无线遥控汽车模型的研制

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1、 o机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 第 24 JU 95 o机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 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

2、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。

3、 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

4、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

5、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

6、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。

7、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

8、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,A ・ HER2： JB P33.HER2 MOVX A.@DPTR MOV31H人；31H保存方向散据

9、 96 科技・Jt O机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第24期 J1 RET 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

10、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・Jt O机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第24期 D7 D6 D5 〜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

11、D7位为0 作为玄流电机数据标土」）6位作为前进/倒退标土・D0~D5为具体的 速度值•图4为恵流电机数据处珅液程简图❾ 图6无拔通讯模块的连接示■图 BB7发射部分电tt8B 321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・Jt O机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第24期 1 计 坯二A^i( ttBMMU ； J ， 「 P I ■B* 电 f

12、1 f WAN电帆样事彳 1 忸正新・*<*•] 工 ■■ |s良转. np 1 3tStt 「一 T FfcH 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・D0~D5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

13、 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，F2・5的PWM牀冲竝制自流电机的 转速“当P2・6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

14、 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・Jt O机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第24期 科技

15、・Jt O机械与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第24期 万悬据 o机恢与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 *24JN 323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

16、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-BOC—DA。 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

17、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 （#

18、

19、咬件开复俎蚀式•什算机发件救研俎俎快。贡*小空发电杭3皿设•盘钢S 釣孜邊和升佩.丈矣研丸方角：羊片机5嵌入瓦韋绘•开算机牠创。 [責任■■:张艳芳] 97 o机恢与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 *24JN # o机恢与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 *24JN （上接策73页）授索和黄页授索等;二是互联网授索应用•通过手机随 时捜貳来自WAP网站和互联财网站的伯息内容■包括图片、铃声、视 驭■咅乐尊。 此外•还肩衽线咅拓•移功办公

20、■位重脱务•手机島速上阴及F竄 等应用上曲堆『相当一部分用户的需求•在3G时代值得期待。 4•结束语 S8着科技的发展•我们可以想象•移动通倍将给人们带来越来趙 多的便利•移动数据业务也必将有越来越广細的发展空间卩总 【簽■文IM） [1】彭林•第二代移动通电子匸业出d社.2OO3. [2] 竺mK.W分多址侈功通伉系统[MJJC京：电子T.业出版It.1999・ （3） ^tftm.TI>-SCDMA?ftE 代移动 京；人民邮电出版社.2003・ 【贵任 # o机恢与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 *24JN

21、 # o机恢与电子o SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 年 *24JN 万方数据 98 ITIHfiM LXJ 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