传输给编码器。经过编码器的编码,将不同的指令更具高低电平的位置转化成宽度不同的脉冲组合,之后再传送给315M射频发射模块。在振荡器之中通过110%调制深度的AM调制之后,根据不同宽度的脉冲位子转成不同位置的正弦波信号发送出去。至此遥控电路的所有任务皆以完成。在遥控电路上的红色发光二极管,则是对是否有信号发出进行提示,方便后期的调试和故障的排查。整个遥控电路的电路图如图6所示。
表1 引脚电位及其相应状态
D3 0 0 0 0 0 1 1 D2 0 0 0 1 1 0 0 D1 0 1 1 0 0 0 0 D0 1 0 1 0 1 0 1 慢速 中速 左转 快速 右转 停止 中速匀速
图6 遥控电路
3.3接收与主控模块
所谓的接收与主控模块为小车用于执行指令的主控电路,它的组成包括STC89C52RC单片机,ULN2003驱动芯片,稳压芯片,单片机电源开关,晶振,两个独立电源,315M超再生接收模块,以及一个舵机两个电机。
3.3.1 P2272译码器
PT2272译码器为2262编码器所配对的响应的信号处理芯片。其引脚图如图7所示。如2262一样,2272的1到8号与10到13号为地址管脚,其中1到8号宽口如上文所提及的需要与2262的1到8号端口相对应,当然一但不对应2272便无法对2262的编码进行解码处理。口与2262完全对应的时候,管脚才能输出与2262的数据端相对应的高低电平。14管脚作为2272的输入端,其作用为接收发射模块所发出的信号。而第17号管脚的作用为对解码是否有效做出确认,因为输出端在无信号输
出的时候是保持低电平的状态,所以当其确认解码有效之后,其电平就会变成高电平状态,但是只瞬时状态,之后又会恢复低电平。
图7 2272解码器
由于2272的工作电压最小值为2V最大值为15V,且又因为与2272在同一电路上的52单片机的工作电流为5V,所以便将单片机,2272使用同一电源供电。因为真个小车需要通过单片机来控制,而2272又属于主控本分,其作用在于将接收到的指令传递给单片机进行进一步的处理,所以将2272的数据管脚接至单片机的出入端中,从而完成2272编码器的工作。
3.3.2 315M超再生接收电路
本次设计选用的接收模块为315M超再生接收模块,是315M射频发射模块的配套模块。它是根据超再生原理而研发的而一种无线接收的集成芯片。这次设计所使用的315M接收电路是一个集成电路,在这个元件的集成电路中包括了为了保证能准确接收信号,降低误差的前置低噪放大器;可以对所接受信号进行转换的超再生振荡器,熄灭信号发生器以及包络检波解调器等电路。芯片工作在315MHz/433MHz的ISM(Industrial, Scientific and Medical)频段,采用OOK(On Off Keying) 调制方式。芯片根据所采用的输入数据再直接输出数据的设计思路,从而将接收到的RF信号经过
解调处理之后,输出CMOS电平数据信号。此芯片在理论上的工作电压应为4.5到5.5V之间,当5V时芯片将消耗的电流预计为4mA,显而易见其典型灵敏度优于-90dBm。最大数据速率为10Kbit/s,工作温度范围-40°C至+85°C,提供SOP8封装。
由于此模块为直接购买的现成接收模块,对并不能完整阐述此模块内各个元器件的链接用处与意义所在二深感惭愧,所以在这里展示其提供的电路图,其电路图如图8所示。同时也因为此模块的工作电压与所使用的单片的工作电压相一致,所以此模块与单片机一道使用同一个的供电电源,以做到在使用少量的电源来保证更多电子元件的使用,这样不但可以减少成本也能降低设计的难度,减少不必要的多余导线的链接。315M超再生接收电路在整个电路之中的作用为将射频发射模块所发射的正弦波信号接收之后,转化成与正弦波相对应的不同宽度的脉冲,随后再将其发送给2272解码器进行解码。至此此模块所需要承担的工作已完成。
VDDLoscCvddCoscVDDOSC1OSC2OUTPUTSCSR118INCantLinCinGNDVDDFILT2R1C2FILT1C1
图8 接收模块电路原理图
3.3.3主控电路
主控模块整体由单片机,2272译码器,315M超再生接受模块以及电机和舵机组成,其整体电路如[图8]所示。在这部分将对2272译码器,单片机以及其他部件进
行简单的介绍。
首先,2272作为与2262编码器所配对的译码器而言,与上文介绍的一样二者的1到8号脚必须相配对,且状态保持一致,才能发挥其作用。如前文所诉,接收模块接收到的正弦波信号转化为不同宽度的脉冲后,将其传至译码器,译码器则将所收到的信号状态转化成电位输出给单片机,经过单片机依据程序设定将命令分别传送给电机与舵机,从而确实实现对其控制的操作。
将2272译码器的17号端口接一个发光二极管,由于此端口的状态为电平常低,只有在解码确认有效之后才会出现瞬态的高电平状态,于是在这里接一个二极管可以很直观的体现出有无接收到信号并且将其解码,也有助于后期的调试与故障排除。将接收模块的输出端接入2272的14号引脚,也就是其输入端。其10到13号地址管脚与2262相对应,但是其作用是将恢复成高低电平的信号向单片机输送的输出端口,并且接在单片机的P2.0到P2.3端口。而单片机就会通过不断的扫描P2.0-P2.3端口之间的信号来改变舵机与电机的占空比。
首先,单片机的本质其实就是一个计存器,然而它的计存方式又分为三种,方式0:高8位低5位有效,其最大值为8192。方式1:全位有效,其最大值为65536。方式2:低8位有效,其最大值为256。本次设计中所使用的是方式1,其原因是操作较为简单,且相应的存储量大。在经过对程序的处理之后通过P1.1与P1.0端口分别将指令发送给控制电机与舵机的驱动芯片。从而完成其在整个设计中的最核心的控制作用。将接受到的简单的电平信号经过程序的执行,将信号转换成不同的脉冲发送给驱动芯片。
在主控电路中驱动芯片采用的是ULN2003,其特性是高耐压,大电压负荷晶体管驱动列阵。舵机与电机的转向与速度变化皆用占空比来控制()。其中电机的占空比比值越高速度越快。同理舵机由于考虑速度的变化,其转弯角度也存在一定的角度更