無線遙控小車研設(shè)計方案與制作

1、遙控小車的設(shè)計與制作學(xué) 院：濰坊科技學(xué)院 系 部：機電工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣自動化技術(shù) 班 級：09 級一班姓 名：馬海龍學(xué) 號： 200902410038 指導(dǎo)教師：張建明完成日期： 2012-02-18摘要隨著社會的發(fā)展，人們對科學(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，這是是時代的產(chǎn)物。本設(shè)計采用單片機，根據(jù)單片機的原理來控制實驗小車的啟步與停止以及根 據(jù)人得操作做出相應(yīng)的動作。 信息社會的支柱之一是通信技術(shù)，它是信息社會化的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)信息社會化的手段。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)計雖然結(jié)構(gòu)簡單，較容易實現(xiàn)，但它涉及到了通信技術(shù)的各個方 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)動模塊：68. 電機驅(qū)動方案選擇：89. 顯示模塊：910. 小車功能及實現(xiàn)： 911. 小車流程框圖：1011. 最小系統(tǒng)圖:1112. 參考文獻:111. 設(shè)計任務(wù):設(shè)計并制作了一個無線遙控小車，當(dāng)人在遠(yuǎn)處向它發(fā)出指令時，其能夠?qū)崿F(xiàn)基本的 前進、后退、左拐、右拐等動作。1.1要求：設(shè)計并制作無

3、線電遙控發(fā)射機和接收機。1 無線電遙控發(fā)射機控制鍵電池2.無線電遙控接收機被控設(shè)備外供直證穩(wěn)壓電源.1.2 要求1. 基本要求(1) 接收機距離發(fā)射機不小于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) 遙控對象：小車，被控設(shè)備用簡易小車代替，小車的前進、后退、左拐、右拐分 別表示不同信號工作。2. 發(fā)揮部分(1) 小車左拐、右拐及后退時有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的功能介紹及實現(xiàn)。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字， 解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(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，編碼芯片也會連續(xù)發(fā) 射。PT2262特點：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。22調(diào)制發(fā)射模塊：界當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時，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，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，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，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，從而對高頻 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、滾動碼電路及單片機接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信 號值的大小。2.3接收解調(diào)模塊：方案：超再生接收機這是超再生接收機等效電路圖1天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4波長天線的選頻作用，控制距離較近時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的侵入。2.4解碼驅(qū)動模塊: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，有信號時能輸出 5V左右的高電平，驅(qū)動電流約2mA與發(fā)射器上的四為個按鍵相對應(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應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生 變化時改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對 應(yīng)，可以用于類似點動的控制。我們采用 PT2272M4芯片以實現(xiàn)對小車的實時控制。我們用的是凌陽小車

8、，小車采用雙電機控制的運動，一個電機控制小車的兩個左輪， 另一個控制小車的兩個右輪。對于小車的驅(qū)動模塊，有兩種方案： 直接將PT2272M4勺四位數(shù)據(jù)輸出端接至兩個電機的四個端，按相應(yīng)的鍵來控制小 車的運動； 利用凌陽單片機來實現(xiàn)對小車的運動。經(jīng)實踐,發(fā)現(xiàn)采用方案必須同時按相應(yīng)的兩個鍵才可實現(xiàn)小車的運動（如同時按下控制左輪前進和控制右輪前進兩個鍵，才能實現(xiàn)小車前進），不方便，而且易出現(xiàn)同時 按下控制左（右）輪前進和控制左（右）輪后退的鍵，導(dǎo)致控制小車電機的H橋的四個三級管都導(dǎo)通，可能導(dǎo)致燒毀 H橋；而且采用方案不易實現(xiàn)小車的指示電路。我們采用凌陽單片機來實現(xiàn)最后小車的轉(zhuǎn)向、顯示等工作。因采用單

9、片機可彌補方 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'” 一電機驅(qū)動方案選擇：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。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原 理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對于小車的長時間運行不利。萬案2:采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整.此 方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢，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單地實現(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，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、小車功能及實現(xiàn)：通過前、后、左、右鍵的控制，可實現(xiàn)小車的前后左右運動，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