3号板会“接收成功”，其解码芯片第17脚上升为高电平，驱动电灯发光。,5.3.5 八路家庭照明无线控制,4、发射和接收电路板的工作电源,发射电路电池供给，由于该电路只在K键按下时工作，平时不耗电，一只9V电池可以使用很长的时间。,接收电路的电源由220V交流电整流滤波后取得，右图下部给出了这一稳压电路。220V交流电经56k的电阻R5限流，二极管VD1整流，在5V稳压管VZ1两端产生5V的稳压电源，供解码芯片MX5328、无线接收模块J05C、数字电路CD4013工作。稳压电路能提供的电流很小，芯片MX5238和接收模块工作电流都很小，因此可以使用。,家庭照明无线遥控属多路单通道装置,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,医院里，每张病床的床头都有一个按钮，需要时病人按下床头的按钮，护理站即通过声光报警的方式显示哪一张床位的病人在呼叫，这就是所谓的病房呼叫系统。,呼叫系统可以用有线连接的方式实现，缺点是布线复杂，维修麻烦。病房无线呼叫系统则具有安装方便，无需布线等优点，下面将给出的是由编解码芯片PT2262/2272-L6组成的64路病房无线呼叫系统。这是一个多发一收的多路多通道遥控装置，共有64个发射电路板，一块接收电路板，接收电路板安装在护理站，64个发射电路板分别安装在64张病床的床头。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,右图所示的是发射电路，整个系统共有64块发射电路板，图中画出了其中的一个。,由按键K、编码芯片PT2262和无线发射模块F05B组成。编码芯片16脚用于地址编码，为使发射电路所发射的数据码能为接收电路接收到，这一地址编码必须和接收电路的地址码相同，因此所有64路发射电路的地址码也应该相同，图中没有具体画出各地址线的设置。,6条数据线用来对发射电路进行编号，每条数据线可以取两个状态，“0”或“1”，6条数据线共可形成26=64个不同的编号，这一编号也代表病床的编号。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,接收电路如右图，它由无线接收模块J05C、解码芯片PT2272-L6（L6表示输出锁存且有6位数据线）、译码显示电路和声光报警电路组成。16脚设置的地址码与发射电路的相同，数据线78、1013用于输出接收到的数据。接收有效信号输出脚用于驱动声光报警电路，6个数据输出端用来驱动译码显示电路。,无线病房呼叫系统是一种典型的多路多通道遥控装置。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,无线病房呼叫系统工作原理如下,某一病床的病人按下按键K，由于编码芯片的14脚（编码启动端）接地，编码过程立即启动，并向外发射无线信号。该信号包括地址编码及数据信号编码，数据信号即为病床的编号（图中是010011，即十进制19）。,接收电路接收到无线信号后解调出地址及床号编码，送入解码芯片进行解码，并与接收电路的地址进行对照，两者相符，即将随后的数据送数据输出端78、1013脚（即为发射电路板的编号），通过显示电路显示。,5.4 学习型编解码芯片组成的遥控装置,5.4.1 学习型编解码芯片简介,由固定型编解码芯片组成的遥控装置，缺点是线路复杂，保密性较差。这些芯片用于加密的地址码是通过地址线的连接来设置的，只要打开遥控装置的外壳，根据线路板的连线即可读出地址码。此外，612条地址线所能形成的地址编码总数也不够大，如果使用一种被称为“编码扫描器”的设备，通过单片机自动将全部的编码依次编出，并通过无线电发射出去，一直到接收电路响应为止，对于PT2262所形成的编码，破解的时间不会超过2小时。,为了克服上述缺点，近年来研发了学习型编解码芯片，采用软件编码的方式，电路简单，地址编码总数也有明显的提高，价格与固定编码型芯片差不多，因此有人认为可以成为固定型编解码芯片的替代产品。,5.4.1 学习型编解码芯片简介,1、Ev1527和TDH6300芯片封装和引脚功能,编码芯片eV1527的外形如图所示，为8脚小尺寸贴片封装。各引脚功能如表所示，2、3脚为电源引脚，1脚外接电阻，用来调节芯片工作所需的振荡电路的频率，58脚为数据输入端。4脚为同步信号、芯片密码及控制指令编码信号输出端，用串行方式输出同步指令、编码后的芯片密码及编码后的控制指令，接接无线发射电路输入端，用来对载波进行调制。,5.4.1 学习型编解码芯片简介,1、Ev1527和TDH6300芯片封装和引脚功能,解码芯片TDH6300封装外形如图所示，为14脚DIP或SOP封装，各引脚功能如表所示。,与固定码解码芯片PT2272相比:PT2272的输出方式分锁存和暂存两类。TDH6300由引脚5的电平来选择输出锁存或非锁存;没有地址线;多了“外接学习启动按键端”、“学习结果显示端”和“复位输出”等3个引脚。,5.4.1 学习型编解码芯片简介,2、芯片功能说明,eV1527芯片内部有20个位单元专门用来预烧地址码（密码），密码的预烧由生产厂家完成，20个二进制位所形成的组合有220=1048576（即1Mbit）个，因此密码重复率为100万分之一。,与固定编码芯片PT2262相比，取消了地址线，改为片内预烧编码，增加了保密性，同时编码重复率也下降到100万分之一。关于数据线的使用，则和PT2262没有什么差别。,编码芯片eV1527功能说明：,解码芯片TDH6300功能说明：,学习型编解码芯片在使用前先由接收电路进行“编码学习”，让解码芯片处于学习状态，然后启动发射电路发射编码芯片的密码，接收电路接收后由解码芯片识别密码并将其存入解码芯片TDH6300内部的E2PROM中，“编码学习”即告完成。,5.4.1 学习型编解码芯片简介,3、芯片主要电学指标,编码芯片eV1527的主要电学参数如下 工作电压：313V 待机电流：1A 工作电流：0.5mA 芯片工作频率：80kHz解码芯片TDH6300主要电学参数如下 工作电压：25.5V 待机电流：3A,5.4.2 编码学习的电路和操作步骤,1、编码学习的电路,编码芯片eV1527和解码芯片TDH6300组成的遥控电路包括发射方电路和接收方电路。这些电路既是编码学习电路，也是正常工作时的遥控电路。发射电路如下,四个按键用来发出控制指令（例如控制汽车左转、右转、前进、后退等）。,5.4.2 编码学习的电路和操作步骤,1、编码学习的电路,无线接收模块解调后的信号经TDH6300的13脚进入解码芯片进行密码识别并对控制指令进行解码。编码学习时，解码所得密码将被存入TDH6300片内的E2PROM存储器内。,接收方电路如下图所示,5.4.2 编码学习的电路和操作步骤,2、编码学习操作步骤,第三步：按下接收电路的按键K5，学习指示灯VD10应闪亮一下然后熄灭，表示TDH6300已进入学习状态。继续按住K5不放，同时按下发射电路中的K1键（或K2K3中的任一键）发送编码信号，若学习指示灯VD10亮1秒钟后自动熄灭，则表示学习成功，编码芯片的密码已被读出并存储于TDH6300芯片内的E2PROM内。若学习指示灯VD10快闪（5次/秒），则表示学习失败，可能是电路故障，需在排除故障后重新学习。,第一步：连接编码发射电路，使其随时可以进入编码发射状态。,第二步：连接学习解码接收电路，并打开电源。,5.4.2 编码学习的电路和操作步骤,2、编码学习操作步骤,TDH6300芯片内的存储器可存储7个密码，因此可接收7个不同密码的发射电路的信号。学习成功后，按下发射方的K1键，接收方解码后将接收到的密码与片内存储器所存的密码逐一对照，只要找到一个密码与接收到的密码相符，即认为密码相符，立即对随后而来的控制指令编码信号进行解码，并输出至引脚811脚。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,1、电路组成,发射电路:,由控制指令按键K1、K2、二极管VD1、VD2、编码芯片Ev1527和无线发射模块F05B组成。电阻R1=680，电容C1=0.1F，R1和C1组成电源滤波电路。R2为芯片振荡电路外接电阻，电源为VCC=9V的电池。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,1、电路组成,接收电路由无线接收模块J05C、解码芯片TDH6300、学习按键K3和执行电路组成。,执行电路由继电器J1、J2、三极管VT1、VT2、发光二极管VD3及单相交流电机组成。J1、J2均为一常开一常闭触点的继电器,J1-1和J1-2分别为继电器J1的常开及常闭触点，J2-1和J2-2分别为继电器J2的常开及常闭触点。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,2、电路功能,安装完毕后，首先要完成编码学习程序。,万一发射电路（也称遥控器）丢失，可用新遥控器进行学习，学习成功后旧遥控器密码失效，新遥控器为接收电路解码芯片所接收，卷帘门遥控电路功能即得到恢复。,遥控装置正常工作时，按键K1和K2分别为卷帘门驱动电机控制键，按下K1键时，电机正转，卷帘门向上卷；按下K2键时，电机反转，卷帘门下放；两个键都释放时，卷帘门停止卷动。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,3、工作原理,按下K1时控制卷帘门电机正转；按下K2时控制卷帘门电机反转，首先分析这两个控制指令是如何传输的。,按下K1，8脚输入高电平，而其它3个输入端均为零电平。因此eV1527的输入数据为1000。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,3、工作原理,J05C接收信号，经解调后输入芯片TDH6300解码，接收到的密码与存储器内的密码进行核对，因为已经过编码学习，TDH6300芯片内部存储器存有eV1527的密码，于是解码芯片将解码后的控制指令送数据输出端811脚，8、9脚电平依次为1和0，10及11脚没有使用。可见，控制指令成功地通过无线收发电路从eV1527的8、7脚传输到TDH6300的8、9脚。,3、工作原理,接着分析控制指令如何控制卷帘门电机的运动。,类似地，若按下K2键，则传输到TDH6300输出端8，9脚的信号为0和1。,按下K1，TDH6300输出脚8、9的电压为“1”和“0”，三极管VT1饱和导通，继电器J1吸合，常开触点J1-1接通，220V交流电压加到电机的L1、L2之间，卷帘门上卷。,按下K2键，引脚8、9的电压为“0”和“1”，三极管VT2饱和导通，继电器J2吸合，常开触点J2-1接通，220V交流电压加到电机的L1、L3之间，电机反转，卷帘门向下卷。,5.4.3 由eV1527和TDH6300组成的卷帘门遥控电路,与固定编码解码芯片相比，学习型编解码芯片有以下好处,4、优缺点,（1）由PT2262/2272组成遥控装置时，需要在线路板上手工编码，编解码地址设置要一一对应，费时费力。采用eV1527和TDH6300时则不存在这些问题。（2）PT2262/2272组成遥控装置时，设输入数据为4位，则地址线有8条，其编码总组数等于38=6561。eV1527同样有4个数据位，但编码总组数等于220100万，大大高于固定编码芯片。（3）PT2262为18脚PID封装，eV1527为小尺寸8脚贴片封装，体积小得多，便于制成便携式小型遥控器。（4）对于eV1527的编码，既可以采用专用芯片TDH6300解码，也可以通过单片机解码（称为软件解码）。,缺点：使用时，其密码容易从空中被截获。,5.5 滚动码芯片组成的遥控装置,5.5.1 滚动码编解码芯片简介,1、编解码芯片HCS300和NT2174/NT2175封装和引脚功能,滚动码编码解码芯片也是配对使用的。常用的滚动码编码芯片是美国微芯公司生产的HCS300/301，与其配套使用的解码芯片有HCS500/512/515和NT2174/2184/2175/2185等，下面以HCS300编码芯片和NT2174/75系列解码芯片为例介绍滚动码芯片的封装和引脚功能。,编码芯片HCS300有PDIP和SOIC两种封装，上图所示的属PDIP封装，其宽度约7.5mm，SOIC封装时，宽度只有3.75mm，HCS301引脚功能如表所示。,5.5.1 滚动码编解码芯片简介,1、编解码芯片HCS300和NT2174/NT2175封装和引脚功能,NT2174/2175解码芯片也有两种封装方式，14脚PID封装和14脚SOIC封装，如图5.26所示，后者是小尺寸的贴片封装。,解码芯片NT2174和NT2175的区别是输出方式，NT2175为锁存方式，NT2174为暂存方式，接收到的编码信号解码后送输出端，输出信号电平保持一段时间后回到低电平。,5.5.1 滚动码编解码芯片简介,2、芯片功能说明,（1）加密通信和固定型或学习型编解码芯片一样，滚动码编解码芯片最基本的功能是进行加密通信。和上述编解码芯片不同，其密码是滚动式变化的，下面将进一步说明如何滚动。（2）低电压指示功能当电源电压低于设定值时，发光管会发出频率5Hz的闪光，提示用户及时更换电池。（3）自动关闭功能 滚动型编解码芯片用于汽车门锁，将遥控器放在口袋里时，按键多次被无意识地按下会影响电池的使用寿命。HCS300具有自动关闭功能，检测到连续按键时会启动自动关闭功能，以免电池被耗尽。,有以下功能,5.5.1 滚动码编解码芯片简介,3、芯片主要电学性能指标,芯片HCS300主要电学指标 电源电压：23V或33.6V（通过芯片配置设置选 择其中的一种供电电压）平均工作电流：0.2mA 待机电流：0.1A 自动关闭电流：40A 数据输入端下拉电阻：60k NT2174/2175系列芯片主要电学指标 电源电压：25.5V,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,1、滚动编解码原理,（1）密码的生成 HCS300芯片内部有一个192位的E2PROM存储器，存入一系列重要数据，它们是64位的加密密鈅、28位的器件序列号、16位的同步计数值、16位的配置字等。这些数据在芯片生产过程中形成并被存入，它们是编码器形成密码的依据。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,1、滚动编解码原理,（1）密码的生成 编码芯片HCS300使用时需要组成下图所示的发射电路，下面根据这一电路说明密码产生的过程。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,（1）密码的生成 这66位编码数据的产生有以下几个特点 第一，66位编码数据既包含控制指令信息（即按键状态位）又包含密码，密码包括28位序列号和32位加密数据，4位控制指令是我们希望传输的，其余62位则是为了保密而附加的数据。,第二，32位加密数据是16位同步计数值和64位加密密鈅经过KEELOQ算法形成的，每按一次指令键，同步计数值加一，同步计数值变了，KEELOQ算法所生成的32位加密数据就不一样。密码的变化是由同步计数值的自动加1引起的。第三，66位编码数据是自动产生的，即在芯片内的软件的控制下自动形成的，无需人为干预。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,（2）解码原理,接收电路接收到上述66位编码信号后按照下图所示的程序进行解码，最后获取控制指令（按键状态）信号，并将该信号送解码芯片NT2174/2175的输出端。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,（3）接收器的“学习”,从解码过程可知，正确解码的前提是解码芯片内部E2PROM中事先存有芯片序列号、密鈅和同步计数值。但是从市场购得的解码芯片内部并没有这些数据，因此需要进行必要的操作将所需的数据写入接收芯片，这一操作即是“接收电路的学习”。,（4）滚动码的保密性,第一，编码芯片发送密码后，下一次发射前同步计数值自动加1，由于使用了KEELOQ算法，同步计数值差1时所生成的32位密码有50%被作了更改。所产生的新密码与旧密码有很大的差异。同步计数值是一个16位数，共有216=65536个不同的组态，这表明连续发射65536次也不会出现相同的密码。按每天使用10次计算，18年后才会出现与18年前相同的密码。由于这一特征，即使“盗窃者”从空中截获了密码也无济于事，因为18年内每个密码都只使用一次。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,第三，编码芯片的序列号和密鈅是由芯片生产厂在生产过程中烧录的，为了提高安全性，芯片允许用户（指汽车无线遥控开门装置的生产厂）自行烧录自己选择的序列号和密鈅，这一过程称为编程。,（4）滚动码的保密性,第二，密码的保密性包含两方面内容，一是如何防止空中截获密码。滚动码编解码芯片是65536个密码滚动使用的，因此即使被截获，也无济于事。二是如何防止密码被破解。如果密码只有8位，使用专用的解码器只要尝试28=256次就可以破解密码，假设每尝试一次所需的时间是10ms，则只要花费2.56秒的时间即可破解。现在滚动码的加密数据共32位，其总的组数是232，大约等于40亿。“盗窃者”通过解码器用各种密码去试探，需要10000多小时，成功可能性几乎为零。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,（4）滚动码的保密性,第四，由上面的讨论可知，编码芯片中保存的密鈅和序列号对于保密来说是至关重要的，如获取了这些数据，就可以“自制解码器”进行盗窃，为此，编码芯片中E2PROM中的数据被设计为是不可读的。编程以后，可以对写入的数据进行校验，但只能在紧接着编程之后校验一次。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,2、编码器学习电路,接收器对编码器进行学习的电路如图所示。,5.5.2 滚动码发生原理和接收器学习步骤,2、编码器学习电路,编码器学习过程：,(1)按下接收电路中的学习按键K0，观察VD2。,(2)按住K0键不放，按下发射电路K1K4键中的任意一个键，观察VD2。,(3)按住K0键不放，按下发射电路K1K4键中的任意一个键后，VD2快速闪亮，频率大于5次/秒，表示学习失败。,5.5.3 滚动码芯片组成的遥控电路识读,滚动码芯片可以应用于无线遥控的各种场合，由于价格明显高于固定型及学习型编解码芯片，因此在一些安全性要求不高的场合，例如玩具、门铃和一般的防盗报警等无线遥控装置中仍大量使用固定型编解码芯片和学习型编解码芯片。目前滚动码编解码芯片应用最为广泛的是汽车车门控制和车库、卷帘门门禁等。根据所使用的解码技术的不同，滚动码无线遥控装置可以分为两类，一类由配对的解码芯片（例如NT2175等）进行解码，另一类由单片机完成解码。,5.5.3 滚动码芯片组成的遥控电路识读,1、滚动码编解码芯片组成的遥控装置,以图5.30为发射电路，图5.31为接收电路，即属于滚动码编解码芯片组成的遥控装置。,K1K4为控制指令输入键，经无线加密传输，由接收电路中NT2175的811脚输出。利用NT2175输出信号控制门锁电机、电磁铁就可以实现车门的遥控。,5.5.3 滚动码芯片组成的遥控电路识读,2、用单片机解码的滚动码遥控装置,典型的由单片机组成的滚动码遥控装置的接收电路如图。,5.5.3 滚动码芯片组成的遥控电路识读,2、用单片机解码的滚动码遥控装置,典型的由单片机组成的滚动码遥控装置的接收电路如图。,第5章到此结束谢谢！,