遥 控 小 车 制 作
大 作 业 报 告
目录
一、整体方案设计 .................................................................................... 1 1.1 整体方案设计的思路 ................................................................. 1 1.2 整体方案的流程图 ..................................................................... 1 二、小车系统概况 .................................................................................... 1 2.1 最小系统简介 ............................................................................. 1 2.2 稳压系统简介 ............................................................................. 2 2.3 红外遥控简介 ............................................................................. 2 2.4 驱动原理简介 ............................................................................. 3 2.5 直流电机简介 ............................................................................. 4 三、硬件及软件 ........................................................................................ 5 3.1、Protel ............................................................................................ 5 3.2、protues .......................................................................................... 5 3.3、Keil ............................................................................................... 5 四、程序清单............................................................................................. 6 五、电路板的焊接及仿真 ...................................................................... 10 六、结论及心得 ...................................................................................... 10
一、整体方案设计
1.1 整体方案设计的思路
利用无线发射和无线接收模块控制单片机，让单片机翻译传输指令，从而实现相应的功能。具体的过程如下：无线发射模块发出指令，无线接收模块接收信号后，传递给单片机，单片机翻译接收到信号后，传输给驱动电路驱动电机旋转，从而实现让小车的前进、后退、停止、左转和右转。
1.2 整体方案的流程图
基于单片机STCC52整体设计的智能小车， 根据原来设计的思路上画出了相对应的流程路， 由于是整体结构图，就只是画出了大致的结构流程， 而细节将在后面做出介绍。
单片机
无线发射模块传输信号传输信号控制无线接收模块二、小车系统概况
2.1 最小系统简介
电机驱动模块控制控制小车运动单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组。
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1、复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。
（1）上电复位：STC系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。 （2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。
单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
2.2 稳压系统简介
X78XX系列是三端正电源稳压电路，它的封装形式为TO-220.它有一系列固定的电压输出，应用非常广泛。每种类型由于内部电流的，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本上不会损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于1.5A输出电流。虽然是招安照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流。
D21N4148MC7805KU2Vin+5V+5V2C5C650uF 16V104R51KD3LED0V+1GND3 特点：1、最大输出电流为1.5A 2、输出电压为5V：6V；8V；9V；10V；12V；15V；18V；24V： 3、热过载保护 4、短路保护 5、输出晶体管安全工作区保护
2.3 红外遥控简介
1、红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。应 用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1 所 示。发射部分包括键盘按钮、编码调制、LED 红外发送 器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
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2、遥控发射器及其编码
其编码由引导码+客户码1+客户码2+操作码+操作反码组成。
1）引导码：就是一把钥匙,单片机只有检测到了引导码出现了才确认接收后面的数据 ,保证数据接收的正确性.
2）客户码：为了区分各红外遥控设备,使之不会互相干扰. 3）操作码：用户实际须要的编码,按下不同的键产生不同的操作码,待接收端接收到后根据其进行不同的操作.
4）操作反码：为操作码的反码,目的是接收端接收到所有数据之后,将其取反与操作码比较,不相等则表示在传输过程中编码发生子变化,视为此次接收的数据无效,可提高接收数据的准确性.
3、遥控信号接收
接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL 电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有3 个引脚：Out、GND、Vcc 与单片机接口非常方便，如图7 所示。 ① 脉冲信号输出接，直接接单片机的IO 口。 ② GND 接系统的地线（0V）； ③ Vcc 接系统的电源正极（+5V）；
2.4 驱动原理简介
1、恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N
L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。
L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2．5A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB连接控制使能端，控制电机的停转。表1是L298N功能逻辑图。 In3，In4的逻辑图与表1相同。由表1可知EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当EnA为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停等。
芯片及管教图 3
2.5 直流电机简介
1、直流电机的应用
电动机简称电机，是使机械能与电能相互转换的机械，直流电机把直流电能变为机械能。作为机电执行元部件，直流电机内部有一个闭合的主磁路。主磁通在主磁路中流动，同时与两个电路交联，其中一个电路是用以产生磁通的，称为激磁电路；另一个电路是用来传递功率的，称为功率回路或电驱回路。现行的直流电机都是旋转电驱式，也就是说，激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子，带换向单元的电驱绕组和电驱铁芯结合构成直流电机的转子。
直流电机有以下4方面的优点： 我们的 1.调速范围广，且易于平滑调节。 电动机 2.过载、启动、制动转矩大。 3.易于控制，可靠性高。 4.调速时的能量损耗较小。 所以，在调速要求高的场所，如轧钢机、轮船推进器、电机、电气铁道牵引、高炉送料、造纸、纺织、拖动、吊车、挖掘机械、卷扬机拖动等方面，直流电机均得到广泛的应用。
2、直流电机的基本工作原理
当电刷A,B接在电压为U的直流电源上时，若电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此ab与cd两导体都受到电磁力的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电机左手定则判断，ab边受力的方向是向左的，而cd边则是向右的。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针转动。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半周之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，cd边转到N极范围内，但是由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在s极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此电磁力的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N,S极范围内的导体中电流方向总是不变的，因此线圈两个边的受力方向也不变，这样线圈就可以按照受力方向不停地旋转，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其他机械工作。
从以上分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围转到另一个异性磁极范围时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变，换向器和电刷就是完成这一任务的装置。在直流电机中，换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键部件。
当然，在实际的直流电机中，不只有一个线圈，而是有许多线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流在磁场中因受力而转动时，就带动整个转子旋转，这就是直流电机的基本工作原理。
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三、硬件及软件
3.1、Protel
3.2、protues
3.3、Keil
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四、程序清单
#include sbit IR=P3^2; sbit ENA=P2^2; sbit ENB=P2^3; sbit IN1=P2^4; sbit IN2=P2^5; sbit IN3=P2^6; sbit IN4=P2^7; unsigned char irtime; bit irpro_ok,irok; unsigned char IRcord[4]; unsigned char irdata[33]; void Ir_work(void); void Ircordpro(void); void go() { ENA=1; ENB=1; IN1=1; IN2=0; IN3=1; IN4=0;}
void down() { ENA=1; ENB=1; IN1=0; IN2=1; IN3=0; IN4=1; } void stop() { ENA=1; ENB=1; IN1=1; IN2=1; IN3=1; IN4=1; }
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void left() { ENA=1; ENB=1; IN1=1; IN2=1; IN3=0; IN4=1;
}
void right() { ENA=1; ENB=1; IN1=0; IN2=1; IN3=1; IN4=1; }
void Ir_work(void)//红外键值散转程序 { if(IRcord[2]==0x18) { go();
}
else if(IRcord[2]==0x52) { down();
}
else if(IRcord[2]==0x1c) { stop();
}
else if(IRcord[2]==0x08) { left();
}
else if(IRcord[2]==0x5a) { right();
}
irpro_ok=0;//处理完成标志
}
void Ircordpro(void)//红外码值处理函数 {
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误差 }
void main(void) {
if(irpro_ok) //如果处理好后进行工作处理，如按对应的按键后显示对应的数字等 { }
Ir_work();
IT0 = 1; EX0 = 1; EA = 1; TMOD=0x02; TH0=0x00; TL0=0x00; ET0=1; TR0=1; while(1)//主循环 {
if(irok) //如果接收好了进行红外处理 { }
Ircordpro(); irok=0;
}
irpro_ok=1;//处理完毕标志位置1
}
IRcord[i]=value; value=0;
value|=0x80; if(j<8) } k++;
value>>=1;
unsigned char i, j, k; unsigned char cord,value; k=1;
for(i=0;i<4;i++) //处理4个字节 {
for(j=1;j<=8;j++) //处理1个字节8位 {
cord=irdata[k];
if(cord>7)//大于某值为1，这个和晶振有绝对关系，这里使用12M计算，此值可以有一定
{
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}
void tim0_isr (void) interrupt 1 using 1 { }
void EX0_ISR (void) interrupt 0 //外部中断0服务函数 { }
static unsigned char i; //接收红外信号处理 static bit startflag; //是否开始处理标志位 if(startflag) { } else { }
irtime=0; startflag=1;
if(irtime<63&&irtime>=33)//引导码 TC9012的头码，9ms+4.5ms
i=0;
irdata[i]=irtime;//存储每个电平的持续时间，用于以后判断是0还是1 irtime=0; i++; if(i==33) { }
irok=1; i=0;
irtime++; }
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五、电路板的焊接及仿真
电路板的焊接 电路板的检查
稳压电源的调试 电路板的调试
成品小车
六、结论及心得
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