无线遥控汽车模型的研制

o机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008 年 第 24 JU95o机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008 年 第 24 JU无线遥控汽车模型的研制任富民（广东省电子技术学较广东广州510515）【摘 要】尢銭遥枪汽车模复利用无歿通讯樓块和单片机的*行通讯技术实見汽车樓夏的无槌调遼*转向独创包含直浅电机的PWM调 追和步进电机的掘制技术。退拉发射城和揍收拉创端均以旳C51单片机为拉创植心其中做攥的发射和揍枚林分通址无战通讯帳块完成可 通过发对熾的堆度电位E拉制小车锲型的直汛电机实现丸級调進，通过发射垓的方約电位E拉创小车横型釣扶一定*废转向畀在數码管上 JL示出進废和方位值。【关词JPWMiRit；无钱通讯權块；机呂人棲衆；无残遇拉13IM因其集中了电子单片机售能控制机电一体化等多学 料知讥和技能而深受广大靑少年的爱好成为名大中$院校、育少年 宫等冷規竞赛项目甚至已经成为省市国家乃至国际比妄项FK遥控 模型的设计和研制集科技创新技能训练趣培养于一体成为电子 值息、妖人式系统.机电体化寻工科&业学生毕业设汁业余制作M 目的首选。本文将介绍 款无线潘控汽车棋型的研制过程。2方案论证比较和选择XI遥控力式的论证比较和选择当前遥般采用连线红外、无线三种遥疫方式。连线逼控 方式遥控器和接收控制竭通过直接导线相连.一般在技术上客易实 现成本低但由F遥控裾和樓收控樹端亦在连线引起连线外绕、打 结、连接不良等缺点一般较少采用红外遥料方式通控器和按收悴制 端通过红外光传送控制佶息由于红外光抗十扰能力爱，成本较低在 家用电器爭产品上得到广泛的应用但由于其存在定向性并貝光线 不能穿透址門物.所以不完仝适合本项冃.无线通桂方式遥控器和接 收控制玳通过无线电波传送检制侑息由于近几年无线进控技术发展 很快各种无线模块在性龜不新提岛的阿时成本也较低并且没右定 向性叮以穿趙障碍物所以非常适合本琐H.但无线遥控方式易受其 它无线电波的干號因此必须采取惜施提髙系枕的枕干扰能力。2.2遥控发射端的方案论证和选择谡控发射靖主要传送控制小车連度和方向的各种参数。主婴有以 下二种方式。1 可用矩阵技键输入和普通的无线遥控模块进行无线遥控毎个 佬值代表一种状忘或速度等级并由无线遥控模坎通过就片机”0璀 口直接收发控制侑号可奁接般单片机识WL该方案电路俺单且软件 编程容易实现但數据传输牢太低栓制方式简臥控制精度不高“2用却个电位器通过AD转换器实现无极调速再通过无线通讯 模块实现无线弗行数朋传送.个悴制直流电机力向（町控劃汽车模 型前邊和后退）和速发（可实现型调速）一个控制汽车棋型的 行駛方向以及具体方位。此种方武输入的是模拟借号需用A/D转换 芯片转棧麻方能钱片机识別.电路较复杂11软件编程也较为复杂. 但悴制辆度高tt檢作方便并更按近千实际尺车控制枳式。经过比ttftfn决定采用洽若,A/D转換芯片采用单片CMOS集成 A/D转換器 ADC0809,2.3数据传输部分方案论证和选择效据传输部分上要采用无线发射和接收模块。现在市面上的发射 和接收棋块价格相左较人有的发射和接收棋块虽然价位较低但延迟 时何长用在家电控制力血还町以但不适用于实时控制衆求较岛的 场合。由于木项目用来控制汽车復5L要求实时拎制功能强反应速度 快所以采用了价位校高实时悴制性能较好的无线通讯模块。2.4电乩駅动部分方案论证和选痒电机翌动部分通过单片机輸出牀冲控制汽车樓型的速度和方向 有两种方家吋供选择一种足在小车的左右各放一个寵流电机通过 控制左右购个曲fit的转动方向和转連控制小出舸进、応退以及转向和 速度。俊方式容易实现但9实际人车控制方犬相左较远。刃种足企 小车的前瑞放-个步进电机用来悴制小车左右转在小车的麻瑞放 一个直流电机悴制小车師进后退以及速度.该方式控制功能校复 杂但控制粕度高与实际汽车控制方式相近。因此本项目采用第二种方案。3 系统硬件电絡和软件程序设计3渥控发射端的设计遥控发射部分主公由AD转换郁分、数码显示部分、发射模块、单 片机CPU外围电路等组成如图I所示：ffl 1单片机ADC0809万方数据十向电位一3.1.1A/D转换电路其中A/D转快邰分由于要对二路（速度和方向）进行取样和转换. 因此我幻采用ADC0809芯片.该芯片能对八路模拟信号进行采祥和 转换具体电路如图2所示此处VR1方向电位務13好采用精密电位 瓠S2連度和方向取样转揍电踣本电路中ADC0809通道0（連度电位器）的地址为8000H,通道1 （方向电位31）地址为8001H,采用夜询法帽应的AD转快子因序如 T：DADCO8O9:MOV DPTR. #OOOH ;取克潦电机电位器（的/后）据 MOVX DPTR.A;启动 AD 转袂HER1JB P3.3.HER1;尊待完成.査询式MOVX A.DPTR ；敢放据 MOV30H.A 3011 保亦逢 MOV DPTR, #8001H ；取左右电机效据 MOVX DPTR,AHER2： JB P33.HER2MOVX A.DPTRMOV31H人；31H保存方向散据96科技JtO机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008年第24期J1RET在主程序中毎隔一定时间（如0.1S.可用耀时程序实现或使用定 时為定时得封）渎取速度和方向电位器的转换值送给速度和方向数 第处理干程序进行处理。3.L2連度和方向数据处理程序1 数据辂式的约定由于传送的控制数据包含直流电机的正反转和调谨（决定汽车模 U!的和进退以及速度）以及步进电机的旋转方向和施转角度（决 定帆车繽5?的左/右转和清的你度）。因此将人位二进制数据的传送格 式定义如图3所示。制何时忌示速度數据便于I*作和试其组成框图如图7所示。科技JtO机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008年第24期D7D6D5 D0數据类型 （0： iM b方向）数据符号 （0：为正 h为负）数据大水图3控式2JS度散据处理我们采用将采样所柯的速度数据（保存于30H单元）与80H（中 间值）比较从而得到电机的前进/倒退和具体速哎值并以D7位为0 作为玄流电机数据标土）6位作为前进/倒退标土D0D5为具体的 速度值图4为恵流电机数据处珅液程简图图6无拔通讯模块的连接示图BB7发射部分电tt8B321接收效据处理接受控制竭按收到数据后必须按照糸先约定的数帯格式进行数 据的分类处理区分接收数据的控制对象（即电机类刃）数据符号（电 机运转方向）和数据大小其处理流程图如图8所示。科技JtO机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008年第24期1 计坯二Ai( ttBMMU ；J， PIB* 电 f1f WAN电帆样事彳1忸正新*工|s良转.np13tStt一 TFfcH 卜一94連度敷栃处图3 方向数据处理本系统采用歩进电机实现方崗调俗.面步进电机为差值执行郵 件本系统釆用将本次采样值和上次采样值相减的方法得到本次步进 电机的执行步数，并以1）7位为1作为步进电机散据标志.06位作为 左/右标志D0D5为具体的角度数ftL图5为步边电机数据处理简4 数据发送本部分采用无线通讯模块实现華片机的申行通讯无线通讯傻块 Wtt线图如图6所示撮戌連牢力W200B/斗本累统采用的波恃卓 为1200B/S为了锲烏系统的抗干扰能力采用了奇偶狡验的方法。3.2 收控制瑞的设计播受控制瑞的上要目的見接受发送竭送来的速度和方向數据并 实现对直淹电机的方向和速度控It以及步进电机的左右能转角度控322直流电机正反转和调速控制號门采用四个中功成H阳宜it电机除动电路通过 与门74LS08和反相器4069组成U流电机的正反转控制和调3.P2.6 通过高低电平矗制电机的正反转，F25的PWM牀冲竝制自流电机的 转速“当P26输岀髙电半时.UIA丄作可将PWM脉冲输出则Q3 和Q4界通.P2.6的爲电平经U2A反相.使U1B输人瑞为低电 平.U1B不工作便QI和Q2仪止从而使接在JI抽座的氏流电机正 转小乍前进反之如果P2.6输入-个低电半则Q1和Q2导通RQ3 和Q4載止电机反转小车辭退-同时.如采改变PWM冰冲的占空 比则可以灣节电机的转速实现遥控小4枝毂的速度控制本项目中 利用定时器TO产生PWM 调制波形.TO的定时时间为lms.PWM 周期为100 ms占空比由发送来的速度数据（即PWM牀伸宽度值）决 定图10为玄流电机PWM调速流程简图,，科技JtO机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008年第24期科技JtO机械与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008年第24期万悬据o机恢与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008 年 *24JN323步进电机的控制本項R采用闪相步逬电机，其5K动电11所示.步进电机定数字式控制电机它将脉冲值号转变成角位移按序 列输入一组關冲估号步进电机就转动一定角度因此站常込合于廉 片机控制。步进电机区別F其它控制电机的址大恃点忌它是通过输 入脉冲信号来进行控制的.即电机的总转动角度由输入脉冲数决定. 而电机的转速Itl族冲依号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作.控制信号由单片机产 生。其基本原理作用如卞：1 控制换柑顺序通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：四相步 进电机的单列拍工作方式其各相通电醮廉为A-B-C-Dq W相步进电 机的双四拍工作方式Mitffl通电腹库为AB-BOCDA。2擦制步进电机的转向。如果按正序换相通电则步进电机正转. 如果按反库通电换相則步进电机反转.3 控制步进电机的转速囁动脉冲的间爲罐短步进电机的转速 就越快。调整单片机发出的牀冲頓車，fit可以对步进电机的速度进行 控制。本设计所采用的是四相步进电机采用承四拍换相顺序利用相 应的I/O 口输岀低电平便相应的三极箕导通即可使菓一相通电宾现 步进电机的转动控制图12为步进电机控制淹程简图。0 12步虑电机控解潦程简图3.3 它电路包括臥片机的时钟、复位、显示尊电路，由于该部分电路渎者祁较 为熟悉在此不再介绍。4总结在完成以上步915.9t可以进行18控汽车復型的调试作者制作 的无线链桂汽车蟆空实物如图13所示（无线通讯模块安装在汽车模 51的外充上），经实际遥控测试遥控汽车模型达到预定的设计功能. 可以实fl!无极河速和方向控制a）遥控汽车接收控制端b）遥控汽车发射控制端图13无线遥控汽车鑽辔调试实犒圈（#-SCDMA?ftE 代移动京；人民邮电出版社.2003【贵任#o机恢与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008 年 *24JN#o机恢与电子oSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2008 年 *24JN万方数据98ITIHfiMLXJ WANFANGDATA无线遥控汽车模型的研制作者：任富民作考单位：广东省电子技术学校,广东,广州，510515刊务科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2008. (24)引用次数：0次1 任富民新世PWM控制在发电机励磁设备中的应用期刊论文广两电力2007(3)2.匡出林.任當民单片机原理及应用2007本文链接:http: d. g. wanfangdata. com. cn Periodical_kjxx200824350. aspx下载时间：2010年4月22 tl