无线遥控小车设计与制作(2)

遥控小车的设计与制作

学院：潍坊科技学院

系部：机电工程学院

专业：电气自动化技术

班级：09级一班

姓名：马海龙

学号：200902410038

指导教师：张建明

完成日期：2012-02-18

摘要

随着社会的发展，人们对科学技术的要求越来越高，在我们的身边随处都可见一些高科技的产物，这是是时代的产物。本设计采用单片机，根据单片机的原理来控制实验小车的启步与停止以及根据人得操作做出相应的动作。信息社会的支柱之一是通信技术，它是信息社会化的基础，也是实现信息社会化的手段。而近年来，信息通信领域中，发展最快，应用最广的就是无线通信技术。我们此次借遥控小车为载体，为大家展示下无线通信技术的基本原理。本设计虽然结构简单，较容易实现，但它涉及到了通信技术的各个方面：编码解码、调制解调、高频放大、无线传输、混频功放等。在一定程度上体现了无线通信原理。

目录

1.摘要：---------------------1

2.目录：---------------------2

3.设计任务：-----------------3

4.方案比较与选择：-----------4

5.调制发射模块：-------------5

6.接收解调模块：-------------5

7.解码驱动模块：-------------6

8.电机驱动方案选择：---------8

9.显示模块：-----------------9

10.小车功能及实现：----------9

11.小车流程框图：-----------10

11.最小系统图：-------------11

12.参考文献：---------------11

1. 设计任务：

设计并制作了一个无线遥控小车，当人在远处向它发出指令时，其能够实现基本的前进、后退、左拐、右拐等动作。

1.1 要求：

设计并制作无线电遥控发射机和接收机。

1．无线电遥控发射机

2．无线电遥控接收机

1.2 要求

1．基本要求

（1）接收机距离发射机不小于10m。

（2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种。

（3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）。

（4）遥控对象：小车，被控设备用简易小车代替，小车的前进、后退、左拐、右拐分别表示不同信号工作。

2．发挥部分

（1）小车左拐、右拐及后退时有LED灯指示、并用数码管显示当前信息。

（2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。

（3）增加信道抗干扰措施。

（4）尽量降低电源功耗。

2. 方案比较与选择：

根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图3）所示：

（图3）

2.1 控制编码模块：

经四处寻求，我们最终确定用PT2262/2272作为我们系统的编码、解码芯片下面是PT2262

的功能介绍及实现。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字， 解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平， 与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。PT2262特点：CMOS 工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC 振荡电阻，工作电压范围宽：2.6～15v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。

控制编码原理图接线如上图所示，按下相应的开关就可以发射相应的路数的控制信号。

2.2调制发射模块：

当发射机没有按键按下时，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

数据发射模块的工作频率：315MHZ ，频率稳定度：±75KHZ ，发射功率：≤500MW ，静态电流：≤0.1UA ，发射电流：3～50MA 7，工作电压：DC 3～12VDF。采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。

调制发射模块增加了一只数据调制三极管Q2,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。

2.3接收解调模块：

方案：超再生接收机

这是超再生接收机等效电路图

1、天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线

2、接收电路自身辐射极小，、可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。

2.4 解码驱动模块：

采用和PT2262配套的PT2272解码,D0、D1、D2、D3是解码芯片PT2272集成电路的四位数据输出端，有信号时能输出5V左右的高电平，驱动电流约2mA，与发射器上的四为个按键一一相对应。

PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。我们采用PT2272M4芯片以实现对小车的实时控制。

我们用的是凌阳小车，小车采用双电机控制的运动，一个电机控制小车的两个左轮，另一个控制小车的两个右轮。对于小车的驱动模块，有两种方案：

①直接将PT2272M4的四位数据输出端接至两个电机的四个端，按相应的键来控制小

车的运动；

②利用凌阳单片机来实现对小车的运动。

经实践,发现采用方案①必须同时按相应的两个键才可实现小车的运动（如同时按下控制左轮前进和控制右轮前进两个键，才能实现小车前进），不方便，而且易出现同时按下控制左（右）轮前进和控制左（右）轮后退的键，导致控制小车电机的H桥的四个三级管都导通，可能导致烧毁H桥；而且采用方案①不易实现小车的指示电路。

我们采用凌阳单片机来实现最后小车的转向、显示等工作。因采用单片机可弥补方案①中的不足。下图为SPCE061A最小系统原理图：

电机驱动方案选择：

方案1：

使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大转距运行时，通过电阻R 的电流大，发热厉害，损耗大，对于小车的长时间运行不利。

方案2：

采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。

方案3：

采用由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也很高，是一种广泛采用的调速技术。

综合3种方案的优缺点，决定选择方案3，其电路原理图如（图6）所示：

（图6）

2.5显示模块：

显示电路如上图所示，小车的前、左、右、后动作分别有前、左、右、后LED指示灯指示，和数码管的1、2、3、4指示。

3、小车功能及实现：

通过前、后、左、右键的控制，可实现小车的前后左右运动，并伴有LED指示灯指示和数码管指示。

4、小车流程框图：

5．最小系统图：该系统主要图如（图10）所示：

致谢

在本次设计中感谢张建明老师在设计中对我们的指导和帮助！

参考文献

[1]杨素行．模拟电子技术基础简明教程．高等教育出版社．2006.7．

[2]曾兴雯．高频电子线路．高等教育出版社．2004.1

[3]张辉、曹丽娜．现代通信原理与技术．西安电子科技大学出版社．2008.7