遙控小車的設(shè)計與制作

1、遙控小車的設(shè)計與制作院 系：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：電氣自動化技術(shù)班 級：09級1班姓 名：馬海龍指導(dǎo)教師：張建明完成日期：2012-01-18遙控小車 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(jī)，根據(jù)單片機(jī)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

2、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 錄封 面：1摘 要： 2目 錄：3設(shè)計任務(wù)：4設(shè)計方案：5 實踐總結(jié)：14參考文獻(xiàn)：14 遙控小車1. 設(shè)計任務(wù)：設(shè)計并制作了一個紅外避障遙控小車，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(jìn)、后退、左拐、右拐等動作。 1基本要求 在車前進(jìn)的過程中，若遇到障礙物，紅外線被反射，經(jīng)紅外接受電路，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，控制一側(cè)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)變慢，而另一側(cè)電動機(jī)轉(zhuǎn)速不變，從而改變運(yùn)行方向，達(dá)到避障的目的。2. 方案1 控制編碼模塊： 選用PT2262/2272 作為我們系統(tǒng)的編碼、解碼芯片

3、下面是PT2262 的功能介紹及實現(xiàn)。 （1）編碼芯片PT2262是無線發(fā)射電路的核心，為雙列直插式，集成電路外形如圖十四所示，各引腳的功能如下表所示。（2）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，電路如圖十五所示，當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，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，發(fā)射等幅高頻信號，所以高頻發(fā)射的信號完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號。（3）圖十六為遙控器的外

4、形，單按下C鍵小車右輪正轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)彎，單按下A鍵小車左輪正轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)彎，同時按下A、C鍵，小車前進(jìn)；單按下的D鍵小車右輪反轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)彎，單按下B鍵小車左輪反轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)彎，同時按下B、D鍵，小車后退。 2、無線接收模塊解碼電路 （1）解編碼芯片PT2272是無線解碼電路的核心，為雙列直插式，集成電路外形如圖十八所示，各引腳的功能如下表所示，18腳接電源VCC,9腳接地。詳細(xì)的引腳功能見下表。名稱 管腳說 明 A0-A111-8地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262一致,否則不解碼D0-D310-1310-13引腳輸出與2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平。 Vc

5、c18電源正端（）。Vss9電源負(fù)端（）。DIN14數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊的2、3輸出端。OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率。OSC215振蕩器輸出端。 VT17解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)），使LED燈發(fā)光。（2） 地址編碼的設(shè)定與振蕩電阻的匹配振蕩電阻在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路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

6、對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的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現(xiàn)配對接收，PT2262和PT2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會變近甚至無法接收，大部分產(chǎn)品都是用2262/1.2M2272/200K組合的，少量產(chǎn)品用2262/4.7M2272/820K。（3

7、） 實用解碼電路圖十九為實用解碼電路模塊，共有7各引腳。無線遙控接收模塊把接收到的高頻信號進(jìn)行放大、解調(diào)，獲得數(shù)據(jù)信號，從該模塊的P1、P2、P3、P4四個引腳輸出，其余三個引腳分別是電源VCC、地線GND和解碼有效確認(rèn)輸出端VT，解碼有效時VT引腳變?yōu)楦唠娖?，LED閃爍。3 紅外發(fā)射電路圖六是一個利用多諧振蕩器和紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外線的實例，R2、C1和兩個非門構(gòu)成了一個多諧振蕩器，R1為隔離電阻，它產(chǎn)生的方波頻率為38KHZ，如圖七（a）所示，它從與門1腳輸入； R4、C2和兩個非門也構(gòu)成了一個多諧振蕩器，R3為隔離電阻，它產(chǎn)生一個低頻方波信號，如圖七（b）從與門2腳輸入，利用與門低頻方

8、波對38KHZ高頻方波信號進(jìn)行調(diào)制，即鍵控幅度調(diào)制,如圖七所示，當(dāng)?shù)皖l方波的高電平到來時，與門被打開，高頻方波從與門3腳輸出，當(dāng)?shù)皖l方波的低電平到來時，與門被封鎖，與門3腳輸出為零，這樣與門在低頻方波的控制下，從3腳輸出已調(diào)波。如圖七（c）所示。已調(diào)波經(jīng)限流電阻R5注入三極管VT基極，被放大的信號驅(qū)動紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線，即將電信號轉(zhuǎn)化成光信號發(fā)射出去，R6為集電極負(fù)載，改變R6的阻值可以改變紅外發(fā)光二極管的發(fā)光功率，從而能改變小車避障的靈敏度，若車在前進(jìn)過程中遇到障礙物，發(fā)出的紅外線會被反射回來，被紅外接受電路接收。 CD4069是一個六非門集成電路，如圖八所示，14腳接電源，7腳接地，

9、其余引腳兩兩為非門的輸入端和輸出端。CD4011是一個四與非門電路，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖九所示，14腳接電源，7腳接地，其余引腳每三個為一組，兩個為輸入端，一個為輸出端，若把與非門的兩個輸入端接在一起， CD4011就變成了四非門集成電路。這兩個集成電路都可以幫助我們搭建多諧振蕩器電路。74LS08是一個四與門電路，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖十所示，14腳接電源，7腳接地，其余引腳每三個為一組，兩個為輸入端，一個為輸出端，該集成電路可以幫助我們搭建調(diào)制電路。4 .紅外接收電路圖十一為紅外一體化接收頭外形，型號HS0038B，圖十二為接收頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)遇到障礙物時，光敏二極管能接收到反射回來的紅外線，并把它轉(zhuǎn)化成

10、電信號，通過輸入電路送入放大電路，該放大電路帶有自動增益控制電路，當(dāng)接收到強(qiáng)信號時，放大電路增益下降，當(dāng)接受到弱信號時，放大電路增益升高，總之，無論接收強(qiáng)信號還是弱信號，都能保證解調(diào)輸出的信號幅度基本不變，提高電路的穩(wěn)定性；帶通濾波器作用是把38KZ的信號取出，把38KZ以外的干擾信號濾掉，以提高信號的純凈度；解調(diào)電路的作用是把調(diào)制到38KZ高頻載波上的低頻方波信號取出，取出的方波信號經(jīng)三極管放大后由集電極輸出，即1腳輸出。圖十一 紅外一體化接收頭在沒有遇到障礙物時，接收頭接收不到紅外線，電路也就解調(diào)不出方波信號，三極管VT處于截止?fàn)顟B(tài)，從1腳輸出高電平。圖十三是紅外信號的接受放大電路，在沒有

11、遇到障礙物時，紅外一體化接收頭1腳為高電位，VT1飽和導(dǎo)通，VT2截止，電源VCC經(jīng)R4、R6對電容充電，在電容C上充得電源電壓，與門1腳為高電位，使與門處于打開狀態(tài)，來自P1的信號順利通過，從而實現(xiàn)對小車的無線遙控控制。當(dāng)遇到障礙時，從紅外一體化接收頭1腳輸出方波，低電平到來時，VT1截止，VT2飽和導(dǎo)通，電容C經(jīng)二極管、三極管VT2迅速放電，與門1腳變?yōu)榈碗娖剑瑢⑴c門封鎖，控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)來自P1的信號不能通過，由P1信號控制的電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動；高電平到來時，VT1飽和導(dǎo)通，VT2截止，電源VCC經(jīng)R4、R6對電容C充電，充電時間常數(shù)為（10103+10103）22010-6=4.4秒由于充電

12、時間太長，電容C上的電荷充得很慢，在下一個方波低電平到來時， VT2又飽和導(dǎo)通， C上電荷又被迅速放掉，與門1腳還是低電位，可見在遇到障礙物時，來自紅外一體化接收頭1腳的方波信號使與門關(guān)閉，控制電動機(jī)正傳的P1信號被封鎖，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，但另一側(cè)電動機(jī)不受影響，繼續(xù)正轉(zhuǎn)，從而改變行進(jìn)方向，達(dá)到壁障的目的。5電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路.1、 L293內(nèi)部結(jié)構(gòu)L293內(nèi)部主要由四個三態(tài)門構(gòu)成，如圖十七所示，三態(tài)門1、2共用一個使能端1，當(dāng)使能端接高電平時，兩個三態(tài)門被打開，信號能雙向傳輸，三態(tài)門3、4及電動機(jī)M2的工作原理與三態(tài)門1、2相同。（2）L293各管腳說明名稱管腳說明使能端11控制三態(tài)門1、2的通斷狀態(tài)輸入端P32輸出端OUT13接地端GND4接地端GND5輸出端OUT36輸入端P47電動機(jī)驅(qū)動電源8為電動機(jī)提供工作電源使能端29控制三態(tài)門3、4的通斷狀態(tài)輸入端B10輸出端OUT211接地端GND12接地端GND13輸出端P414輸入端P215集成電路邏輯電源16為集成電路L293提供工作電源6電源電路用9V電池做小車的電源，需用三端穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓后再供電。為避免驅(qū)動電機(jī)對遙控電路有影響，給電動機(jī)