【正文】 生振蕩，輸出信號(hào)。它將接收到的信號(hào)加以放大，并和本機(jī)產(chǎn)生的等幅振蕩信號(hào)相減，產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的中頻信號(hào)，這個(gè)中頻信號(hào)的幅度中包含有低頻調(diào)制的控制信號(hào)，將這個(gè)中頻信號(hào)加以?xún)杉?jí)或三級(jí)放大， 然后進(jìn)行檢波，將中頻信號(hào)中所包含的低頻指令信息取出，就得到正確的遙控信號(hào)。 超再生接收和超外差接收 的區(qū)別 （ 1） 兩者的成本 上的區(qū)別 超外差（內(nèi)差）類(lèi)接收模塊價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)較高。 而超再生模塊，普遍采用的是一片雙運(yùn)放芯片 358 作為數(shù)據(jù)的放大與整形，因此成本較低 。 從上面兩個(gè)不同點(diǎn)來(lái)看， 若在經(jīng)濟(jì)允許的前提下，盡量選用超外差（內(nèi)差）類(lèi)器件，其抗干擾性能較好。但是這種器件在近距離應(yīng)用時(shí)，會(huì)發(fā)生信號(hào)阻塞現(xiàn)象，即距離很近時(shí)，反而無(wú)法正確接收信號(hào)了，這是由于近距離時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度太強(qiáng)，致使信道阻塞，所以無(wú)法完成解調(diào)。 在考慮無(wú)線(xiàn)控制系統(tǒng)的可靠性上，還與發(fā)送數(shù)據(jù)的控制方式有關(guān) 。 鑒于上述比較中兩種接收模塊的優(yōu)缺點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì) 中系統(tǒng)采用的是 RX3 超再生接收模塊。接收板有較寬的接收帶寬，一般為 2MHz，出廠(chǎng)時(shí)一般調(diào)在 315MHz。接收板的頻率一般是 315MHz，如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為 260MHz~434MHz。特點(diǎn)如下： （ 1）靈敏度高達(dá) 103dbm； （ 2）有合理的接收帶寬，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)各種環(huán) 境使用； （ 3）省電，在 5V 電源工作時(shí)，接收耗電約 ； （ 4）適用于 260～ 440MHz 各頻點(diǎn)調(diào)整容易，供貨周期短； （ 5）輸出信號(hào)為高電平，可選擇點(diǎn)動(dòng)或互鎖； （ 6）一致性好，體積小； （ 7）傳輸速率 最高可達(dá) 6kbps。左、右輪獨(dú)立控制，可以使小車(chē)同時(shí)前轉(zhuǎn)，后轉(zhuǎn)，反向旋轉(zhuǎn) 或者一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)一側(cè)停止。在走迷宮等應(yīng)用時(shí)有巨大的優(yōu)勢(shì)。 （ 3） 增加黑白輻條圓形貼紙，方便小車(chē)測(cè)速 為了方便小車(chē)運(yùn)行速度測(cè)量，我們提供了 六 黑 六 白輻條圓形貼紙，可以貼在和車(chē)輪相連接的齒輪上，從而實(shí)現(xiàn)快速、精確測(cè)速的目的?；迩岸撕缚资菫榉奖阃瑢W(xué)們焊接傳感器電路而設(shè)定，可以方便的搭建黑白線(xiàn)測(cè)量、障礙物檢測(cè)等電路；上面的擴(kuò)展板，則可以直接把單片機(jī)電路、顯示電路、通訊電路、遙控電路等焊接上面，不需要再額外增加電路，方便了使用。 （ 1）車(chē)體基板 小車(chē)的基板 如圖 所示。 19 圖 車(chē)體底面圖 車(chē)體的電路設(shè)計(jì) 車(chē)體的控制電路 包括：接口電路、電源電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和調(diào)速電路， 控制電路原理如 圖 所示 。 （ 2）電源部分 整個(gè)小車(chē)有 四 個(gè)電源信號(hào)：電池電源，控制板工作電源，單片機(jī)控制器電源。二極管 D1 作用有兩個(gè)，即降壓和保護(hù)的作用。 （ 3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 MOTOR1A 和 MOTOR1B 控制一個(gè) H 橋，該 H 橋輸出 J3 接左輪電機(jī)，所以MOTOR1A、 MOTOR1B 控制左側(cè)小車(chē)電機(jī)的前進(jìn)和后退； MOTOR2A 和 MOTOR2B 控制另外一個(gè) H 橋，該 H 橋輸出 J5 接右輪電機(jī)，所以 MOTOR2A、 MOTOR2B 控制右側(cè)小車(chē)電機(jī)的前進(jìn)和后退。 （ 4）電機(jī)調(diào)速電路 為了方便小車(chē)的運(yùn)行速度控制和車(chē)輪的差動(dòng)控制，我們?cè)O(shè)計(jì)了電機(jī)調(diào)速電路，支持DAC 模擬電壓控制調(diào)速和 PWM 調(diào)速兩種方式。 當(dāng)J4 斷開(kāi)時(shí)，改變?nèi)龢O管 Q7 基極的電壓，即改變 SPEED1 輸入電壓，就能改變?nèi)龢O管Q7 的發(fā)射基的電流，從而改變電機(jī)電流，達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 PWM調(diào)速控制：如果我們使用上面的方式，我們還可以使用 PWM 來(lái)對(duì) SPEED1 進(jìn)行控制。 以上兩種 方法在控制效果上基本一致，沒(méi)有太多差別。發(fā)射功率和天線(xiàn)是制約無(wú)線(xiàn)電遙控距離的兩個(gè)重要因素。只有匹配的天線(xiàn)才能將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁波并最大限度地發(fā)射出去。 雖然如此，要完全發(fā) 揮無(wú)線(xiàn)電遙控器件的性能必須經(jīng)過(guò)一定的實(shí)際調(diào)試才能實(shí)現(xiàn)的。這樣在單片機(jī)的控制下，小車(chē)可以 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)接收到的 信號(hào)，單片機(jī)判斷各個(gè)信號(hào)從而發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制小車(chē)進(jìn)行前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn) 、加速、減速等 動(dòng)作。 遙控器主要包括：按鍵模塊、編碼芯片 PT2262 和無(wú)線(xiàn)發(fā)射器 TX3。 無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊 簡(jiǎn)介 PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ， 接 高電平 ， 接低電平 )， 任意組合可提供 531441 地址碼 ， PT2262 最多可有 6 位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ， 設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無(wú)線(xiàn)遙控發(fā)射電路。 現(xiàn)在市面上有 一種和 PT2262/2272 芯片完全兼容的 SC 系列芯片，這種芯片可以直接替代 PT 系列芯片，外 圍無(wú)需作任何改動(dòng) 。 為了便于理解，在接下來(lái)的介紹中仍然以 PT2272 為主。 但是 PT2262 和 PT2272 除地址編碼必須 23 完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會(huì)變近甚至無(wú)法接收 。 表 振蕩電阻匹配表 編碼芯片振蕩電阻 解碼芯片振蕩電阻 PT2262/SC2262 PT2272/SC2272 200K 270K 390K 680K 820K 在這次設(shè)計(jì)中采用的是 和 200k 的組合，如圖 所示： 圖 編碼模塊和解碼模塊的振蕩電阻 編碼芯片 PT2262 PT2262 的 引腳如圖 所示。 表 PT2262 管腳說(shuō)明 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼 、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字， 2262 每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射 4 組字碼， 2272 只有在連續(xù)兩次檢測(cè)到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會(huì)把數(shù)據(jù)碼中的 “1”驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動(dòng) VT 端同步為高電平。 因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)發(fā)射的特點(diǎn)，第一組字碼非常容易受 到 零電平干擾，往往會(huì)產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)， PT2262 無(wú)法 接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)， PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng) 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng) 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全 受控 于 PT2262 的 17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。采用 CMOS 工 藝制造，它最大擁有 12 位的三態(tài)地址管腳，可支持多達(dá) 531441（或 312）個(gè)地址的編碼。 2272 有很寬的工作電壓范圍（ 2~13v）和較強(qiáng)的噪聲抑制能力， PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只 25 要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。后綴的 6 和 4 表示有幾路并 行的控制通道，當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù) 時(shí) ，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6 位。 圖 2272 引腳圖 PT2272/SC2272 的管腳說(shuō)明 PT2272/SC2272 的管腳說(shuō)明 如表 所示。所送入的編碼波形被譯成字碼，它含有碼地址位，數(shù)據(jù)位和同步位，解碼出來(lái)的地址 碼與所設(shè)置地址輸入端進(jìn)行比較。 （ 1） 射頻工作方式 a、位碼 位碼是編碼波形的基本單元，可分為 AD 位 (地址，數(shù)據(jù) )和 SYNC 位 (同步 )。 圖 位碼波形圖 這里， a=2*時(shí)鐘振蕩周期，位“ f” 僅對(duì)碼地址有效。 圖 同步位波形 b、字碼 一組位碼構(gòu)成了字碼 ， 字碼由 12 位 AD 位碼再緊跟 1 位 SYNC 位碼構(gòu)成 。 表 字碼 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 SYNC （ 2） 單電阻振蕩器 PT2272 內(nèi)置的振蕩回路 。為確保 PT2272 能正確地對(duì)接收到的波形解碼，要求 PT2272 的振蕩頻率與PT2262 的頻率相匹配。 b、 幀碼 同樣的，幀碼由字碼構(gòu)成，構(gòu)成方式同射頻方式下的幀碼構(gòu)成方式。 當(dāng)進(jìn)行兩個(gè)連續(xù)有效的接收后， PT2272 會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端輸出，并將 VT 置為高電平。鎖存型的PT2272LX 在接收到有效編碼后將數(shù)據(jù)輸出，并將數(shù)據(jù)一直保存到下一次接收到有效編碼。 具體波形 請(qǐng) 參考圖 。若無(wú)接收信號(hào)，仍停留在待機(jī)狀態(tài)；否則在收到信號(hào)后，進(jìn)行接收碼地址與設(shè)置碼地址比較； c、 當(dāng)接收地址與設(shè)置地址相互匹配時(shí)，數(shù)據(jù)存于寄存器中。當(dāng)連續(xù)兩幀的碼地址不匹配時(shí)， VT 不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，對(duì)于瞬態(tài)輸出型來(lái)說(shuō)，輸出數(shù)據(jù)復(fù)位，而對(duì)鎖存型輸出，則輸出數(shù)據(jù)維持原態(tài)。 這時(shí)編碼電路 PT2262 和解碼 PT2272 的第 1～ 8 腳 為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài) 。 當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 D1～ D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí) VT 端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。地址碼采用 0f0f0f（ f 代表懸空） ， 如圖 所示。根據(jù)該特點(diǎn)設(shè)計(jì)主控制板的復(fù)位電路 。 圖 復(fù)位模塊原理圖 30 時(shí)鐘系統(tǒng) PIC16F877A 單片機(jī)最大支持 20M 晶振，本次設(shè)計(jì)采用的是 12M 的晶振，電容采用 20pF 的 陶瓷電容，其原理圖如圖 所示： 圖 主芯片外部晶體振蕩器的連線(xiàn)圖 小結(jié) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 穩(wěn)定可靠的 TX3 和 RX3 來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的發(fā)送與接收 ， 同時(shí)采用配套使用的 2262 和 2272 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件編碼和解碼，最大限度得解放單片機(jī)資源，為系統(tǒng)以后的改進(jìn)和優(yōu)化做 好準(zhǔn)備 。 實(shí)驗(yàn)證明該無(wú)線(xiàn)遙控 小車(chē)能夠按照遙控器發(fā)出的指令做出相應(yīng)的動(dòng)作，遙控距離遠(yuǎn)，但是由于無(wú)線(xiàn)電本身的特點(diǎn)，在復(fù)雜的 環(huán)境中干擾較為嚴(yán)重，導(dǎo)致遙控距離縮短。同樣的，軟件是硬件的靈魂，沒(méi)有了軟件，再?gòu)?qiáng)大的硬件也只是一部廢鐵。硬件系統(tǒng)搭建起來(lái)之后，若調(diào)試無(wú)誤， 才 進(jìn)行相應(yīng)的軟件模塊的設(shè)計(jì) 。 32 圖 無(wú)線(xiàn)遙控小車(chē)的軟件流程 關(guān)中斷， PWM 模塊初始化 設(shè)置相應(yīng)的 IO 口 開(kāi)中斷，輸出 PWM PORTB 端口是否為 0 高檔，輸出 100%PWM 信號(hào) RB6 和 RB1 是否同時(shí)為 1 停止運(yùn)行 后退 左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 前進(jìn) RB6 和 RB3 是否同時(shí)為 1 RB6 和 RB2 是否同時(shí)為 1 RB6 和 RB4 是否同時(shí)為 1 RB5 和 RB4 是否同時(shí)為 1 RB5 和 RB3 是否同時(shí)為 1 RB5 和 RB2 是否同時(shí)為 1 RB5 和 RB1 是否同時(shí)為 1 中檔，輸出 90%PWM 信號(hào) 高檔，輸出 80%PWM 信號(hào) Yes No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes No No No No No No No No 33 信號(hào)的接收與處理 從流程圖看，單片機(jī)通電 后 ， 先初始化 PWM 模塊，輸出相應(yīng)的 PWM 信號(hào)，然后用查詢(xún)法反復(fù)查詢(xún) PORTB 是否有信號(hào)輸入。若有符合條件的電平輸入則輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，然后繼續(xù)掃描是否有新的信號(hào)輸入；若沒(méi)有符合條件的電平，則繼續(xù)掃描新信號(hào)的輸入。amp。 if((RB6==1)amp。(RB3==1)) R=0xE6。amp。 if((RB6==1)amp。(RB4==1)) { RC7=0。 RC5=0。 } if((RB5==1)amp。(RB4==1)) { RC7=0。 RC5=0。 } if((RB5==1)amp。(RB3==1)) { RC7=0。 34 RC5=1。 } if((RB5==1)amp。(RB2==1)) { RC7=1。 RC5=0。 } if((RB5==1)amp。(RB1==1)) { RC7=1。 RC5=1。 } } 之所以采取兩個(gè)電平的驗(yàn)證，而不采取單電平驗(yàn)證，是因?yàn)樵趯?shí)際調(diào)試過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)遙控只按一個(gè)按鈕（也就是數(shù)據(jù)碼只有一個(gè)高電平 ）的話(huà)， RX3 接收不到信號(hào)，但是如果同時(shí)按兩個(gè)按鈕的話(huà)， RX3 就可以收到信號(hào)，這個(gè)原因至今仍未弄清， 因此軟件針對(duì)這一點(diǎn)改成兩個(gè) 電平的驗(yàn)證。因?yàn)?CCP1 引腳對(duì)端口數(shù)據(jù)鎖存器是復(fù)用的，因此在輸出 PWM信號(hào)之前應(yīng)先將 TRISC（ 2）位清零以使 CCP1 腳成為輸出。 3