用单片机模拟2272软件解码

在无线遥控领域，PT2262/2272是目前最常用的芯片之一，但由于芯片要求配对使用，在很大程度上影响了该芯片的使用，笔者从PT2262波形特征入手，结合应用实际，提出软件解码的方法和具体措施。
一、概述
　　PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出。
　　PT2262/2272必须用相同地址码配对使用，当需要增加一个通讯机时，用户不得不求助于技术人员或厂家来设置相同地址码，客户自己设置相对比较麻烦，尤其对不懂电子的人来说。随着人们对操作的要求越来越高，PT2262/2272的这种配对使用严重制约着使用的方便性，人们不断地要求使用一种无须请教专业人士，无须使用特殊工具，任何人都可以操作的方便的手段来弥补PT2262/2272的缺陷，这就是PT2262软件解码。
二、解码原理

上面是PT2262的一段波形，可以看到一组一组的字码，每组字码之间有同步码隔开，所以我们如果用单片机软件解码时，程序只要判断出同步码，然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。
　　2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码时才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。
下面我们来仔细看一下PT2262的波形特征：
　　振荡频率 f=2*1000*16/Rosc(kΩ) kHz 其中Rosc为振荡电阻 这里我们选用的是一种比较常用的频率f≈10 kHz, Rosc=3.3MΩ(以下同)。下图是振荡频率与码位波形的对应关系：同步码头波形：
PT2262有三种编码：0，1，和悬空(表示为f)。

1、 数据“0”发送的码位如：
2、 数据“1”发送的码位如：
3、 数据“f”发送的码位如：

　　有了以上具体的波形，我们就可以进行软件解码了。T2262每次至少发送4次编码，首先我们可以通过检测11ms宽度的同步码头，有码头才开始进行编码解码，无码头则继续等待。当收到码头时，还要检测是否已经收到过码头，若无，则丢弃第一次编码的信号，以防止误码。
　　从编码图中可以看出，每一位码字都是从低电平开始到高电平，到低电平，再到高电平。为了检测方便，在接收端我们把编码信号进行了180°倒相，使码位开始的上升沿转化为下降沿，这样当我们使用MCS51系列单片机解码时可使用中断方式及时截获编码。从编码图中还可以看出，每一位码字都可以分成两段，我们以每段中的电平宽度来描述码位：
码位 第一段 第二段 数值表示 反码表示
0 窄 窄 00 11
1 宽 宽 11 00
f 窄 宽 01 10
无效码 宽 窄 10 01
软件解码方法1(反码)：
从第一个下降沿开始延时700us左右，检测电平高低，记为A1，再检测第二个下降沿，延时700us左右，检测电平高低，记为A2，这样一个码位就可以译出来了，连续检测12个码位。
软件解码方法2(反码)：
从第一个下降沿开始记时，并不断检测电平变化，一有电平变化，立即记录电平宽度B1，再继续记时直至出现第二个下降沿，记录两个下降沿的间隔B2，重复以上步骤，得到B3，B4，判断B1，B2，B3，B4是否在各自允许的误差范围内，是则保存B1，B3，译出一个码位，否则认为误码，丢弃。连续正确检测12个码位。
两种解码方式各有优缺点如下：
解码方式 优点 缺点
1 程序简单，CPU开销少 解码精度差
2 程序复杂，CPU开销大 解码精度较高
为了获得较高的解码精度，我们推荐使用方法2，以避免大量的干扰信号的误解码。
三、参考解码软件
;软件解码程序(仿真PT2272) ;
;晶体频率为11.0592Mhz ;
;本程序中的时间定位关系只适用于接3.3M振荡电阻的PT2262解码 ;
;使用其它阻值电阻时，应将定位时间按电阻比例缩放
;下面的程序中
;REM 为信号输入端 ;
;RECEIVE 检测到有效信号标志位 ;
;ENABLE_DETE 连续按键标志 ;
;3AH,3BH用作定时器 ; ;
;PT2262共12根地址线 ;
;31H,32H:接收的前8 位地址编码 ;
;33H,30H:接收的后4 位地址编码(若最后4位用作数据端，则只须读第33H单元的内容即可) ;
;当用作数据端时，PT2262对应脚悬空被认为是低电平。
;地址数据说明 ;
;以31H.0 和32H.0 为例 ;
; 悬空 : 31H.0=0 32H.0=1 ;
; 1 : 31H.0=1 32H.0=1 ;
; 0 : 31H.0=0 32H.0=0 ;
; 出错 : 31H.0=1 32H.0=0 ; ; ;
; 说明：为了能可靠检测到有效信号，建议每次接收至少检测3次，然后比较3次检测值
;3次值相同才认为收到了正确信号。可在主程序中如下处理：第1次检测时调用REMOTE
;第2、3次检测时调用REMOTES，请注意必需连续调用，否则得不到正确的数据 ; ;
;注意：将T1设定为16位定时器，允许中断，否则将导致接收数据错误
REMOTE: CLR RECEIVE ; ;检测50ms 内有没有编码接收 ;
MOV 3AH,#55 ;
REMOTEA: MOV 3BH,#250 ;
REMOTEB: JB REM,REMOTE0 ;有码发送则跳转
DJNZ 3BH,REMOTEB ;
DJNZ 3AH,REMOTEA ;
REMOTE_END_1: CLR ENABLE_DETE ;
REMOTE_END: CLR REMOTING ;清除探头检测标志
RET ;
REMOTE0: JB ENABLE_DETE,REMOTE_END_1;按键没有放开则返回
REMOTES: MOV 34H,#12 ;接收12位编码 ;解码 ; ;先找出接收码的开头即10ms左右的高电平 ;
MOV TH1,#00H ; ;设置高电平时间为8~12ms ; ;检测和等待8ms 的 低电平,70ms门限 ;
CLR T_OVER ;
MOV TL1,#00H ;
SETB TR1 ;
REMOTE1: MOV 3AH,#50 ;
REMOTE2: MOV 3BH,#25 ;
REMOTE3: JB REM,REMOTE1 ;
JB T_OVER,REMOTE_END ;
DJNZ 3BH,REMOTE3 ;
DJNZ 3AH,REMOTE2 ; ; ;等待在4ms 内接收到的高电平 ;
CLR T_OVER ;
MOV TH1,#0F1H ;
MOV TL1,#0F0H ;
SETB TR1 ;
REMOTE_4: JB T_OVER,REMOTE_5 ;
JNB REM,REMOTE_4 ;
CLR TR1 ;
AJMP REMOTE6 ; ;超出12ms 接收错误返回 ;
REMOTE_5: AJMP REMOTE_END ;
REMOTE6: MOV 3AH,#00 ; 等待550us 后采集接收信号 ;
DJNZ 3AH,$ ; ;采集接收信号并记录 ;
MOV C,REM ;
MOV A,33H ;
RLC A ;
MOV 33H,A ;
MOV A,31H ;
RLC A ;
MOV 31H,A ; ;等待第二个上升沿,限时1.5ms ;
CLR T_OVER ;
MOV TH1,#0FAH ;
MOV TL1,#099H ;
SETB TR1 ;
RM1: JB T_OVER,REMOTE_END ;
JB REM,RM1 ;
CLR TR1 ; ;
CLR T_OVER ;
MOV TH1,#0FAH ;
MOV TL1,#099H ;
SETB TR1 ;
RM2: JB T_OVER,REMOTE_END ;
JNB REM,RM2 ;
CLR TR1 ; ;等待550us 后采集接收信号 ;
MOV 3AH,#00 ;
DJNZ 3AH,$ ;
MOV C,REM ;
MOV A,30H ;
RLC A ;
MOV 30H,A ;
MOV A,32H ;
RLC A ;
MOV 32H,A ; ;等待第二个码值的上升沿 ;
CLR T_OVER ;
MOV TH1,#0FAH ;
MOV TL1,#099H ;
SETB TR1 ;
RM3: JB T_OVER,RM5 ;
JB REM,RM3 ;
CLR TR1 ; ;
CLR T_OVER ;
MOV TH1,#0FAH ;
MOV TL1,#099H ;
SETB TR1 ;
RM4: JB T_OVER,RM5 ;
JNB REM,RM4 ;
CLR TR1 ;
DJNZ 34H,REMOTE6 ; ;把接收的编码左移4 位将8 位密码放在同一字节上
MOV 34H,#4 ;
AJMP REMOTE7 ;
RM5: AJMP REMOTE_END ;
REMOTE7: CLR C ;
MOV A,33H ;
RLC A ;
MOV 33H,A ;
MOV A,31H ;
RLC A ;
MOV 31H,A ;
CLR C ;
MOV A,30H ;
RLC A ;
MOV 30H,A ;
MOV A,32H ;
RLC A ;
MOV 32H,A ;
DJNZ 34H,REMOTE7 ; ;把4 位数据编码由高4 位移到低4 位上 ;
MOV A,33H ;
SWAP A ;
MOV 33H,A ;
MOV A,30H ;
SWAP A ;
MOV 30H,A ;
SETB ENABLE_DETE ;
SETB RECEIVE ; ;
AJMP REMOTE_END_1 ;
END;
四、硬件抗干扰
　　在无线通讯中使用单片机会对通讯系统造成严重的干扰，相信许多技术人员一定有过同样的苦恼。如果硬件设计不当，会造成原先硬件解码时通讯距离为200米，而用软件解码后可能只有十几米，因此解决硬件抗干扰问题在很大程度上可减少软件解码的误码率。
　　1、收发模块：早期常用的频率为47MHz，在这种频率下，很难有好的解决方法；建议采用目前国家允许无线遥控使用的频率315 MHz。
　　2、单片机振荡频率：大量的MCS51教材中推荐大家使用的是12 MHz及11.0592MHz的晶体，这些晶体在一般场合使用没有问题，但在此却不可以，它们在300MHz左右仍然能够产生较大的干扰，为解决单片机运行速度与电磁干扰的矛盾，建议采用频率为4MHz或3.58MHz的晶体。
　　3、隔离：为了有效抑制单片机对接收模块的电磁干扰，建议采用①电源隔离；②端口隔离；端口隔离可采用三极管或比较器。实践表明采用隔离的效果非常明显。
五、结束语
　　PT2262的软件解码在实际应用中有较好的用武之地。采用软件解码的系统，厂家再也无须对收发设备进行配套，以利于生产于保管；对客户来说，使用软件解码无须求助，厂家只须再软件中加入自动学习功能，用户可自行使用该功能，只须轻按学习键即可学习新的通讯设备，如遥控器等。目前，该软件解码已经在某无线报警设备中采用，客户反映使用简便，效果良好。