一种一对多双向通信编解码电路的设计
发布时间：2010-8-17 13:20
发布者：lavida
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PT2262/PT2272 是一种CMOS 工艺的低功耗低价位通用编解码电路，因具有抗干扰能力 强，功耗低，外部元器件少，工作电压范围宽等特点，被广泛应用于车辆防盗系统、家庭防 盗系统、玩具及其他电器遥控。 由于PT2262/PT2272 要求配对使用，即只有一对编解码芯片地址设置完全相同时，才 能进行信息的接收实现遥控。因此通常用在一对一单向控制场合。难以实现一点对多点的控 制及双向信息传递。即使是采用软件解码也多是实现单向控制。此处设计一种基于通用芯 片PT2262/PT2272 的一对多双向信息传输的多功能控制系统。 1.系统结构 系统由一个控制中心和多个终端组成，每个终端设有一对地址相同的编解码器。不同 终端以不同地址相区分。每个终端均可接受由控制中心发来的指令，也可将终端状态上传给 控制中心。系统结构如图1 所示。控制中心可根据需要设置相应控制键盘、显示输出或控 制中心计算机。各终端与控制中心之间的连接媒介可根据具体情况选用，如无线遥控或通过 电话线、有线电视电缆、电力线等。只是不同介质对应选择不同的调制载波而已。  每个终端的编解码芯片由手动设置一组相同的地址。经PT2262 编码的上传信息调制后 发给控制中心，其中的地址信息供中心区分终端属性；由控制中心发来的带有地址信息的控 制信号经解调后送给PT2272 解码，PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，只有与所设地址相同的信息，才能够解码输出实现相应控制功能。 2．PT2262/2272 芯片的数据结构 PT2262 编码器能将数据和地址编译成代码的波形，最多可有12 位三态地址端管脚(悬 空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441 个地址码,PT2262 最多可有6 位数据端管 脚,设定的地址码和数据码从17 脚串行输出。PT2272 是与PT2262 配对的解码器，也具有12 位三状态地址。 编码芯片PT2262 的编码数据以字码为单位向外发送，每个字码由12 位地址(或数据) 码及同步信号SYNC 组成。同样，解码芯片PT2272 也以字码为单位接收，并以同步信号为接 收起始标志。  图2 为PT2262/2272 芯片的位码结构。可见，发送或接收一位地址（或数据）码需32 个基本时钟周期a，由在此期间信号电平的不同配置区分出不同码字。若以4 个基本时钟周 期（4a）为单位。则位码“0”的代码为“10001000”，位码“1”的代码为“11101110”， 位码“F”的代码为“10001110”。 图中SYNC 为同步位信号， 一个同步位信号占用128 个基本时钟周期，相当于四个地 址码的宽度。 同步位信号既是一个字码的起始标志，又是相邻字码的分界线。 3. 控制中心编解码模块采用EDA 方式设计，电路结构框图如图3 所示。该模块集编码、解码于一体，自动设置对应于PT2672/PT2272 的8 位地址A0-A7 的三种状态，进行控 制中心编解码的自动地址编码。  上行输入信号来自控制中心解调器(是各终端PT2262 产生的调制信号)，该信号由时钟 信号逐位读入，由同步码检测电路进行同步码检测，若检测到同步码，则后续信号输入到解 码电路进行解码（对应于编码规则），解码信号由接收电路做检验接收，电路对解码信号做 定长存储，若连续两次收到同样的解码结果，则认为确有上行信息（如对查询信息的应答）， 于是将这组解码信号并行送出到A 节点。A 点信号分两路送出，一方面由上行数据输出电路 将其输出，做相应显示或由串口送到控制计算机，另一方面，送下行编码输出电路，给终端 反馈确认信息。 下行输入信号由控制中心产生，该信号由时钟信号读入，由同步码检测电路进行同步码 检测，若检测到同步码，则后续信号输入到数据接收电路，在此将串行信号变为并行信号， 再送给下行编码输出电路。该电路对A 点来的信号优先接收，将收到的信号编码，以串行方 式送出。下行输出信号经调制器调制后发送给各终端。图4 为下行数据传输仿真结果。  4. 通信方式 控制中心的信息传输采用标志位（同步码）起始，定长收发的方式。 控制中心与各终端之间的通信同步码是PT2262 发射的编码信号中的“PTSN”。 控制中 心在检测到该码后启动此后的解码、接收等电路工作；同样，控制中心向终端发出的下行信 号也以相同的同步码开头。 终端传来的有效数据有12 位，8 位三态地址和4 位二值数据。译码后每位地址码至少 要用两位二进制数表示，为方便处理，此处每位数据也用两位二进制数表示。这样，12 位 有效数据译码后就成了一组24 位的二值代码，与同步码组合为32 位的定长码形式。 如前所 述，每位地址或数据的译码结果为“01”“10”或“11”，正常工作下，连“0”个数最多两 位，保证了同步码不会与数据码重复。控制中心在检测到该码后启动此后的上行数据接收、 解码等工作。 终端发出信息的方式为重复发送，得到控制中心确认后停止。图5 为上行数据反馈确 认仿真结果。  ５. 冲突解决机制 为解决各终端上传信号的冲突问题，各个终端采用分时复用的方式在同一信道上进行 信息传输。具体做法是，由控制中心轮流按地址编码向各用户以广播方式发出指令，每条指 令只有对应地址码的用户作出反应：向控制中心发出信息如该终端运行状态。中心每发一条 指令，等待一个特定时间以接收相应的上传信息，若此间收不到信息，则认为该终端有故障， 在一轮指令发完后再次对故障终端查询，确认其状态、作出反应。 6. 结语 上述方案克服了通用编解码芯片PT2262/2272 一对一匹配使用的限制，实现了一对多 的双向通信。可以应用于一点对多点的智能控制，如智能家电控制、医疗机构监控等。该设 计已在社区监警系统中得到应用，效果良好。 |
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