无线遥控车的设计毕业论文
毕业论文题目无线遥控车的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：（签名）单位：（盖章）
年月日
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：（签名）单位：（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：□优□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：（签名）
年月日
无线遥控车的设计
摘要
随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通信技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无线电技术的应用和普及很快应用在民用和军用等各个领域。随着无线电的发展，从上个世纪60年代开始，相继出现了无线电遥控的小车。
无线通信是利用电磁波在自由空间中传播的一种通信方式。近些年在通信领域中发展最快、应用最广的的就是无线通信技术。本次课题主要采用专用芯片SCTX2B/SM6135组成一对CMOS集成芯片，由发射和接收两部分组成。采用部分外围元器件，就可以实现发射和接收、编码与解码功能，具有抗干扰能力强，元器件数量少，可靠性高等优点。有4个控制键用于控制遥控车的动作，包括前进，后退，左转，右转功能。通过设计培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力，了解功能集成芯片SCTX2B/SM6135的引脚功能和应用电路、提高画图能力，熟练propel 软件的使用，掌握PCB制版的流程，熟练掌握焊接技术，以及各种元器件的测试与使用。
关键词：遥控技术、无线通信、集成电路、SCTX2B/SM6135
目录
摘要 (2)
引言 (1)
一无线遥控技术的概述 (3)
（一）开发背景 (3)
（二）无线遥控技术介绍及其运用 (3)
二无线遥控车的基本原理 (5)
（一）发射电路基本原理 (5)
（二）接收电路基本原理 (5)
（三）无线遥控车的工作原理 (7)
三印刷电路板介绍 (12)
（一） PCB设计流程 (12)
四基本元件介绍及焊接 (14)
（一）基本元件简介 (14)
（二）焊接注意事项 (18)
五实验调试 (19)
（一）实验调试 (19)
（二）调试结果 (19)
设计小结 (20)
参考文献 (21)
致谢 (22)
附录无线遥控车成品图及原件清单 (23)
引言
无线电遥控电路是利用无线电遥控信号作为遥控指令来完成各种指令动作。无线遥控电路主要由发射电路和接收电路组成。所谓无线电遥控（英文：Radio Control 简称RC），就是利用无线电波对被控对象进行远距离控制。无线电遥控技术的发展只有几十年的历史：本世纪20年代。才刚刚出现无线电遥控的雏形。那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船，但由于技术不够完善而未能成功。二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。70年代后期，无线电遥控设备也以商品的形式逐渐出现。随着现代电子技术的飞速发展，遥控设备不但实现了商品化，可靠性和灵敏度也越来越高,还形成了许多系列和品种，能满足不同层次的爱好者及不同模型的技术要求。
无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。无线电遥控作为新一代的信息传送方式，具有绕射和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度，方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰，抗干扰能力强。
无线遥控车采用的是伺服电机无线遥控技术。遥控电路设计的基本要求是高性能、低成本、运行平稳、控制灵活、线路简单、抗干扰能力强。通常无线遥控车的驱动要用两个微型直流伺服电动机来实现玩具遥控车的前进、后退、左转、右转和加速等功能。无线遥控车市场竞争的日趋激烈，对无线遥控车的电气性能也提出了越来越高的要求。无线遥控车的无线遥控控制电路设计决定着玩具遥控车的整体性能。文中给出了一种具有优异性能的无线遥控车电路的设计方案，该方案主要采用SCTX2B/SM6135集成电路控制器来设计完成。
一无线遥控技术的概述
（一）开发背景
无线通信技术是近几年来比较流行的一种通信技术，他具有稳定性强、传输速率高、功耗低等优点。具有广泛的应用背景。选择此课题的目的在于通过学习和实践，了解并应用无线遥控技术。随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。而我们以前小时候耍的那种没有遥控装置的小车现在都已经过时了，现在市面上卖得大多都是带遥控装置的小车。而现代工具务求简捷化、便携化，因此，摇控装置的到来，必将会给人们带来一种新的感受方式。本文就简单的介绍了下使用SCTX2B/SM6135一对CMOS集成芯片制作成的发射以及接收电路的无线遥控车来说说现代无线遥控技术。
（二）无线遥控技术介绍及其运用
无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。而现在无线遥控技术越来越多的运用在我们的生活当中，随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control）。
常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。
接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。超外差式解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。
无线电遥控常用的载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家的产品应使用433mHz的遥控器。
无线电遥控器与红外遥控器的区别：红外遥控和无线遥控是对不同的载波来说的，红外遥控器是用红外线来传送控制信号的，它的特点是有方向性、不能有阻挡、距离一般不超过7米、不受电磁干扰，电视机遥控器就是红外遥控器；无
线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的，它的特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远（可达数十米，甚至数公里）、容易受电磁干扰。在需要远距离穿透或者无方向性控制领域，比如工业控制等等，使用无线电遥控器较易解决。
无线遥控车所讲的遥控技术正是无线遥控模式，无线遥控是无线电遥控，它是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制、防盗报警器、工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用，当然我们的无线遥控车也正是运用的这种技术。
在当今高速发展的社会，无线遥控技术广泛的运用于我们生活的各个领域，其中包括遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫、遥控玩具上的运用。当然还有一些更重要的场所还用到了无线遥控技术，比如所矿业开采，野外探险等一些复杂而危险的工作，而这些都离不开我们的无线遥控技术。
二无线遥控车的基本原理
（一）发射电路基本原理
SCTX2B在发射电路中的典型应用电路如图1发射电路原理图所示，该电路使用3V电池供电，三极管Q1和Q2的工作电压均是3V，集成电路芯片的工作电压是3V。电阻R4用来决定编码器内部振荡器OSC的振荡频率，改变R4阻值，可改变载波频率及编码脉冲波形输出。Ｒ4的取值范围为100k?～500k?。按键开关L、R用于控制遥控车的左、右转，按键开关F、B用于控制遥控车的前进、后退。10脚为发射状态指示端，可通过外接发光管LED来指示发射状态。三极管Q1与T1、C3、C4组成了一个电容三点式载波振荡器，该振荡器的工作频率可
以是27MH
Z 或49MH
Z
。编码器SO管脚（8脚）输出的编码数字信号，经后级相应
的射频电路Q1输出的载波信号同时加到Q2的基极后，经Q2调制放大，C1滤波后便由天线L1发射，然后再由与之配套的接收电路SM6135W接收解调。本套件使用无线遥控电路，即8脚输出，7脚为红外遥控输出，未使用。发射机线路板如图2发射电路PCB图所示。
图1发射电路原理图
图2发射电路PCB图
（二）接收电路基本原理
SM6135W在接收电路中的典型应用电路如图3接受电路原理图所示，该电路使用的是6V电源电压，6V电压直接加在伺服电机M1和M2的两组H桥驱动器上。无线遥控信号经天线和射频接收电路（Q1及其周围元件组成）接收解调后，还原成相应的码信号，该信号被由SM6135W的14脚、15脚、16脚及1脚内部反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后，送至SM6135W的编码输入端3脚，经内部译码后，将在输出端Right（6脚）、Left（7脚）、Backward（10脚）、Forward （11脚）分别输出相应的控制信号以驱动两个H桥电机驱动器。从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。4脚和5脚外接的电阻R3，其阻值不得误差太大，否则接收电路SM6135W内部基准频率与发射电路SCTX2B 内部基准频率不一致时，接收电路SM6135W可能无法调出相应的编码信号。现以伺服电机M1为例：当解码芯片Forward（11脚）管脚输出为高电平，Backward （10脚）管脚输出为低电平时，Q2、Q6、Q12导通，而Q3、Q7、Q13关断，M1中的电枢电流为从左至右，此时M1应前进；反之，当解码芯片Forward（11脚）管脚输出为低电平，Backward（10脚）管脚输出为高电平时，Q3、Q7、Q13导通，而Q2、Q6、Q12关断，Ｍ１中的电枢电流从右至左，此时，M1应后退。接收机线路板如图4接受电路PCB图所示。
图3接收电路原理图
图4接收电路PCB图
（三）无线遥控车的工作原理
1、主要元器件简介：SCTX2B/SM6135W是配套使用的无线遥控编解码集成电路，它们都有5个管脚，对应于5种编/解码功能。SCTX2B/SM6135W具有遥控车的完整控制功能，它们的工作电压为 2.5V～6.0V，当无任何功能键按下时，芯片将自动断电，片上振荡器停止工作，从而减少工作电流。该编/解码器的使用十分简单，应用时只需很少的几个外部元件即可构成一个完整的实用电路。
SCTX2B/SM6135W电路的极限参数如下：
·电源电压为2.4V～6.0V；
·输入输出电压上下浮动±0.3 V；
·工作温度-10℃～+65℃；
·储存温度为-25℃～+125℃。制作时，不要超出极限参数中所列的数值范围，否则芯片可能会损坏。
（1） SCTX2B的主要性能结构
编码电路的内部结构和外形封装分别如图5编码电路图和 图6外部引脚排列所示。由图可见：该编码器的内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成。输入电路有5个输入管脚，分别与5个功能按键forward (前进)、backward (后退)、right-ward (向右)、left-ward (向左)和turbo (加速)相对应。芯片中的编码电路向SO 和SC 两个输出管脚发送数字码，数字码与定义的功能按键相对应，SO 编码输出端用于无线遥控，而SC 编码输出端则用于红外遥控。芯片内时序电路中的一个计数器可使SCTX2B 具有自动断电功能。其管脚PC 输出端可用来控制外部工作电源的通、断状态。按下任何一个功能按键都会立即使芯片激活。编码器输出的编码格式和字格式分别如图7编码格式和字格图所示。在编码格式中，W2表示功能码，W2表示开始码。SCTX2B 的管脚功能说明如表1 SCTX2B 的各管脚说明所列。
表1
SCTX2B 的各管脚说明
管脚号
管 脚
名 功 能 说
明 1
Right 带上拉电阻，此脚接地，则选择右转功能
图7 编码格式和字格图式 SCTX2B 结构图和外形引脚图
图 5 编码电路结
图6外部引脚排列
2
Test 带有上拉电阻，测试端。此脚可用于测试方式
3
GND 电源负极 4
Backward 带有上拉电阻，此脚接地选择后退功能 5
Forward 带有上拉电阻，此脚接地选择前进功能 6
Turbo 带有上拉电阻，此脚接地选择加速功能 7
SC 带有载波频率的编码信号输出端，用于红外遥控 8
SO 不带载波频率的编码信号输出端，用于无线遥控 9
V cc 电源正极 10
PC 电源控制输出端 11
OSCO 振荡器输出端 12
OSCO 振荡器输入端 13
NC 空脚 14 Left 带有上拉电阻，此脚接地选择左转功能
（2）解码电路SM6135W 的功能结构
解码集成电路的内部电路结构和外形封装分别如图8解码电路图和 图9外部引脚排列图所示。该解码集成电路比编码集成电路复杂得多，它内部主要由3组放大器、信号取样和误码检测、解码电路、控制逻辑电路、振荡器、时序产生器、锁存器、输出电路组成。SM6135W 有5个输出管脚，分别具有5种功能。接收的信号由三级放大器放大后对其进行信号取样、误码检测和解码，以控制遥控车的动作。编码和解码两种芯片的振荡器工作频率之间的相对误差必须小于±
2.5％。编码和解码时序图如图10编码和解码时序图所示。SM6135W 的管脚功能说明如表2所列。
图8 解码电路结
图9外部引脚排结构图和外形引脚图
表2 SM6135W 的各管脚说明 管
脚 号
管 脚 名 功 能 说 明
1
VO2 放大器2输出管脚 2
GND 负电源 3
SI 解码信号输入端 4
OSCI 振荡器输入端 5
OSCO 振荡器输出端 6
Right 右转输出端 7
Left 左转输出端 8
RD 带有上拉电阻，该脚接地选择右转功能无效 9
LD 带有上拉电阻，该脚接地选择左转功能无效 10
Backward 后退输出端 11
Forward 前进输出端 12
Turbo 加速输出端 13
Cc 电源正极 14
VI1 放大器1输入端 15
VO1 放大器1输出端
（3）无线遥控车的基本原理：无线遥控车采用的是伺服电机无线遥控技术。遥控电路设计的基本要求是高性能、低成本、运行平稳、控制灵活、线路简单、抗干扰能力强。通常无线遥控车的驱动要用两个微型直流伺服电动机来实现玩具遥控车的前进、后退、左转、右转等功能。玩具遥控车市场竞争的日趋激烈，对无线遥控车的电气性能也提出了越来越高的要求。无线遥控车的无线遥控控制电路设计决定着玩具遥控车的整体性能。本系统主要采用SCTX2B/SM6135W 集成电路控制器来设计完成。
16 VI2 放大器2输入端
图10 编码和解码时序图
无线遥控车一般都具有前进、后退、左转、右转的基本功能，这些功能可分别由两台微型伺服电动机来完成，该电机没有调速功能。无线遥控电路的原理方框图如图11原理方框图所示。
该电路由无线发射和无线接收两部分组成，其中无线发射由编码电路和RF 发射电路组成。编码电路使用的集成电路型号是SCTX2B ，该电路具有5种编码功能，其中F/B 用于控制伺服电动机的前进、后退；L/R 用于控制伺服电动机的左转、右转；turbo 用于加速。无线接收电路部分的解码电路可以使用SM6135W 集成电路芯片来完成，解调后的RF 信号被放大和滤波，然后得到基带信号。当系统在对该信号进行取样后，解码逻辑便可以提取F/B 、L/R 和来自接收信号的功能位，同时输出相应的前进、后退、左转、右转和加速功能所用的控制电平。为了满足玩具遥控车的安全需要，同时还应为伺服电机设计过载保护电路。 前进
后退
左转
右转 编码 SCTX2B RF 发射 RF 接收 解码 SM6135
W 前进后退左转右转
图11原理方框图