【正文】 he use of wireless controlled way to achieve effective control of the car. In the practical application of this graduation design, the use of the 89C52 microcontroller, the transmission signal coding and decoding through 2262 and 2272 the level of its simple change to the pulse signal, and then use 315M RF transmitter and receiver circuit circuit of the pulse signal and the sine wave signal into each other, and receive and transmit via its. For the received signal using the PWM modulation to change the motor speed and steering angle. The design uses a C language programming, in order to achieve effective control of the car through the program. Key words: 2262/2272 315M Launch receiving circuit 51 Single chip microputer 5 對(duì)于本次遙控小車的設(shè)計(jì)，雖然在各種技術(shù)上面來說，在當(dāng)今世界的各個(gè)領(lǐng)域基本都已什么成熟。當(dāng)然隨著技術(shù)的發(fā)展，成本也將會(huì)隨之下降，更有助于普及。很多低成本的遙控玩具都是使用集成電路作為驅(qū)動(dòng)，而類似飛機(jī)，汽車，都是使用更加智能化的微信處理器，因?yàn)檫@些設(shè)備的線路復(fù)雜，功能繁多，它們需要智能的驅(qū)動(dòng)來使其可以準(zhǔn)確無誤的運(yùn)轉(zhuǎn)起來。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來自于一個(gè)車輛測距小組作為其中一個(gè)部分二單立為一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，由前車搭在防 追尾預(yù)警系統(tǒng)保持勻速行駛，而后車才用變速的方式由迅速開始加速從而縮短與前車的距離，進(jìn)而出發(fā)預(yù)警系統(tǒng)的工作。遙控小車預(yù)計(jì)所能達(dá)到的效果如下所示； （ 1） 整個(gè)小車的設(shè)計(jì)與控制操作都基于單片機(jī)。 2． 整體設(shè)計(jì) 6 本節(jié)中將對(duì)在準(zhǔn)備設(shè)計(jì)時(shí)所考慮到的幾種方案進(jìn)行列舉闡述以及簡單的對(duì)比，并在接下來的響應(yīng)章節(jié)中進(jìn)行具體的分析。所有元器件使用洞洞板安裝焊接。從而使得對(duì)于舵機(jī)與電機(jī)可以更精確的控制。相比之下方案三使用兩個(gè)單片機(jī)分別控制舵機(jī)與電機(jī)并非必須，可以對(duì)一個(gè)單片機(jī)燒錄程序同時(shí)控制舵機(jī)與電機(jī)。 方案一： 采用紅外遙控，其 由發(fā)射 模塊與 接收 模塊 兩部分 所 組成 。發(fā)射模塊主要組成部分為編碼器，振蕩電路，按鍵。與方案二相比方案三所采用的超聲波控制，并不像 無線電遙控模塊 那樣 在市場上 十分普遍 ， 雖然超聲波的遙控系統(tǒng)會(huì)具有功耗更低，抗干擾能力更強(qiáng)的優(yōu)勢特點(diǎn)，但其不像已經(jīng)普及的無線遙控那樣價(jià)格低廉，并且 無線電遙控 的 傳輸距離、抗干擾能力 等 ， 對(duì)于控制一個(gè)小車已是搓搓有余。由遙控部分中發(fā)射模塊將信號(hào)指令發(fā)射出去，當(dāng)接收模塊接收到信號(hào)處理之后傳遞給主控電路中的 51單片機(jī)，單片機(jī)則根據(jù)接收到的信號(hào)，通過程序?qū)⒅噶罱唤o電機(jī)與舵機(jī)執(zhí)行，從而達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。同時(shí)也會(huì)簡單介紹單片機(jī)，展示總電路圖。不可否認(rèn)，由于單片機(jī)在近幾年內(nèi)的迅猛發(fā)展，新型單片機(jī)相對(duì)于老舊單片機(jī)已經(jīng)在功能，速度，可靠性上有了很大的飛躍，以及成本的降低，當(dāng)然也改變了老舊單片機(jī)不能反復(fù)燒寫的弊端，使得單片機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域，交通運(yùn)輸，能源供給，電氣，甚至是軍事領(lǐng)域都有很大的用武之地。與 51單片機(jī)相比， 52 單片機(jī)額外多擁有一個(gè)定時(shí)器，并且 52 的 RAM 存取存儲(chǔ)器比 51 多出 128 字節(jié)，其存儲(chǔ)空間為 256字節(jié)，同樣 52 的 ROM 自讀存儲(chǔ)器為 8KB 為 51的一倍。 雖然 STC89C52 說使用的內(nèi)核為 MCS51，但 是通過對(duì)其進(jìn)行了 改進(jìn) 使得 89C52 擁有了新的功能 。 (3)其 工作頻率 的 范圍為： 0～ 40MHz，但在實(shí)際工作中可以達(dá)到最高 48MHz。 (7)不需要專門的編程器，可以直接下載程序。 (11)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)通用異步 串行口 （ UART）。 P2262編碼器 首先 PT2262與 PT2272是由 CMOS 工藝制造的功耗低而且價(jià)格又相當(dāng)?shù)土囊环N編碼解 10 碼電路， 2262是由地址碼，數(shù)據(jù)碼，同步碼所組成的一個(gè)完整的碼字所發(fā)出的編碼信號(hào)。而17 與 18 號(hào)引腳為電源的正負(fù)端口。 2262 編碼器的電源電壓應(yīng)保持在 到 15V 之間，因?yàn)槭褂玫碾娫礊?9V 的電源，為了將電源控制在 5V，所以在在矩陣鍵盤與端口 9之間接了四個(gè) 10K 歐姆的電阻。也是正因如此，315M射頻發(fā)射才能正確的根據(jù)脈沖寬度發(fā)出正確的正弦波。無信號(hào)輸入則無輸出，有信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)不反相，調(diào)試成本低且 11 方便。這里將對(duì)R1,R2,C3,C6， L的作用做簡單的介紹。 那么很顯然，另一對(duì)起到組合作用的為電感與兩個(gè)電容。先將矩陣鍵盤的按鍵輸出端分別接到 2262編碼器的 0至 3號(hào)數(shù)據(jù)管教上，并在每個(gè)按鍵按鍵與數(shù)據(jù)端口的連接線線上分別添加一個(gè)二極管，用于反向隔離防止高電平的逆行，例如：按下“慢速”按鈕之后，經(jīng)過定義使 D0成為高電頻，如果不接二極管反向隔離，則與其相連的其他也成高電頻，從而導(dǎo)致遙控部分從根本上失靈。 按鍵的實(shí)質(zhì)效果通過電平的不同而表現(xiàn)出來，經(jīng)過導(dǎo)線將這些用電平方式描述的指令傳輸給編碼器。在遙控電路上的紅色發(fā)光二極管，則是對(duì)是否有信號(hào)發(fā)出進(jìn)行提示，方便后期的調(diào)試和故障的排查。其引腳圖如圖 7 所示。而第 17號(hào)管腳的作用為對(duì)解碼是否有效做出確認(rèn)，因?yàn)檩敵龆嗽跓o信號(hào)輸出的時(shí)候是保持低電平的狀態(tài)，所以當(dāng)其確認(rèn)解碼有效之后，其電平就會(huì)變成高電平狀態(tài)，但是只瞬時(shí)狀態(tài)，之后又會(huì)恢復(fù)低電平。它是根據(jù)超再生原理而研發(fā)的而一種無線接收的集成芯片 。 此 芯片 在理論上的 工作電壓 應(yīng) 為 ， 當(dāng) 5V時(shí) 芯片將 消耗 的 電流 預(yù)計(jì)為 4mA， 顯而易見其 典型靈敏度優(yōu)于90dBm。 由于此模塊為直接購買的現(xiàn)成接收模塊，對(duì)并不能完整闡述此模塊內(nèi)各個(gè)元器件的鏈接用處與意義所在二深感慚愧，所以在這里展示其提供的電路圖，其電路圖如圖 8所示 。 IN G N D F IL T 2 F IL T 1O U T P U TO S C 2O S C 1V D DV D DS C S R 1 1 8C v d dC o s cL o s cC 1C 2C inL inC a n tV D DR 1 圖 8 接收模塊電路原理圖 主控模塊整體由單片機(jī)， 2272譯碼器， 315M超再生接受模塊以及電機(jī)和舵機(jī)組成，其整體電路如 [圖 8]所示。 15 將 2272 譯碼器的 17 號(hào)端口接一個(gè)發(fā)光二極管，由于此端口的狀態(tài)為電平常低，只有在解碼確認(rèn)有效之后才會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)的高電平狀態(tài)，于是在這里接一個(gè)二極管可以很直觀的體現(xiàn)出有無接收到信號(hào)并且將其解碼，也有助于后期的調(diào)試 與故障排除。 首先，單片機(jī)的本質(zhì)其實(shí)就是一個(gè)計(jì)存器，然而它的計(jì)存方式又分為三種，方式 0：高 8位低 5位有效，其最大值為 8192。在經(jīng)過對(duì)程序的處理之后通過 與 端口分別將指令發(fā)送給控制電機(jī)與舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。舵機(jī)與電機(jī)的轉(zhuǎn)向與速度變化皆用占空比來控制（ T??高tp ）。首先穩(wěn)壓芯片雖然不是和電路的控制有關(guān)，但是其作用確實(shí)缺一不可的，作為穩(wěn)壓芯片，它的作用顧名思義就是起到穩(wěn)壓，當(dāng)輸入電壓在 5到 35V之間的時(shí)候通過穩(wěn)壓芯片可以將電壓保持在 5V，從在持續(xù)供電的同時(shí)保護(hù)了單片的以防其被燒壞。而另外一個(gè)單獨(dú)供電的則向前文所提到的使用電池串聯(lián)的方式將其達(dá)到舵機(jī)與電機(jī)的工作電壓的要求，盡可能的保證其工作的性能不因?yàn)楣╇姴蛔愣艿接绊?，其電路雖然經(jīng)過 單片機(jī)所在的洞洞板，但直接接在電機(jī)和舵機(jī)與驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端之間，從某個(gè)方面說使得驅(qū)動(dòng)芯片成為電源的開關(guān)，直接控制著電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 9 主控電路及 315M 超再生接 收模塊 本次設(shè)計(jì)使用了一個(gè)舵機(jī)與兩個(gè)電機(jī)。而考慮到電池可能的替換，換成 4節(jié)普通的 ， 但是電流明顯下降，雖然能使電機(jī)工作，但是其性能卻由于供電不足而下降。 17 圖 10 整體電路 在本節(jié)中將詳細(xì)介紹遙控小車的軟件部分，包括程序，以及編寫工具 keil。 在本次設(shè)計(jì)中為了完成編程所使用的 Keil是由美國知名 Keil Software 公司 推出 的 一款 51系列兼容單片機(jī) 的 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng) 。 而且通過 Keil 的 工具包 整體結(jié)構(gòu) 就可以完成對(duì)單片機(jī)程序的編輯，編譯，鏈接，調(diào)試，仿真等整個(gè)過程。而若使此程序達(dá)到上訴功能，則需要用到 PWM 脈沖寬度調(diào)制和中斷系統(tǒng)。從而，只要按照需要對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制就可以改變電路輸出的電壓，同理，也能如此改變輸出的頻率。當(dāng)然，本設(shè)計(jì)中就是通過對(duì)定時(shí)器的設(shè)置來產(chǎn)生 PWM波。 其實(shí)中斷系統(tǒng)很好理解，就是系統(tǒng)在執(zhí)行某一個(gè)程序的時(shí)候，突然接到了更加優(yōu)先的指令，就會(huì)暫停原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而開始執(zhí)行指令所對(duì)應(yīng)的程序，等到該程序執(zhí)行完成之后再返回開始執(zhí)行原程序。其中 EA端口的電位對(duì)整個(gè)中斷尤為重要，因?yàn)樗?IE的中斷總允許位，而當(dāng)其值為“ 0”時(shí)則表示所有的中斷將被 禁止且不被處理，而其值為“ 1”時(shí)則是中斷是被允許的也是會(huì)被處理的。 上段提到定時(shí)器中斷的允許位，那么就要介紹下定時(shí)器的控制寄存器 TCON，其地址為0X88。而在本次設(shè)計(jì)中，并沒有采用外部中斷的方式，而是使用定時(shí)器中斷，當(dāng)定時(shí)器的中斷請求被響應(yīng)之后，硬件會(huì)自動(dòng)的掃面其中斷請求標(biāo)志位的電位變化，并且及時(shí)的將其清零，所以定時(shí)器中斷的請求都不用人為手動(dòng)清零與撤銷。 //設(shè)置定時(shí)初值 50us TH0 = 0xFF。而在 52單片機(jī)中定時(shí)器有 0， 1兩種，方式有 4種，本次設(shè)計(jì)采用的是方式 1所代表的 16位定時(shí)器，其最大定時(shí) 65536us。然后按順序使用 TRO=1 打開定時(shí)器 0，再通過 ETO=1使能定時(shí)器 0，最后用 EA=1打開總中斷。 TR0 = 0。 //開啟定時(shí)器 0 通過在定時(shí)器中斷中計(jì)數(shù)，也就是 Time0，來計(jì)進(jìn)入中斷的次數(shù)。 Steer_Ctrl是我們調(diào)節(jié)占空比的，Steer_Ctrl的值越大，占空比越大，舵機(jī)輸出占空比 = Steer_Ctrl/500；就是下 面的程序； if(Time0 Steer_Ctrl) //舵機(jī)占空比 =(Steer_Ctrl/Time0)*100% Steer_PWM = 1。 電機(jī)的輸出占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越 快，小車速度越快，反之亦然。就兩個(gè)鍵盤的接線方法相比較而言，矩陣鍵盤的電路接線復(fù)雜，但是相對(duì)提高了 I/O 口的工作效率，且軟件編程也相對(duì)更加復(fù)雜，但是更適合按鍵較多的場合。 圖 14 矩陣鍵盤原理 圖 圖 15 獨(dú)立鍵盤原理圖 在遙控的部分中本次設(shè)計(jì)使用的是一對(duì)編解碼電路，和一對(duì)收發(fā)電路所組成的。 循環(huán)掃描 P2口，如果有輸入的話，該引腳電平為低電平。 { 24 Key_Value = GPIO_Key。 if(Key_Value != 0xF0) //鍵值發(fā)生變化 。 在 case 中： 第一個(gè)為停車：當(dāng)然電機(jī)的占空比為 0，速度為 0，舵機(jī)控制 Steer_Ctrl = 24，舵機(jī)控制的前輪在中間位置。 //停中 第二個(gè)為 3 檔：電機(jī)輸出占空比最高，為 100% case 0xF2: Motor_Ctrl = 500。 //2 檔 第四個(gè)為 1 檔：電機(jī)輸出占空比為 40% case 0xF8: Motor_Ctrl = 200。 Steer_Ctrl = 24。 //右轉(zhuǎn) 第七個(gè)為右轉(zhuǎn)： Steer_Ctrl增大 case 0xFC: if(Key_Count % 50 == 0) Steer_Ctrl += 1。 Steer_Ctrl = 29。 Key_Count = 0。 //定時(shí)器初始化 。 //舵機(jī)的初始值，中間位置，（ 值變小往右偏，大左） 。 //此為 鍵盤掃描函數(shù)， 其作用為 掃描無線接收端的值 ，進(jìn)而正確反映按鍵功能。 27 在電路的調(diào)試和焊接