無線遙控小車研設(shè)計(jì)方案與制作

1、遙控小車的設(shè)計(jì)與制作學(xué) 院：濰坊科技學(xué)院 系 部：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)：09 級(jí)一班姓 名：馬海龍學(xué) 號(hào)： 200902410038 指導(dǎo)教師：張建明完成日期： 2012-02-18摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)科學(xué)技術(shù)的要求越來越高，在我們的身邊隨處都可見一些高科技的產(chǎn)物，這是是時(shí)代的產(chǎn)物。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)，根據(jù)單片機(jī)的原理來控制實(shí)驗(yàn)小車的啟步與停止以及根 據(jù)人得操作做出相應(yīng)的動(dòng)作。 信息社會(huì)的支柱之一是通信技術(shù)，它是信息社會(huì)化的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)信息社會(huì)化的手段。而近年來，信 息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快，應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。我們此 次借遙控小車為載體， 為大家展示下無線

2、通信技術(shù)的基本原理。本設(shè)計(jì)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)，但它涉及到了通信技術(shù)的各個(gè)方 面：編碼解碼、調(diào)制解調(diào)、高頻放大、無線傳輸、混頻功放等。在 一定程度上體現(xiàn)了無線通信原理。目錄1. 摘要:12. 目錄:23. 設(shè)計(jì)任務(wù):34. 方案比較與選擇：45. 調(diào)制發(fā)射模塊：56. 接收解調(diào)模塊：57. 解碼驅(qū)動(dòng)模塊：68. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案選擇：89. 顯示模塊：910. 小車功能及實(shí)現(xiàn)： 911. 小車流程框圖：1011. 最小系統(tǒng)圖:1112. 參考文獻(xiàn):111. 設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)無線遙控小車，當(dāng)人在遠(yuǎn)處向它發(fā)出指令時(shí)，其能夠?qū)崿F(xiàn)基本的 前進(jìn)、后退、左拐、右拐等動(dòng)作。1.1要求：設(shè)計(jì)并制作無

3、線電遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。1 無線電遙控發(fā)射機(jī)控制鍵電池2.無線電遙控接收機(jī)被控設(shè)備外供直證穩(wěn)壓電源.1.2 要求1. 基本要求(1) 接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)不小于10m(2) 調(diào)制方式：AM FM或FSK任選一種。(3) 輸出功率：不大于20mV(在標(biāo)準(zhǔn)75Q假負(fù)載上)。(4) 遙控對(duì)象：小車，被控設(shè)備用簡(jiǎn)易小車代替，小車的前進(jìn)、后退、左拐、右拐分 別表示不同信號(hào)工作。2. 發(fā)揮部分(1) 小車左拐、右拐及后退時(shí)有LED燈指示、并用數(shù)碼管顯示當(dāng)前信息。(2) 在一定發(fā)射功率下(不大于20mVV，盡量增大接收距離。(3) 增加信道抗干擾措施。(4) 盡量降低電源功耗。2. 方案比較與選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)

4、要求，并且根據(jù)我們自己的需要而附加的功能，該電路的總體框圖可分為幾個(gè)基本的模塊，框圖如（圖 3）所示：接收解調(diào)模塊控制編碼模塊調(diào)制發(fā)射模塊解碼驅(qū)動(dòng)模塊顯示模塊（圖3）2.1控制編碼模塊:經(jīng)四處尋求，我們最終確定用 PT2262/2272作為我們系統(tǒng)的編碼、解碼芯片下面是PT2262的功能介紹及實(shí)現(xiàn)。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字， 解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā) 射。PT2262特點(diǎn)：CMOS：藝制造，低功耗，外部元器件

5、少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍 寬：2.615v，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼最多可達(dá)531441種?？刂凭幋a原理圖接線如上圖所示，按下相應(yīng)的開關(guān)就可以發(fā)射相應(yīng)的路數(shù)的控制信號(hào)。22調(diào)制發(fā)射模塊：界當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，其17腳為低電平，所以315MHZ勺高頻發(fā)射電路不工作， 當(dāng)有按鍵按下時(shí)，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHZ的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于 PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻 電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。數(shù)據(jù)發(fā)射模

6、塊的工作頻率：315MHZ，頻率穩(wěn)定度：土 75KHZ，發(fā)射功率： 500MW, 靜態(tài)電流：w 0.1UA，發(fā)射電流：350MA 7,工作電壓：DC 312VDF采用聲表諧振 器SAW急頻，頻率穩(wěn)定度極高，特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。調(diào)制發(fā)射模塊增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q2,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信 號(hào)值的大小。2.3接收解調(diào)模塊：方案：超再生接收機(jī)這是超再生接收機(jī)等效電路圖1天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4波長(zhǎng)天線的選頻作用，控制距離較近時(shí)可以剪短甚至去掉外接天線2、接收電路自身輻射極小，、可

7、以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號(hào)的侵入。2.4解碼驅(qū)動(dòng)模塊:采用和PT2262配套的PT2272解碼,D0、D1、D2 D3是解碼芯片PT2272集成電路的四位數(shù)據(jù)輸出端，有信號(hào)時(shí)能輸出 5V左右的高電平，驅(qū)動(dòng)電流約2mA與發(fā)射器上的四為個(gè)按鍵相對(duì)應(yīng)。PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生 變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì) 應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。我們采用 PT2272M4芯片以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的實(shí)時(shí)控制。我們用的是凌陽小車

8、，小車采用雙電機(jī)控制的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)電機(jī)控制小車的兩個(gè)左輪， 另一個(gè)控制小車的兩個(gè)右輪。對(duì)于小車的驅(qū)動(dòng)模塊，有兩種方案： 直接將PT2272M4勺四位數(shù)據(jù)輸出端接至兩個(gè)電機(jī)的四個(gè)端，按相應(yīng)的鍵來控制小 車的運(yùn)動(dòng)； 利用凌陽單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)。經(jīng)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)采用方案必須同時(shí)按相應(yīng)的兩個(gè)鍵才可實(shí)現(xiàn)小車的運(yùn)動(dòng)（如同時(shí)按下控制左輪前進(jìn)和控制右輪前進(jìn)兩個(gè)鍵，才能實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)），不方便，而且易出現(xiàn)同時(shí) 按下控制左（右）輪前進(jìn)和控制左（右）輪后退的鍵，導(dǎo)致控制小車電機(jī)的H橋的四個(gè)三級(jí)管都導(dǎo)通，可能導(dǎo)致燒毀 H橋；而且采用方案不易實(shí)現(xiàn)小車的指示電路。我們采用凌陽單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)最后小車的轉(zhuǎn)向、顯示等工作。因采用單

9、片機(jī)可彌補(bǔ)方 案中的不足。下圖為SPCE061A最小系統(tǒng)原理圖：畑壯ILJH34K)H<DAC2VRO5VS&.UH2CJPVLLCOUT SUCN PFtjSE-H-A 樂虬HeV =三二一 I 弩 MM2»<_ =±±A±±> 二<-二一 AS二 A-=3L3七嚴(yán) < <ft?林i-k11Qa.=i=<3 =AT” ji31 j3?贏55蟲Mi爍】, IOA9i OUS imii JtMli lOMB mid-r：X.=-：yi!=!=Ml'” 一電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案選擇：案;1 :使用功率

10、三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原 理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對(duì)于小車的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不利。萬案2:采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對(duì)小車的速度進(jìn)行調(diào)整.此 方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢，易損壞，壽命較短，可靠性不 高。3:采用由雙極性管組成的H橋電路。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開 關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高； H橋電路保證了可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制； 電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很

11、高， 是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。綜合3種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定選擇方案 3,其電路原理圖如（圖6）所示：Ut巧珀血UD XX就 jCLAj 31*30冷30113gverT:jtvocT（圖6）2.5顯示模塊:T.cc丄亠嚴(yán)顯示電路如上圖所示，小車的前、左、右、后動(dòng)作分別有前、左、右、后LED指示燈指示，和數(shù)碼管的1、2、3、4指示。3、小車功能及實(shí)現(xiàn)：通過前、后、左、右鍵的控制，可實(shí)現(xiàn)小車的前后左右運(yùn)動(dòng)，并伴有LED指示燈指示和數(shù)碼管指示。4、小車流程框圖:PT2262編碼調(diào)制發(fā)射接收解調(diào)PT2272解碼SPCE061ALED燈控制小 車 控 制后5 最小系統(tǒng)圖:該系統(tǒng)主要圖如（圖10）所示:H *¥- WI-TnoT=i屈n v - Bft - rr ar. niTTTt!djj 丄nu f 二:三尋 _l F 屮F