畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）直流電機(jī)的遙控設(shè)計(jì)（無線遙控電機(jī)論文）

1、綿陽師范學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)） 題 目 直流電機(jī)的遙控設(shè)計(jì) 專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 院 系 物理與電子工程學(xué)院 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 答 辯 時(shí) 間 二一年五月 論文工作時(shí)間： 2009 年 12 月 至 2010 年 5 月 論文題目來源：論文題目來源： 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 編號(hào)：編號(hào)： 四川省自然科學(xué)研究項(xiàng)目四川省自然科學(xué)研究項(xiàng)目 編號(hào)：編號(hào)： 校級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目校級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目 編號(hào)：編號(hào)： 直流電機(jī)的遙控設(shè)計(jì)直流電機(jī)的遙控設(shè)計(jì) 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 摘 要：無線遙控也越來越普及，如空調(diào)、電視的遙控等，將來遙控設(shè)計(jì)必定 會(huì)有很大的發(fā)展空間。本

2、設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無線控制，以紅外線 傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)一定距離的遙控功能。系統(tǒng)由硬件和軟件部分構(gòu)成，硬件設(shè)計(jì)部 分：無線遙控模塊與單片機(jī)連接部分電路制作，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)制作。 其中遙控系統(tǒng)由發(fā)射、接收模塊組成，通過用接口電路處理接收的遙控信息， 整個(gè)設(shè)計(jì)采用 atmel89c51 單片機(jī)為核心，l298n 作為驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)； 軟件設(shè)計(jì)采用 c51 語言編程，利用主控程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、 停止四種運(yùn)行狀態(tài)的控制，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證遙控距離可達(dá) 5m 以上。 關(guān)鍵詞：遙控;直流電機(jī);單片機(jī);驅(qū)動(dòng)器 design of dc motor remote control u

3、ndergraduate: caohuali supervisor: guoxin abstract：with the increasingly use of dc motors, the technology of wireless remote control has also become popular, such as remote control for air conditioning, tv set etc. in the future，wireless remote control would play an important role in the fields of i

4、ntelligent control. in the design, an infrared transmission technology has been applied to control a dc motor. the system consists of hardware and software design. hardware circuits include a wireless remote control module, scm system and the dc motor driver module. the remote control system consist

5、s of transmitter and receiver modules, by using the remote control interface circuits to receive information. being its core, the c51 controls the performance of system. and l298n has been designed a driver chip to drive dc motors. the main control program, c language, controls four operational stat

6、es of the motor including forward , reverse, start and stop. it has been proved that the distance of control would exceed 5 meters in experiment. keywords：remote control ;dc motor; scm;driver ic 目錄目錄 緒論.1 1 設(shè)計(jì)方案.2 1.1 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì).2 1.2 無線遙控的設(shè)計(jì)方案 .2 1.3 驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 .3 2 硬件部分.3 21 直流電機(jī) .3 2.1.1 直流電機(jī)的定義 .3 2.1.

7、2 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) .3 2.1.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 .4 2.2 89c51 單片機(jī).5 2.2.1 89c51 單片機(jī)引腳功能 .5 2.3 驅(qū)動(dòng)芯片 l298n .7 2.3.1 l298n 功能 .7 2.3.2 l298n 的邏輯控制原理 .8 2.4 無線遙控設(shè)計(jì) .8 2.4.1 pt2262/pt2272 編碼解碼芯片原理簡(jiǎn)介 .8 2.4.2 pt2262/pt2272 的引腳說明 .9 2.4.3 無線遙控器件 .10 2.5 直流電機(jī)無線遙控的硬件部分 .10 2.5.1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 .10 3 主控系統(tǒng)軟件編程.11 3.1 整個(gè)設(shè)計(jì)的流程圖 .11 3.2

8、 程序設(shè)計(jì)過程 .12 結(jié)論.13 參考文獻(xiàn).14 致 謝.15 附錄一.16 附錄二.17 緒論 隨著無線遙控技術(shù)的發(fā)展，特別是采用了先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)之后，工業(yè) 無線遙控系統(tǒng)的運(yùn)用范圍更為廣泛，安全性能也得到日益完善。無論在農(nóng)業(yè)、 林業(yè)、建筑業(yè)、載重運(yùn)輸行業(yè)或者工業(yè)領(lǐng)域，無線遙控技術(shù)的運(yùn)用在滿足各項(xiàng) 工作、各類要求時(shí)，能夠更加靈活、安全并且經(jīng)濟(jì)有效的完成。從紅外線向高 頻電磁波射頻信號(hào)發(fā)展，遙控器用時(shí)就可以不用再考慮電器的位置和遙控器的 指向等問題了。由于直流電動(dòng)機(jī)在快速性、可控性、可靠性、體積小、重量輕、 節(jié)能、效率高、耐受環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，故在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì) 各個(gè)領(lǐng)域，如

9、玩具，醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、化工、輕紡以及家用電器等 方面的應(yīng)用日益普及，以往數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)均采用直流電動(dòng)機(jī)。雖然當(dāng)前交流電 動(dòng)機(jī)有逐漸取代直流電動(dòng)機(jī)之勢(shì)，但直流電動(dòng)機(jī)仍被采用，并且已用于數(shù)控機(jī) 床上的大量直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還需要維護(hù)，因此了解直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)仍是很有必 要的。本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)，用單片機(jī)進(jìn)行對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制是可編程的。當(dāng)需 要進(jìn)行復(fù)雜而精細(xì)的信息處理時(shí)，僅僅采用硬件所構(gòu)成的系統(tǒng)往往相當(dāng)復(fù)雜， 而采用單片機(jī)控制卻十分簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)結(jié)合無線遙控，通過設(shè)計(jì)單片機(jī)對(duì)直流 電機(jī)的控制來增強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和直流電機(jī)的掌握學(xué)習(xí)。 1 設(shè)計(jì)方案 1.1 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)如圖 1-1: 無 線 接

10、 收 單 片 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 電 機(jī) 無 線 發(fā) 射 圖 1-1 系統(tǒng)框圖 1.2 無線遙控的設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)選用的無線遙控器經(jīng)驗(yàn)證后是高電平有效，而單片機(jī)只識(shí)別低電平 所以設(shè)計(jì)中選用了 74lso4 六位反向器，經(jīng)過反向器后設(shè)計(jì)最終按下按鈕 abcd 對(duì)應(yīng)的信號(hào)如表 1-1: 表 1-1 單片機(jī)接收到對(duì)應(yīng)的無線按鈕的有效值 表 1-2 編碼發(fā)射與接收芯片匹配 編碼發(fā)射芯片 編碼接收芯片 pt2262 pt2260 sc2260 sc2260 cs5211 pt2272/sc2272/cs5212 1.2m 無 3.3m 1.1m 1.3m 200k 1.5m 無 4.3m 1.4m 1.

11、6m 270k 2.2m 無 6.2m 2m 2.4m 390k 3.3m 無 9.1m 3m 3.6m 680k 4.7m 1.2m 12m 4.3m 5.1m 820k 根據(jù)表 1-2 所示，2272 根據(jù)其后綴的不同 其數(shù)據(jù)輸出類型可分為鎖存型 和瞬太型.鎖存型的 2272-lx 在接受到有效編碼后將數(shù)據(jù)輸出,并將數(shù)據(jù)一直保 存到下一次接收到的有效編碼.而瞬態(tài)型的 2272-mx 在接收到有效編碼后,只是 無線按扭 單片機(jī)接收有效值 a 0xfe b 0xfd c 0xfb d 0xf7 將數(shù)據(jù)瞬間輸出，接收結(jié)束后，并不保留。由于設(shè)計(jì)用 315mhz 的高頻發(fā)射電路， 當(dāng)有按鍵按下時(shí)，p

12、t2262 得電工作，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)射電路完全收控于 pt2262，解碼 pt2272 的第 18 腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空。 接正電源。接地三種狀態(tài)，3 的 8 次方為 6561,所以地址編碼不重復(fù)度為 6561 組，只有發(fā)射端 pt2262 和接收端 pt2272 的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用。 1.3 驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 由于直流電機(jī)需要驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)中需要實(shí)現(xiàn)的是電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，考慮芯片 uln280

13、3 不能實(shí)現(xiàn)的反轉(zhuǎn)功能，uln2803 是達(dá)林頓管輸出器件，在電路中能起到 大電流輸出和高壓輸出作用，主要是應(yīng)用到異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)中，再加上單片機(jī) 本身產(chǎn)生的 pwm 波帶載能力很低，驅(qū)動(dòng)能力不足，不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),最終決定 選用驅(qū)動(dòng)芯片 l298n。 2 硬件部分 21 直流電機(jī)261012 2.1.1 直流電機(jī)的定義 定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為直流電機(jī)，它是能實(shí)現(xiàn)直流 電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn) 換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 2.1.2 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2 由直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到，直流電

14、機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定 子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主 要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。 運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直 流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞 繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。 1. 定子 （1）主磁極 主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組 成。鐵心一般用 0.5mm1.5mm 厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極 靴兩部分，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴，極靴 寬于極身，既可以調(diào)整氣隙中磁場(chǎng)的

15、分布，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用 絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上 （2）換向極 換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的 換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成， 如所示。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目 與主磁極相等。 （3）機(jī)座 電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座。機(jī)座的作用有兩個(gè)：一是用來固定主磁極、換 主磁極的結(jié)構(gòu)向極和端蓋，并起整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用；二是機(jī)座本身也 是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間磁的通路，磁通通過的部分稱為磁軛。為 保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能

16、，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接 而成。 （4）電刷裝置 電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的，如下圖所示。電刷裝 置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電 刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷 桿座上，相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào) 整，調(diào)好以后加以固定。 2. 轉(zhuǎn)子(電樞) （1）電樞鐵心 電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采 用由 0.5mm 厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成(沖片的形狀如下圖所示)，以 降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在

17、轉(zhuǎn) 軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。 （2）電樞繞組 電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換 的關(guān)鍵部件，所以叫電樞。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規(guī)律連接而成， 線圈采用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成，不同線圈的線圈邊分上下兩層 嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。 為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定，線圈伸出槽外的端接部分 用熱固性無緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。 （3）換向器 在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中 的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器

18、配以電刷， 能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。 換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。 （4）轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加 工而成。 2.1.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 26 給兩個(gè)電刷加上直流電源，如圖 2-1（a）所示，則有直流電流從電刷 a 流 入，經(jīng)過線圈 abcd，從電刷 b 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體 ab 和 cd 受到 電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個(gè)轉(zhuǎn)矩， 使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如圖 2-1（b）所示的位置，電刷 a 和換向 片 2 接

19、觸，電刷 b 和換向片 1 接觸，直流電流從電刷 a 流入，在線圈中的流動(dòng) 方向是 dcba，從電刷 b 流出， 此時(shí)載流導(dǎo)體 ab 和 cd 受到電磁力的作用方向 同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直 流電機(jī)的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線 圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的15。線圈上就受到 了電磁力的作用而按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁極的中性面上時(shí)，線圈 中的電流等于零，電磁力等于零，但是由于慣性的作用，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。主要 就是應(yīng)用了“通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用 ”的原理。勵(lì)磁線圈兩個(gè)端線同有 相反方向的

20、電流，使整個(gè)線圈產(chǎn)生繞軸的扭力，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，在實(shí)際 的直流電動(dòng)機(jī)中，也不只有一個(gè)線圈，而是有許多個(gè)線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯 槽中，當(dāng)導(dǎo)體中通過電流、在磁場(chǎng)中因受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，就帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這 就是直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。 圖 2-1 直流電動(dòng)機(jī) 2.2 89c51 單片機(jī)589111314 2.2.1 89c51 單片機(jī)引腳功能59 vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0 口：p0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 i/o 口，每腳可吸收 8ttl 門電流。 當(dāng) p1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。p0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 f

21、iash 編程時(shí)，p0 口作為原 碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0 輸出原碼，此時(shí) p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能 接收輸出 4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p 1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p1 口作為第八位地址接收。 p2 口：p2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 口緩沖器可接收 ，輸出 4 個(gè) ttl 門電流，當(dāng) p2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高， 且作為輸入。并

22、因此作為輸入時(shí)，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是 由于內(nèi)部上拉的緣故。p2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器進(jìn)行存取時(shí)，p2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上 拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2 口輸出其特殊功能寄存 器的內(nèi)容。p2 口在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3 口：p3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個(gè) t tl 門電流。當(dāng) p3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作 為輸入，由于外部下拉為低電平，p3 口將輸出電流（ill）這是由于

23、上拉的緣 故。 p3 口也可作為 at89c51 的一些特殊功能口： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷 0） p3.3 /int1（外部中斷 1） p3.4 t0（記時(shí)器 0 外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器 1 外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 rst 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電 平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地

24、址 的地位字節(jié)。在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale 端 以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用 作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地址上置 0。 此時(shí)， ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale 才起作用。另外，該引腳被略 微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無效。 /psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè) 機(jī)器周期兩次/psen 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

25、器時(shí)，這兩次有效的/psen 信 號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffff h） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/ea 將內(nèi)部鎖定為 reset ；當(dāng)/ea 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 flash 編程期間，此引腳 也用于施加 12v 編程電源（vpp） 。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 2.3 驅(qū)動(dòng)芯片 l298n 2.3.1 l298n 功能 該芯片的主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46v；輸出電流大， 瞬間峰值電流可達(dá)3a，

26、持續(xù)工作電流為1.5a；內(nèi)含兩個(gè)h橋的高電壓大電流全 橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器、線圈等感性負(fù) 載；采用標(biāo)準(zhǔn)ttl邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào) 影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路 部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路3。 1. l298n的引腳功能及運(yùn)行參數(shù) l298n芯片的引腳圖如圖2-1： 圖2-2l298n芯片的引腳 l298n引腳功能表如表2-1： 表2-1l298n引腳功能表 引腳 符號(hào) 功能 1 sensing a 此兩端與地連接電阻檢測(cè)電流，并向驅(qū)動(dòng) 15 sensing

27、 b 芯片反饋檢測(cè)到的信號(hào)。 2 out 1 此兩腳是全橋式驅(qū)動(dòng)器a的兩個(gè)輸出端， 用 3 out 2 來連接負(fù)載。 4 vs 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源輸入端。 5 in 1 輸入標(biāo)準(zhǔn)的ttl邏輯電平信號(hào)，用來控制 全 7 in 2 橋式驅(qū)動(dòng)器a的開關(guān)。 6 enable a 使能控制端.輸入標(biāo)準(zhǔn)ttl邏輯電平信號(hào)； 11 enable b 低電平時(shí)全橋式驅(qū)動(dòng)器禁止工作。 8 gnd 接地端，芯片本身的散熱片與8腳相通。 9 vss 邏輯控制部分的電源輸人端口。 10 in 3 輸入標(biāo)準(zhǔn)的ttl邏輯電平信號(hào)，用來控制 全 12 in 4 橋式驅(qū)動(dòng)器b的開關(guān)。 l298n的運(yùn)行參數(shù)如表2-2： 表2-2l2

28、98n的運(yùn)行參數(shù) 參數(shù) 符號(hào) 測(cè)試環(huán)境 最小值 典型值 最大值 單位 驅(qū)動(dòng)電源電壓 vs 持續(xù)工作時(shí) 2.5 46 v 邏輯電源電壓 vss 4.5 5 7 v 輸入低電平電壓 vil -0.3 1.5 v 輸入高電平電壓 vih 2.3 vss v 使能端低電平電壓 ven=l -0.3 1.5 v 使能端高電平電壓 ven=h 2.3 vss v 全橋式驅(qū)動(dòng)器總的 vce il=1a 1.8 3.2 v 電壓降(每一路) (sat) il=2a 4.9 v 檢測(cè)電壓1，15腳 vsen -1 2 v 2.3.2 l298n 的邏輯控制原理 l298n 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電機(jī)，outl、out2

29、 和 out3、out4 之間可分別接 2 個(gè)電動(dòng) 機(jī)。5、7、10、12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ena，enb 接控制使 能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)6。 l298n 的邏輯控制引腳如表 2-3： 表 2-3l298n 的邏輯控制引腳 ena enb inl in3 in2 in4 電機(jī)運(yùn)行情況 高電平 高電平 高電平高電平 低電平低電平 正轉(zhuǎn) 高電平 高電平 低電平低電平 高電平高電平 反轉(zhuǎn) 高電平 高電平 同 in2(in4) 同 inl(in3) 快速停止 低電平 低電平 停止 2.4 無線遙控設(shè)計(jì) 2.4.1 pt2262/pt2272 編碼解碼芯片原理簡(jiǎn)介 pt2272 解碼

30、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。后綴的 6 和 4 表 示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù)時(shí)(pt2272-m4),對(duì)應(yīng)的地址編 碼應(yīng)該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(pt2272-m6),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該 是 6 位。 pt2262/2272 芯片的地址編碼設(shè)定和修改：在通常使用中，我們一般采用 8 位地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼，這時(shí)編碼

31、電路 pt2262 和解碼 pt2272 的第 18 腳為 地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空。接正電源。接地三種狀態(tài)，3 的 8 次方為 6561,所以地址編碼不重復(fù)度為 6561 組，只有發(fā)射端 pt2262 和接收端 pt2272 的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生 產(chǎn)管理，出廠時(shí)遙控模塊的 pt2262 和 pt2272 的八位地址編碼端全部懸空，這 樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將 pt2262 和 pt2272 的 18 腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的 pt2262 的第 1 腳 接地第 5 腳接正電源，其它引腳懸空，那

32、么接收機(jī)的 pt2272 只要也第 1 腳接地 第 5 腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致 時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 d1d4 端輸出約 4v 互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí) vt 端也輸出 解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大，便可驅(qū)動(dòng)繼電器。功率 三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。 2.4.2 pt2262/pt2272 的引腳說明 1. pt2262 的管腳說明如表 2-4： 表 2-4pt2262 的管腳說明 名稱 管腳 說 明 a0-a11 1-8、10-13 地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空) d0-d5 7-8、10-13 數(shù)據(jù)

33、輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉 vcc 18 電源正端（） vss 9 電源負(fù)端（） te 14 編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效； osc1 16 振蕩電阻輸入端，與 osc2 所接電阻決定振蕩頻率； osc2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； dout 17 編碼輸出端（正常時(shí)為低電平） 2. pt2272 的管腳說明如表 2-5： 表 2-5pt2272 的管腳說明 名稱 管腳 說 明 a0-a11 1-8、 地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必 10-13須與 2262 一致,否則不解碼。 d0-d5 7-8、 地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做

34、為數(shù)據(jù)管腳時(shí),只有在地址與 2262 10-13 一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平, 否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換。 vcc 18 電源正端（） vss 9 電源負(fù)端（） din 14 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來自接收模塊輸出端 osc1 16 振蕩電阻輸入端，與 osc2 所接電阻決定振蕩頻率 osc2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端 vt 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)） 2.4.3 無線遙控器件 無線四鍵遙控器+315mhz 接收頭+sc2272-m4 解碼芯片+270k 振蕩電阻 技術(shù)指標(biāo)如表 2-6: 表 2-6 無線遙控

35、技術(shù)指標(biāo) 振蕩方式 saw 諧振 工作電流 9ma 工作頻率 315mhz 調(diào)制方式 編碼 編碼格式 pt2262 頻率偏差 150khz(max) 震蕩電阻 1.5m 發(fā)射功率 10mw 該遙控手柄性能優(yōu)良，采用了 saw 聲表諧振原理和 smt 工藝，同時(shí)采用了 數(shù)字編碼調(diào)制技術(shù)，具有抗干擾性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，高可靠性，無方向性，使用 壽命長(zhǎng)，功耗低，物美價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。編組碼達(dá) 214 組之多，不會(huì)造成相互(鄰居)之 間的干擾。小巧玲瓏，使用方便。每枚分 a、b、c、d 四鍵，可分別遙控四路 (照明燈具)遙控墻壁開關(guān)。由于采用 315mhz 無線電發(fā)射頻率，克服了紅外線發(fā) 射不能隔墻的缺點(diǎn)。遙控

36、距離遠(yuǎn)，無方向性。 接收頭主要技術(shù)指標(biāo)： 1. 通訊方式：調(diào)幅 am 2.工作頻率：315mhz 3.頻率穩(wěn)定度：200khz 4.接收靈敏度：106dbm 5.靜態(tài)電流：5ma 6.工作電流：5ma 7.工作電壓：dc 5v 8.輸出方式：ttl 電平 9.尺寸：30 x12x8 毫米 負(fù)極 df 接收模塊的工作電壓為 5 伏，靜態(tài)電流 4 毫安，它為超再生接收電 路，接收靈敏度為105dbm，接收天線最好為 2530 厘米的導(dǎo)線，最好能豎立 起來。接收模塊本身不帶解碼集成電路，因此接收電路僅是一種組件，只有應(yīng) 用在具體電路中進(jìn)行二次開發(fā)才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，這種設(shè)計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)，它 可以和各種

37、解碼電路或者單片機(jī)配合，設(shè)計(jì)電路靈活方便。 2.5 直流電機(jī)無線遙控的硬件部分 2.5.1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊46111214 l298n 與 at89c51 和直流電機(jī)的接線圖如圖 2-2： 圖 2-2l298n 與 at89c51 和直流電機(jī) 3 主控系統(tǒng)軟件編程 3.1 整個(gè)設(shè)計(jì)的流程圖如圖 3-1： 初始化 使能 ena 停止反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) 00 或 11 0110 開始 in1in2 10 圖 3-1 設(shè)計(jì)的流程圖 3.2 程序設(shè)計(jì)過程 程序中的驅(qū)動(dòng)使能端、輸入端和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況如表 3-1： 表 3-1 使能端、輸入端和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況 本設(shè)計(jì)的正轉(zhuǎn)程序如下： 13713 void zhengz

38、huan() en1=1; s1=0;s2=0; delay(3000); /en 端置 1 /*發(fā)啟動(dòng)脈沖，并使 s1=0,s2=1 */ s2=1; delay(1); s2=0; delay(5); s2=1; delay(1000); 程序最開始有一個(gè)停止語句 s1=0;s2=0;以防備按錯(cuò)鍵時(shí)燒壞電機(jī)；電機(jī)啟 動(dòng)時(shí)需要一個(gè)脈沖啟動(dòng):s1=0;s2=1; s1=0,s2=0;兩條語句來實(shí)現(xiàn)。同理反轉(zhuǎn)時(shí) 也需要一個(gè)脈沖；其中程序中的緩慢啟動(dòng)就通過后面的延遲長(zhǎng)短來完成。 延時(shí)程序如下： void delay(uint x) uint i,j; for(i=0;ix;i+) for(j=0;

39、j100;j+); 整個(gè)程序就是通過不斷的調(diào)用延時(shí)程序來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)停。 en1(ena) s1(in1) s2(in2) 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 1 0 0 停止 1 1 0 正轉(zhuǎn) 1 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 1 快速停止 結(jié)論 遙控器的距離和電機(jī)反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)效果，如下表： 遙控距離 電機(jī)反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)效果 1m 0.5s 很迅速 3m 1s 較迅速 5m 5s 能反應(yīng) 有障礙物 越長(zhǎng) 越遲鈍 由公式： 接受信號(hào)強(qiáng)度發(fā)射功率空間衰耗 空間衰耗32.4+20log 頻率+20log 距離 所以接受信號(hào)強(qiáng)度與接受靈敏度、空間衰耗有關(guān)，由于距離的增加信號(hào)強(qiáng)度的 衰減，反映速度也就越來越慢。本設(shè)計(jì)克服了紅外線發(fā)

40、射的方向局限性，最終 達(dá)到遙控范圍 5 米內(nèi)基本可以很好的在不考慮方位的情況下，實(shí)現(xiàn)無線遙控電 機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)；距離越遠(yuǎn)電機(jī)反應(yīng)的速度就跟著延長(zhǎng)； 若有障礙物阻擋，在不是很大且在有限的范圍內(nèi)電機(jī)仍可實(shí)現(xiàn)遙控，不過在系 統(tǒng)的后期制作過程中仍然存在很多的不足，比如說在設(shè)計(jì)中可以延長(zhǎng)無線接收 天線提高接收信號(hào)，但在做設(shè)計(jì)時(shí)沒有實(shí)現(xiàn)，更遺憾的是最終緩慢啟動(dòng)的運(yùn)作 狀態(tài)的控制仍不是很好，軟件編程過程中的延時(shí)的時(shí)間問題也調(diào)節(jié)的不是很好。 雖然有些不夠完美的地方，但最終是親身體驗(yàn)到了無線遙控的便捷性。隨著現(xiàn) 在這社會(huì)的發(fā)展，無線遙控的發(fā)展是必然的，可見遙控設(shè)計(jì)發(fā)展前景是樂觀的。 參考文獻(xiàn)

41、1 譚浩強(qiáng). c 語言設(shè)計(jì)題解和上機(jī)第三版. 清華大學(xué)出版社，2005 年 2 電機(jī)與拖動(dòng)(第二版)。高等教育出版社，2007 年 3 譚浩強(qiáng). c 語言設(shè)計(jì)第三版. 北京：清華大學(xué)出版社，2005 年 4 沙占友、孟志永、王彥明.單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)m.電子工業(yè)出版社，2006 年 5 劉文濤.單片機(jī)語言 c51 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)m.人民郵電出版社，2005 年 6 孫忠獻(xiàn). 電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用m. 福建：科學(xué)技術(shù)出版社，2004 年 7 龔運(yùn)新.單片機(jī) c 語言輕松入門m.清華大學(xué)出版社，2006 年 8 張洪潤(rùn).單片機(jī)應(yīng)用 200 例m，北京航空航天大學(xué)出版社，2006 年 9 雷思笑、李伯成、雷

42、向麗.單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù)m.西安電子科技大學(xué)出版社， 2004 10 孫忠獻(xiàn). 電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用m. 福建：科學(xué)技術(shù)出版社，2004 11 李伯成.基于 mcs-51 單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)m北京:電子工業(yè)出版社,2004 12 譚建成. 電機(jī)控制專用集成電路m. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 年 13 杜群貴、張齊. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（基于 c 語言編程）m.第四版. 電 子工業(yè)出版社. 2006. 14 求是科技. 單片機(jī)（典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航）m.北京：人民郵電出版社.2007. 15 張毅剛、彭喜元、姜守達(dá)、喬立巖新編 mcs-51 系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè) 大學(xué)出版社，2

43、003 16 邵敏權(quán)、劉剛.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用.吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1995 17 美m(xù) 考夫曼、ah 塞德.電子計(jì)算手冊(cè).國(guó)防工業(yè)出版社，1985 18 r.c.c.leite,j.f.damen,phys.rev.lett.22.780(1999) 19 j.f.scott,r.c.c.leite,and t.c.damen,phys.rev.188.1285(1989) ilast edit by dong3626/i/td/tr/tbody/table 20 at89c51 data sheep philips semiconductors 1999.dec 21 yang. y.,

44、 yi. j., woo, y.y., and kim. b.: optimum design for linearityand efficiency of microwave doherty amplifier using a new loadmatching technique, microw. j., 2001, 44, (12), pp. 2036 22 vizimuller, p.: rf design guide-systems, circuits, and equations (artechhouse, boston, ma, 1995)6r. dye, “visual obje

45、ct-orientated programming,” dr. dobbs macintoshjournal, sept. 1st ( 1991). 致 謝 通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，更了解到一些無線遙 控的原理及應(yīng)用，還有使我懂得了理論聯(lián)系實(shí)際,，原本理論都不牢靠的我，需要加倍找到 相關(guān)的資料，充分的利用了網(wǎng)絡(luò)這有效地資源，在設(shè)計(jì)的過程中遇到各種各樣的問題，同 時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得很不夠深刻， 掌握得不夠牢固,并決心在以后的學(xué)習(xí)中加以改正,努力練習(xí),提高自身真正的能力。在設(shè)計(jì) 中多虧有郭老師的耐心、辛勤的指導(dǎo)，最后才

46、能得以順利地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)?？匆?到所學(xué)知識(shí)得以應(yīng)用,并得以圓滿完成設(shè)計(jì)心理滿是高興.這次課程設(shè)計(jì)讓我的實(shí)際動(dòng)手能 力得很大的提高。最后衷心的感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)！ 附錄一 總的設(shè)計(jì)圖由兩部分組成： 1、無線模塊與單片機(jī)的連接： ea/v p 31 x 1 19 x 2 18 reset 9 rd 17 wr 16 in t0 12 in t1 13 t 0 14 t 1 15 p10/t 1 p11/t 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale/