畢業(yè)設(shè)計---無線電遙控小車系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p><b>　　無線遙控小車的設(shè)計</b></p><p>　　The design of wireless remote</p><p>　　control car</p><p>　　學 院（系）： 機電信息工程學院 </p><

2、;p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，人們生

3、活水平的提高，在生活中，無線傳輸有著非常廣泛的應(yīng)用，例如：小區(qū)的智能無線門禁系統(tǒng)；溫室的溫度無線測控系統(tǒng)；生物發(fā)酵無線監(jiān)控系統(tǒng)等。無線電遙控小車正是反映了無線傳輸在生活中的應(yīng)用。本次設(shè)計的無線遙控小車，采用以AT89c2051單片機作為小車的遙控控制核心，檢測開關(guān)狀態(tài)，并通過串口傳輸至無線發(fā)送模塊PTR2000;以AT89c51單片機為作為小車的接收和驅(qū)動輸出核心,它根據(jù)無線模塊PTR2000接收到的狀態(tài)信號判斷其開關(guān)狀態(tài)，然后控制直流

4、電機正反轉(zhuǎn)，即小車的前后左右；采用無線遙控模塊PTR2000作為無線傳輸?shù)耐ㄓ嵐ぞ撸ㄟ^串口和單片機連接；采用L298作為直流電機的驅(qū)動芯片。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51;AT89C2051;L298;無線遙控；PTR2000</p><p>　　The Design of Wireless Remote Control Car</p><p>&l

5、t;b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of technology, improvement of living standard, the wireless transmission in life has a very wide range of applications, such as: Intelligent Communit

6、y of the wireless access control systems; greenhouse temperature of wireless monitoring system; biological fermentation wireless monitoring system. Wireless remote control car is reflected in the wireless transmission ap

7、plications in life. </p><p>　　The design of the wireless remote control car use AT89c2051 as the core of the remote control, detecting switch state and sending through the serial port to a wireless module

8、PTR2000. AT89c51 microcontroller is the core of its control . It receives the wireless module PTR2000 to determine the state of the signal switch status ,and then control it around. It use a wireless remote control modul

9、e PTR2000 as wireless communication tools, and Connecte through the serial port to the MCU,and use L298 d</p><p>　　Key Words：AT89C51；AT89C2051；L298； Wireless Remote Control；PTR2000</p><p><b&

10、gt;　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1概述1</b></p><p>　

11、　1.2單片機的選定1</p><p>　　1.2.1被控部分單片機89C521</p><p>　　1.2.2遙控部分單片機89C20512</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計4</p><p>　　2.1系統(tǒng)功能模塊的劃分4</p><p>　　2.2主要模塊硬件設(shè)計方案5</p>&l

12、t;p>　　2.2.1無線模塊方案設(shè)計5</p><p>　　2.2.2驅(qū)動模塊方案設(shè)計6</p><p>　　2.2.3主要模塊各方案對比選擇6</p><p>　　2.3模塊軟件設(shè)計簡介7</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計8</p><p>　　3.1無線電遙控模塊的設(shè)計8</p>

13、;<p>　　3.1.1選擇無線電遙控原因8</p><p>　　3.1.2無線電遙控分類8</p><p>　　3.1.3無線電遙控器原理9</p><p>　　3.1.4影響無線電遙控距離因素11</p><p>　　3.1.5 PTR2000特性及引腳說明11</p><p>　　3.1.

14、6 PTR2000與單片機硬件接口電路12</p><p>　　3.1.7 PTR2000對PCB制作影響13</p><p>　　3.2電機驅(qū)動模塊14</p><p>　　3.2.1 H橋驅(qū)動原理14</p><p>　　3.2.2 L298驅(qū)動芯片17</p><p>　　3.3電源模塊19</

15、p><p>　　3.3.1 無線遙控部分電源設(shè)計19</p><p>　　3.3.2 無線接收部分電源設(shè)計19</p><p>　　3.4鍵盤模塊19</p><p>　　3.5其他模塊20</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計21</p><p>　　4.1軟件設(shè)計需要完成任務(wù)21&

16、lt;/p><p>　　4.2 PTR2000編程注意事項21</p><p>　　4.3系統(tǒng)軟件主要程序的設(shè)計21</p><p>　　4.3.1 發(fā)射部分控制程序設(shè)計21</p><p>　　4.3.2 接收部分控制程序設(shè)計22</p><p>　　5 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試24</p><p&g

17、t;　　5.1硬件調(diào)試24</p><p>　　5.2軟件調(diào)試24</p><p>　　5.3調(diào)試結(jié)果25</p><p><b>　　結(jié) 論26</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p>　　附錄A系統(tǒng)硬件電路圖29<

18、/p><p>　　附錄A1無線遙控發(fā)射電路29</p><p>　　附錄A2無線遙控接收電路30</p><p>　　附錄A3 電機驅(qū)動電路31</p><p>　　附錄A4 無線遙控部分最終PCB板31</p><p>　　附錄A5 無線接收部分最終PCB板32</p><p>　　附錄

19、B程序清單33</p><p>　　附錄B1遙控發(fā)射部分程序清單33</p><p>　　附錄B2遙控接收部分程序清單35</p><p>　　附錄C小車實物圖39</p><p>　　附錄C1無線電遙控實物圖39</p><p>　　附錄C2小車車體實物圖40</p><p>&l

20、t;b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，近距離無線電通信技術(shù)受到了很多關(guān)注，呈現(xiàn)非常好的發(fā)展勢頭，，因為在我們現(xiàn)實生活中存在著如此多這樣的應(yīng)用領(lǐng)域，系統(tǒng)需要不斷地實

21、時傳輸小量的突發(fā)信號，在傳統(tǒng)的無線電通信系統(tǒng)中，短距離的無線通信技術(shù)可以在相對較近距離內(nèi)實現(xiàn)相互之間通信或相關(guān)操作，無線電數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)已成為現(xiàn)在通信業(yè)乃至整個信息業(yè)的熱點，被廣泛應(yīng)用于報警、無線遙控、軍事通信、無線局域網(wǎng)等范圍，具有很大的實際應(yīng)用價值[1]。</p><p>　　一般情況下，單片機在獲取實時數(shù)據(jù)之后，仍需要將數(shù)據(jù)傳出去，而有線的數(shù)據(jù)傳輸主要依賴于有線的線路。例如采用CAN總線、串并行總線等，且有線

22、的線路具有成本非常高，維護不方便等缺點。</p><p>　　無線數(shù)據(jù)傳輸是如何發(fā)展起來的呢？它是在有線數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。而無線數(shù)據(jù)通信時通過接收模塊和發(fā)射模塊進行傳送數(shù)據(jù)的，具有不占空間，成本較低且可靠性高，傳輸過程中的干擾小及維護方便等特點，提高了信息傳輸過程中的可靠性[2]。因此，我們借此單片機課程設(shè)計機會，深深體會無線電的實用價值，初步了解并研究單片機無線遙控原理，從簡單的遙控小車開始，設(shè)計一

23、個完整的遙控系統(tǒng)，以對日后的學習研究中做一個很好的基礎(chǔ)與鋪墊。</p><p>　　1.2單片機的選定</p><p>　　1.2.1被控部分單片機89C52</p><p>　　AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的高性能CMOS8位，低電壓的單片機。片內(nèi)含256bytes的隨機存儲數(shù)據(jù)存儲器（ROM）和8kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM

24、），器件采用ATMEL公司的非易失性存儲，高密度技術(shù)進行生產(chǎn)，與8052產(chǎn)品引腳及標準MCS-51指令系統(tǒng)兼容，片內(nèi)置Flash存儲單元和通用8位中央處理器（CPU），在較為復雜的控制應(yīng)用場合，功能強大的AT89C52單片機得到了廣泛應(yīng)用。AT89C52單片機芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，其基本結(jié)構(gòu)包括：</p><p>　　● 1000次擦寫周期；</p><p>　　● 全靜態(tài)操作：0

25、Hz-24MHz；</p><p>　　● 與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容；</p><p>　　● 8k字節(jié)可重復擦寫Flash閃速存儲器；</p><p>　　● 32個可編程I/O口線；</p><p>　　● 三級加密程序存儲器；</p><p>　　● 可編程串行UART通道；</p>&

26、lt;p>　　● 低功耗空閑和掉電模式；</p><p>　　● 3個16位定時/計數(shù)器；</p><p>　　圖1.1 AT89C52單片機芯片的引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　AT89C52的標準功能如下：256字節(jié)內(nèi)部RAM，8k字節(jié)Flash閃速存儲器， 32個I/O口線，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，3個16位定時/計數(shù)器，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，一個全雙工串

27、行通信口。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式，空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位[3]。</p><p>　　1.2.2遙控部分單片機89C2051</p><p>　　AT89C2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)

28、的高性能CMOS 8位，低電壓的單片機，片內(nèi)含128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM )和2k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)，該器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大AT89C2051單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合[4]。該系列單片機引腳如圖1.2所示。</p><p>&l

29、t;b>　　:</b></p><p>　　圖1.2 AT89C2051單片機芯片的引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　AT89C2051提供以下標準功能: 128字節(jié)內(nèi)部RAM ，2k字節(jié)Flash閃速存儲器， 15個I/O口線，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，兩個16位定時/計數(shù)器，一個全雙工串行通信口，內(nèi)置片內(nèi)振蕩器及時鐘電路和一個精密比較器。同時，AT89C2051可降至0Hz

30、的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式空閑方式停比CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停比工作并禁比其它所有部件工作，直到下一個硬件復位。</p><p>　　無線遙控充分利用了它的串行通信的功能，與無線發(fā)射模塊相連接。由于其為20引腳芯片，所以占用較小的空間，并且在功能上能夠滿足設(shè)計的需要。</p><p>

31、;<b>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)功能模塊的劃分</p><p>　　按照設(shè)計要求，系統(tǒng)可以分為以下幾個基本功能模塊：電源模塊、無線發(fā)射模塊、鍵盤模塊、無線接收模塊、電機驅(qū)動模塊和其他模塊。</p><p>　　由于無線電應(yīng)用廣泛，所以選取設(shè)計比較方便，程序處理也較簡單，并且在遙控方面能夠滿足要求且觀察到現(xiàn)象

32、的遙控小車系統(tǒng) ，本次設(shè)計的無線遙控小車，采用以AT89c2051單片機作為小車的遙控控制核心，檢測開關(guān)狀態(tài)，并通過串口傳輸至無線發(fā)送模塊PTR2000;以AT89C51單片機為作為小車的接收和驅(qū)動輸出核心,它根據(jù)無線模塊PTR2000接收到的狀態(tài)信號判斷其開關(guān)狀態(tài)，然后控制直流電機正反轉(zhuǎn)，即小車的前后左右；采用無線遙控模塊PTR2000作為無線傳輸?shù)耐ㄓ嵐ぞ撸ㄟ^串口和單片機連接；采用L298作為直流電機的驅(qū)動芯片。<

33、/p><p>　　根據(jù)設(shè)計思路，初步分析完成本設(shè)計需要的以下幾個模塊：系統(tǒng)原理圖如圖2.1和圖2.2所示:</p><p>　　圖2.1 無線遙控部分系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖2.2 無線接收部分系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.2主要模塊硬件設(shè)計方案</p><p>　　電源模塊以及按鍵模塊將在后面章節(jié)具體討論

34、，本節(jié)主要討論無線模塊和驅(qū)動模塊的選取，因為無線模塊的選取直接影響了軟件編寫的難易程度和硬件圖的焊接，驅(qū)動模塊決定了電機的停轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.2.1無線模塊方案設(shè)計</p><p>　　無線模塊作為整個系統(tǒng)的核心模塊，對系統(tǒng)穩(wěn)定性能具有決定性的作用，因此，為了保證系統(tǒng)能夠正常運行，對一下兩種方案，進行對比，選擇其一。</p><p><b>　

35、　方案一：</b></p><p>　　無線電模塊采用PT2262/PT2272。PT2262/PT2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)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(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼17腳串

36、行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號由：數(shù)據(jù)碼、地址碼、同步碼組成一個完整的碼字。當解碼芯片PT2272 接收到信號后，其地址碼需要兩次比較核對，當核對完后，VT 腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。如果無線發(fā)送端一直按住有效按鍵，編碼芯片同樣也會不斷地發(fā)射。當發(fā)射模塊沒有按鍵按下時，PT2262 也就不接通電源，其引腳17為低電平，從而315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作；當有按鍵按下時，P

37、T2262 接通電源才開始工作，其第17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號。當引腳17為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路開始工作并發(fā)射等幅高頻信號；當引腳17為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　無線收發(fā)一體數(shù)傳模塊PTR2000在業(yè)界居領(lǐng)先水平，該芯片性能優(yōu)異。由于它的所需外圍元件非常少，這正是它的

38、顯著優(yōu)點，因而在硬件上設(shè)計非常方便。該模塊在內(nèi)部高度集成了高頻接收、高頻發(fā)射、FSK調(diào)制／解調(diào)、PLL合成、功率放大、參量放大、頻道切換等功能，因而就目前來說，該芯片是集成度較高的無線數(shù)傳產(chǎn)品。以往設(shè)計無線數(shù)傳產(chǎn)品時，常常需要昂貴的專業(yè)設(shè)備和相當?shù)臒o線電專業(yè)知識，而且傳統(tǒng)的電路方案不是調(diào)試困難就是電路太復雜而令人望而卻步，從而影響了用戶的使用和新產(chǎn)品的開發(fā)研制工作。然而，正是PTR2000的出現(xiàn)，傳統(tǒng)無線產(chǎn)品設(shè)計的困擾得到了解決。該模塊

39、采用FSK調(diào)制／解調(diào)方式，抗干擾能力較強，其外圍元件少、工作頻率穩(wěn)定可靠、便于設(shè)計生產(chǎn)且功耗極低，正是這些優(yōu)異特性，便攜及手持產(chǎn)品的設(shè)計對于該模塊較為青睞。另外，由于它采用了高靈敏度、低發(fā)射功率設(shè)計，從而完全滿足無線管制的要求，并且不需要使用許可證，是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇[6]。</p><p>　　無線電模塊采用PTR2000，該模塊的具體信息將在下章具體描述。</p><p>

40、　　2.2.2驅(qū)動模塊方案設(shè)計</p><p>　　驅(qū)動電路所要完成任務(wù)就是根據(jù)有效信號，能夠獨自完成直流電動機的驅(qū)動問題，無需軟件設(shè)計。因此，驅(qū)動電路使用比較常用的H橋驅(qū)動電路，其具體原理，見章節(jié)3.2。下面對此有兩種方案：</p><p>　　方案一：應(yīng)用獨立元件，進行畫圖，制版，焊接；</p><p>　　方案二：應(yīng)用高度集成芯片L298，它含有兩個H橋電路。

41、</p><p>　　2.2.3主要模塊各方案對比選擇</p><p>　　無線模塊：PTR2000無線模塊不但能夠發(fā)射，且能夠接收，實現(xiàn)一機多用的功能。它可以直接和單片機串口相連接，能獨自實現(xiàn)信號的編碼和解碼，不必像PT2262/PT2272需要編程對信號進行解碼，對于軟件設(shè)計，相對簡單了許多。另外，PT2262/PT2272只能接四個遙控鍵，若需要功能較多的話，它無法滿足。最后，和單片

42、機的硬件連接方面，PRT2000模塊也較為簡單?；谝陨蠋讉€方面的原因，無線電模塊采用PTR2000。</p><p>　　驅(qū)動電路：單獨元件焊接電路板時，比較麻煩，而且可能的疏忽，肯能導致電路燒壞，但是該方案花費較少，節(jié)省資源；用L298芯片，電路簡單，且只需一個芯片就足夠，給編程都帶來了很大方便。因此，進行對比，驅(qū)動電路應(yīng)用L298芯片。</p><p>　　主要模塊硬件應(yīng)用方案如下：

43、</p><p>　　該系統(tǒng)由處理單元，發(fā)射模塊，接收模塊，外接電路等構(gòu)成。當使用相應(yīng)按鍵使發(fā)射模塊的發(fā)出信號時，接收模塊對應(yīng)電機設(shè)備就會執(zhí)行相應(yīng)的操作，以小汽車的行駛方向來顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)。</p><p>　　發(fā)射和接收裝置：發(fā)射和接收單元選用了PTR2000無線電模塊。PTR2000無線傳輸模塊是一種低功耗、超小型、高速率的無線收發(fā)數(shù)字傳輸模塊。PTR2000的通信速率最高為20k

44、bit/s，當然也可工作在其他速率如9200bit/s。只需在和單片機通信是進行軟件設(shè)置，即可改變其數(shù)據(jù)傳送速率。</p><p>　　處理單元：由于遙控器的空間限制，遙控處理單元用20引腳的89C2051；對于接收部分，電機的驅(qū)動，燈的控制，使用選擇兼容性比較好和性能穩(wěn)定的89C52足夠完成任務(wù)了。</p><p>　　直流電機的驅(qū)動：L298芯片一種二相和四相步進電機的專用驅(qū)動器，可同

45、時驅(qū)</p><p>　　動2個二相或者1個四相步進電機，該芯片內(nèi)含二個H橋的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準TTL邏輯信號，可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓，且可以用來驅(qū)動46V、2A以下的步進電機；此芯片可直接由單片機的I/O端口來提供模擬時序信號。</p><p>　　2.3模塊軟件設(shè)計簡介</p><p>　　軟件在一個智能系統(tǒng)中扮演著舉足輕重的作用，軟

46、件設(shè)計的好壞直接關(guān)系著整個系統(tǒng)的性能。所以從軟件的設(shè)計方面一定要精心細致。</p><p>　　在學習單片機之前，我們學習對單片機的編程語言主要是匯編語言和C語言。匯編語言作為我們學習單片機的最基本的語言，簡單易懂，而且較之C語言，單片機執(zhí)行速度較快；C語言作為高級語言，雖然在邏輯上不易出錯，但是執(zhí)行速度較慢，且C語言語法較多。所以，我選擇用匯編語言進行軟件設(shè)計。</p><p>　　本設(shè)

47、計采用keil軟件的匯編語言來完成系統(tǒng)的編程工作。目前流行的51系列單片機開發(fā)軟件是德國Keil公司推出的Keil C51軟件，它是一個基于32位Windows環(huán)境的應(yīng)用程序，支持C語言和匯編語言編程。Keil提供包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，是一個實時的操作系統(tǒng)[7]。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計</b></p

48、><p>　　硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及無線電發(fā)射電路、無線電接收電路和電機驅(qū)動電路三部分。單片機AT89C2051可通過串行通信和無線電發(fā)射模塊進行連接，P1口作為I/O口對開關(guān)狀態(tài)進行掃描，并通過串口把數(shù)據(jù)送至無線發(fā)射模塊。單片機AT89C51也是通過其串行通信與無線接收模塊進行連接，當無線發(fā)射模塊發(fā)射的數(shù)據(jù)被接收模塊接收，然后單片機AT89C51根據(jù)相應(yīng)的控制信號進行動作。電機驅(qū)動采用高集成化的L298

49、芯片，它可同時驅(qū)動2個直流電機。</p><p>　　3.1無線電遙控模塊的設(shè)計</p><p>　　遙控模塊采用無線遙控方式，因為采用紅外遙控控制距離比較有限，一般在幾米之內(nèi)，且有障礙物時，會嚴重影響控制效果。另外，PTR2000與單片機接口電路簡單。鑒于本設(shè)計要求，所以綜合考慮之下采用無線遙控較為合適。本設(shè)計中要求能用無線遙控器控制小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等功能。</p

50、><p>　　3.1.1選擇無線電遙控原因</p><p>　　無線電遙控器與紅外遙控器的區(qū)別，紅外遙控和無線遙控是對不同的載波來說的，紅外遙控器是用紅外線來傳送控制信號的，它的特點是不能有阻擋、有方向性、距離一般不超過7米，然而不受電磁干擾，紅外遙控器在近距離無障礙應(yīng)用較為廣泛，如電視機遙控器；無線電遙控器采用無線電波來傳送控制信號，它具有無方向性、距離遠（可達數(shù)十米，甚至數(shù)公里）、可以不“

51、面對面”控制的特點，但是容易受電磁干擾。在需要無方向性控制領(lǐng)域或者遠距離穿透，比如工業(yè)控制等等，使用無線電遙控器比較容易解決。綜合以上原因，選擇無線電遙控，而非紅外遙控。</p><p>　　3.1.2無線電遙控分類</p><p>　　無線電遙控就是利用電磁波在遠距離上，按照人們的意志實現(xiàn)對物體對象的無線操縱和控制，這種無線控制的方式就叫做無線電遙控。</p><p&

52、gt;　　無線電遙控技術(shù)起源于無線電通訊技術(shù)，最初的構(gòu)想是無線電電報技術(shù)的建立，真空電子管的發(fā)明使得無線電技術(shù)的應(yīng)用和普及很快應(yīng)用在民用和軍用等各個領(lǐng)域。后來隨著晶體管的發(fā)明和集成電路的誕生，無線電遙控技術(shù)達到了更加完善的程度，現(xiàn)如今我們所知道導彈、衛(wèi)星、航天飛機等高科技技術(shù)都是利用無線電遙控技術(shù)的結(jié)晶。它已經(jīng)不再是軍事領(lǐng)域唯一成員，在我們的日常生活中，可以說是已經(jīng)離不了無線電遙控，如：報警、遙控監(jiān)視、遙控玩具、遙控電視等等。</

53、p><p>　　遙控器，它是用來操控我們的模型的，如車?；蛘叽?。首先遙控指令通過機殼外部的控制開關(guān)或者按鈕，經(jīng)過內(nèi)部電路的調(diào)制、編碼；其次，由于它外部有一個長長的天線，信號通過高頻信號放大電路，從而經(jīng)過天線將電磁波發(fā)射出去。</p><p>　　目前比較常用的模型遙控發(fā)射機有三種類型：一種是便攜桿式遙控發(fā)射機；一種是盒式按鍵手持用的小型遙控發(fā)射機；另一種是手持槍式遙控發(fā)射機。前一種多為開關(guān)式

54、模擬電路的遙控系統(tǒng)，為一般普通的玩具遙控車模、船模或航模使用，電路的設(shè)計和制作比較簡單，動作的指令都為“開”和“關(guān)”兩種，雖然通道的數(shù)量可以很多，遙控的性能和距離較低。而發(fā)射機為桿式和槍式兩種通常為比例式的無線電遙控器，在動態(tài)仿真模型中是當今最為流行的遙控操作系統(tǒng)，由于這兩種在調(diào)制、編碼和電路的組成等方式的不同，其性價比有很大的差異，所以在價格上也不同[8]。</p><p>　　比例遙控桿式發(fā)射機一般有兩個操縱

55、桿，左邊的桿主要用來控制小車的速度和剎車（前進或后退），右邊的桿控制小車的方向（左或者右）。槍式發(fā)射機用一個轉(zhuǎn)輪（方向盤）和一個類似手槍扳機的操縱桿來分別控制方向和速度。除了這些基本功能之外，一些較高級發(fā)射機還運用了先進的電腦技術(shù)，增加了許多附加的功能，如儲存多種模型車、船的調(diào)整數(shù)據(jù)，一機多用；有計時、計圈功能，方便練習和比賽；有大型液晶顯示屏幕，可顯示工作狀態(tài)和各種功能。</p><p>　　發(fā)射機基本上是由操

56、縱器、編碼電路、開關(guān)電路、高頻電路所組成。操縱器與可變電位器電路連接，而可變電位器又與信號發(fā)生電路和編碼器電路連接，編碼器所產(chǎn)生的信號通過開關(guān)電路搭載在高頻無線電發(fā)射器上由天線發(fā)送出去,這個過程有點像用火車運載貨物,操縱者相當于貨運調(diào)度員,動作指令信號相當于貨物，而高頻無線電波相當于火車，把“貨物”搬上“火車”的這個過程稱為調(diào)制，將信號調(diào)制為 AM稱調(diào)幅，而將信號調(diào)制為FM則稱調(diào)頻。至于說在遙控器中標明PPM和PCM，只是編碼調(diào)制的方式

57、不同，PPM為脈位調(diào)制，而PCM則為脈寬調(diào)制，前者是在發(fā)射時將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，而接收時再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)放大電路驅(qū)動執(zhí)行機械動作。而PCM則不同，它是一種純數(shù)字信號輸出的形式，所以信號還原好，受到的外界干擾也小，并且電路的設(shè)計和調(diào)試也相對簡單[9]。</p><p>　　3.1.3無線電遙控器原理</p><p>　　無線電遙控器就是應(yīng)用無線電信號來控制一定距離遠的各種

58、機構(gòu)，使其按照設(shè)計的工作的的遙控裝置。當這些信號被對應(yīng)的的接收設(shè)備接收后，可以控制或者驅(qū)動其它的各種機械或者電子設(shè)備，去完成各種相應(yīng)的操作，如移動手柄、開動電機閉合電路。該遙控其與紅外遙控器互相補充，在電動門、車庫門、防盜報警器、道閘遙控控制、無線智能家居領(lǐng)域以及工業(yè)控制都得到了廣泛的應(yīng)用[10]。</p><p>　　我們常用的無線電遙控系統(tǒng)一般由發(fā)射和接收兩個部分組成。</p><p>

59、;　　無線電發(fā)射部分一般分為兩種類型，即發(fā)射模塊與遙控器。對于使用方式的不同，可將之分為遙控模塊和遙控器。首先，遙控器可以充當一個整體來使用，只需將接線頭接到外面即可；而當需要無線模塊作為一個元件使用時，則需要根據(jù)其引腳定義進行應(yīng)用，之所以使用無線模塊，其優(yōu)勢在于可以和應(yīng)用電路完美的連接、體積孝價格低，主要是物盡其用，但是使用者必須真正懂得電路原理，否則無法正確使用。</p><p>　　接收部分一般來說也分為兩

60、種類型，即超外差與超再生接收方式，超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路，它實際上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路。超外差式解調(diào)電路與超外差收音機基本相同，它是設(shè)置一本機振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號，與接收到的載頻信號混頻后，得到中頻信號，經(jīng)中頻放大和檢波，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號。由于載頻頻率是固定的，所以其電路要比收音機簡單一些。超外差式的接收器穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力也相對較好；超再生式的接收器體積孝價格便宜[11]。</p><

61、;p>　　無線電遙控常用的載波頻率為315mHz或者433mHz，遙控器使用的是國家規(guī)定的開放頻段，在這一頻段內(nèi)，發(fā)射功率小于10mW、覆蓋范圍小于100m或不超過本單位范圍的，可以不必經(jīng)過“無線電管理委員會”審批而自由使用。我國的開放頻段規(guī)定為315mHz，而歐美等國家規(guī)定為433mHz，所以出口到上述國家的產(chǎn)品應(yīng)使用433mHz的遙控器。</p><p>　　無線電遙控常用的編碼方式有兩種類型，即固定碼

62、與滾動碼兩種，滾動碼是固定碼的升級換代產(chǎn)品，目前凡有保密性要求的場合，都使用滾動編碼方式。 </p><p>　　滾動碼編碼方式有如下優(yōu)點： </p><p>　　保密型強，每次發(fā)射后自動更換編碼，別人不能用“偵碼器”獲得地址碼； </p><p>　　編碼容量大，地址碼數(shù)量大于10萬組，使用中“重碼”的概率極小； </p><p>　　對碼

63、容易，滾動碼具有學習存儲功能，不需動用烙鐵，可以在用戶現(xiàn)場對碼，而且一個接收器可以學入多達14個不同的發(fā)射器，在使用上具有高度的靈活性； </p><p>　　誤碼小，由于編碼上的優(yōu)勢，使得接收器在沒有收到本機碼時的誤動作幾乎為0。 </p><p>　　固定碼的編碼容量僅為6561個，重碼概率極大，其編碼值可以通過焊點連接方式被看出，或是在使用現(xiàn)場用“偵碼器”來獲取，所以不具有保密性，主

64、要應(yīng)用于保密性要求較低的場合，因為其價格較低所以也得到了大量的應(yīng)用。</p><p>　　3.1.4影響無線電遙控距離因素</p><p>　　影響無線電遙控距離的因素主要有如下幾點： </p><p>　　1、發(fā)射功率：發(fā)射功率大則距離遠，但耗電大，容易產(chǎn)生干擾； </p><p>　　2、接收靈敏度：接收器的接收靈敏度提高，遙控距離增大，

65、但容易受干擾造成誤動或失控； </p><p>　　3、天線：采用直線型天線，并且相互平行，遙控距離遠，但占據(jù)空間大，在使用中把天線拉長、拉直可增加遙控距離； </p><p>　　4、高度：天線越高，遙控距離越遠，但受客觀條件限制； </p><p>　　5、阻擋：目前使用的無線遙控器使用國家規(guī)定的UHF頻段，其傳播特性和光近似，直線傳播，繞射較小，發(fā)射器和接收器

66、之間如有墻壁阻擋將大大打折遙控距離，如果是鋼筋混泥土的墻壁，由于導體對電波的吸收作用，影響更甚[12]。</p><p>　　3.1.5 PTR2000特性及引腳說明</p><p>　　工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段433MHz；</p><p>　　抗干擾能力強，F(xiàn)SK 調(diào)制，特別適合工業(yè)控制場合；</p><p>　　采用DDS+PLL頻

67、率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好；</p><p>　　靈敏達到-105dBm；</p><p><b>　　接收發(fā)射合一；</b></p><p>　　最大發(fā)射功率+10dBm；</p><p>　　功耗小，低工作電壓（2.7V），待機狀態(tài)僅為8uA；</p><p>　　具有兩個頻道，特別是能夠滿足

68、需要多信道工作的特殊場合。</p><p>　　工作速率最高可達20Kbit/s，也可在較低速率下工作如9600bps；</p><p>　　超小體積，約40mmx27mmx5mm；</p><p>　　可直接接CPU串口使用，也可以接計算機RS232 接口，軟件編程很方便；</p><p>　　由于采用了高接收靈敏度、低發(fā)射功率的設(shè)計，使用

69、無需申請許可證；</p><p>　　標準DIP引腳間距，更適合嵌入式設(shè)備[13]。</p><p>　　PTR2000無線數(shù)傳模塊是一種超小型、低功耗、高速率無線收發(fā)數(shù)字傳輸模塊。PTR2000的通信速率最高為20kbit/s，也可工作在其他速率如4800bit/s，無需設(shè)置。PTR2000是7腳直列芯片，引腳示意圖見圖3.1。</p><p>　　圖3.1 PT

70、R2000引腳結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中： </p><p>　　CS：頻道選擇，CS=0選擇工作頻道1，即433.92MHz; CS =1選擇工作頻道 2，即434.33MHz；</p><p>　　VCC：正電源，接2.7—5.25V；</p><p>　　DO：數(shù)據(jù)輸出； </p><

71、p>　　DI：數(shù)據(jù)輸人； </p><p><b>　　GND：電源地；</b></p><p>　　PWR：節(jié)能控制，PWR=1，正常工作狀態(tài)，PWR=0待機微功耗狀態(tài)；</p><p>　　TXEN：發(fā)射接收控制，TXEN=1時模塊為發(fā)射狀態(tài)，TXEN =0時模塊為接收狀態(tài)[14]。</p><p>　　模塊

72、工作模式控制及工作頻道的設(shè)置如表1所示。</p><p>　　3.1.6 PTR2000與單片機硬件接口電路</p><p>　　PTR2000無線收發(fā)模塊與單片機的連接，PTR2000模塊的DO和Dl分別與單片機的RXD和TXD連接。利用單片機的I/0可以控制模塊的發(fā)射控制、頻道轉(zhuǎn)換和低功率模式，單片機可直接通過將P2. 0位置高/低電平，對應(yīng)收發(fā)模塊分別置發(fā)射/接收狀態(tài)。單片機AT89

73、C32與PTR2000的接口電路如圖3.2所示。具體模塊與單片機硬件圖見附錄A1、A2。</p><p>　　圖3.2 PTR2000與單片機接口電路圖</p><p>　　3.1.7 PTR2000對PCB制作影響</p><p>　　1、對于電源對PTR2000的影響，要得到充分的考慮。電源對無線模塊的影響，主要是電源的穩(wěn)定性能直接影響模塊的精度，因此，如果電源

74、做得好，那么整個電路的抗干擾就解決了很大一部分。為了減小電源噪聲對RF電路的干擾，又由于RF電路對電源噪聲很敏感，必須要給RF電源添加濾波電路。例如，可以利用電容和磁珠組成濾波電路。當然，如果條件要求不高時，也可以用電感來代替磁珠。</p><p>　　2、對于單片機對PTR2000的影響，應(yīng)該充分考慮。當單片機與PTR2000模塊采用同一供電電源時，不能將電源拉到單片機再拉到PTR2000，應(yīng)在主電源處單點相接

75、。當然，單片機與PTR2000最好有單獨濾波電路。</p><p>　　3、另一方面需要注意晶振布線。布線時，晶振應(yīng)盡量與單片機引腳靠近，晶振外殼接地并固定，并用地線把時鐘區(qū)隔離起來。</p><p>　　4、用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后在一點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則，廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時已考慮此要求[15]。</p&g

76、t;<p><b>　　3.2電機驅(qū)動模塊</b></p><p>　　3.2.1 H橋驅(qū)動原理</p><p>　　如圖3.3所示，此圖為一個典型的直流電機控制電路。之所以該電路得名于“H橋驅(qū)動電路”，是因為它的形狀酷似字母H。如圖，我們可以認為電機就是H中的橫杠，而4個三極管組成H的4條垂直腿。正如下圖所畫，H橋式電機驅(qū)動電路包括一個電機和4個三極管

77、。若想要讓電機運轉(zhuǎn)，對角線上的一對三極管必須導通。當不同的三極管對導通情況不同時，電流方向也會不同，可能會從左至右，也可能從右至左流過電機，這樣就控制了電機的旋轉(zhuǎn)方向。</p><p>　　圖3.3 H橋驅(qū)動電路</p><p>　　若要使電機啟動運轉(zhuǎn)，則使對角線上的一對三極管必須導通。比如，如圖3.4所示，要使電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右流過電機，那么必須是Q1和Q4三極管同時導通。這

78、樣，電流先從正極經(jīng)過三極管Q1，然后再經(jīng)Q4回到電源負極，這樣才能使直流電機正向旋轉(zhuǎn)，正如圖中電流箭頭所示，此時Q1和Q4導通，電機正向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖3.4 H橋驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動</p><p>　　圖3.5所示為另一種情況，當三極管Q2和Q3同時導通時，電流從正極開始，流經(jīng)Q2，再經(jīng)過直流電機，最后到達Q3，這樣直流電機的電流從右至左，從而驅(qū)動電機逆時針旋轉(zhuǎn)，在小車上表

79、現(xiàn)為左右旋轉(zhuǎn)或者前后旋轉(zhuǎn)。圖中箭頭方向為電流流經(jīng)電機方向。</p><p>　　圖3.5 H橋驅(qū)動電機逆時針轉(zhuǎn)動</p><p>　　正如上面所述，直流電機導通，必須使處于對角線的兩個三極管同時導通，也就是說不能使同側(cè)的兩個三極管同時導通，比如三極管Q1和Q2同時導通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極，三極管肯能會被燒壞，因此，為了保證H橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導通，需要采

80、取一些措施。</p><p>　　圖3.6 所示就是為了避免同側(cè)三極管同時導通而進行改進的電路，它在原來的H橋電路的基礎(chǔ)上增加了4個與門和2個非門。4個與門同一個“使能”導通信號相接，這樣，用這一個信號就能控制整個電路的開關(guān)。而2個非門通過提供一種方向輸人，可以保證任何時候在H橋的同側(cè)腿上都只有一個三極管能導通[16]。</p><p>　　圖3.6 具有使能控制和方向邏輯的H橋電路<

81、;/p><p>　　當我們實際使用H橋焊機電路時，用分立元件制作H橋是非常麻煩的，而且比較浪費時間，基于這種考慮，現(xiàn)在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電機、電源和控制信號就可以很好的使用了，在使用時給了我們很大的方便。L298N正是帶有兩個H橋的高集成電路。</p><p>　　3.2.2 L298驅(qū)動芯片</p><p>　　L298N 是SGS 公司的產(chǎn)品。其

82、內(nèi)部包含4 通道邏輯驅(qū)動電路, 即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準TT L 邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A 以下的電機。由L298N 構(gòu)成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式，兩個H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起，1 腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器, 形成電流傳號。L298 可驅(qū)動兩個電機, OUT l、OUT2 和OUT 3、OUT4 之間分別接兩個電動機。5、7、10、12 腳接輸入控制電平，控制電

83、機的正反轉(zhuǎn), ENA、ENB 接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。這些特性使得L298N很適合用作小型直流電機控制芯片[17]。</p><p>　　L298N集成了雙極性管組成的H橋電路。用單片機控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H橋電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。<

84、;/p><p>　　如圖3.7為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:</p><p>　　圖3.7 L298驅(qū)動芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　L298N引腳圖：</b></p><p>　　具體與單片機、直流電機接口電路見附錄A3。</p><p><b>　　3.3電源模塊</b>&l

85、t;/p><p>　　3.3.1 無線遙控部分電源設(shè)計</p><p>　　當無線遙控模塊使用時，電源只需給單片機89C2051和無線模塊PTR2000供電，故耗電功率相對較低。另外，無線遙控模塊和單片機所需電壓都是5V，而且無線遙控的外殼內(nèi)部空間較小，因此采用9V堿性鋅錳電池供電是不錯的選擇。9V堿性鋅錳電池通過LM7805穩(wěn)壓芯片，能夠輕易滿足遙控器的供電要求，并且硬件設(shè)計較為簡單。由于耗

86、電功率較小，LM7805穩(wěn)壓芯片不用加散熱片。</p><p>　　具體硬件電路設(shè)計見附錄A1。</p><p>　　3.3.2 無線接收部分電源設(shè)計</p><p>　　無線接收電路電源需要完成以下任務(wù)：首先，電源必須能給單片機89C52和無線模塊PTR2000供電，且供電電壓為+5V，因此電源必須能夠變?yōu)?5V；其次，電源必須能夠給兩個直流電機供電，也就意味著電

87、源必須有較大的容量，因為直流電機消耗功率相對較大。若用9V鋅錳電池供電，電池會很快消耗完，因此電源必須有大容量，且能夠充電。最后，由于無線電模塊PTR2000對于電源有較高要求，需要電壓穩(wěn)定。若用一個電源給芯片和直流電機供電，電機的停轉(zhuǎn)勢必會影響電壓的穩(wěn)定，基于這個原因，需要將芯片供電和直流電機供電分開來供電。鑒于以上原因，無線接收部分電源設(shè)計如下，電源分為兩部分，一方面，用9V鋅錳電池經(jīng)LM7805穩(wěn)壓芯片形成+5V電壓，從而給芯片供

88、電，保證了兩電源互不干擾；另一方面，用5節(jié)可充電干電池串聯(lián)起來，從而形成+8V左右的電源給直流電機供電，接到L298芯片引腳端。</p><p>　　具體硬件電路圖見附錄A2和A3。</p><p><b>　　3.4鍵盤模塊</b></p><p>　　鍵盤模塊需要實現(xiàn)控制小車的前后左右，若還需要其他功能的話需要另加按鍵，故發(fā)射按鍵個數(shù)必須不

89、少于4個。每個按鍵需要接10KΩ上拉電阻，并與單片機I/O端口相連接，另一端接地。當按鍵不作用時，每個按鍵均為高電平，作用時，對應(yīng)按鍵變?yōu)榈碗娖健Ｋ膫€按鈕分別接到P1.2、P1.3、P1.4和P1.5。通過對端口不斷的掃描，判斷對應(yīng)按鍵是否按下。如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵號并轉(zhuǎn)入對應(yīng)的鍵處理。如果沒有按鍵按下，單片機重新掃描端口。</p><p><b>　　3.5其他模塊</b>&l

90、t;/p><p>　　當電源接通時，需要有電源接通標志，可用一個黃色發(fā)光二極管；當小車前進時，需要前面綠色車燈亮起，可用兩個綠色發(fā)光二極管；當小車后退時，需要后面紅色車燈亮起，可用兩個紅色發(fā)光二極管。因此，需要有五個發(fā)光二極管。其中四個車燈對應(yīng)發(fā)光二極管需要和單片機I/O端口相連，用三極管驅(qū)動；另一個，與電源相連。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計</b>&

91、lt;/p><p>　　4.1軟件設(shè)計需要完成任務(wù)</p><p>　　由上章節(jié)對系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計我們可以清楚知道，電機的驅(qū)動都由硬件單獨可以完成。所以，系統(tǒng)軟件所要完成的任務(wù)包括一下五個部分。一，鍵盤掃描程序；二，無線電發(fā)射程序，當單片機掃描鍵盤有鍵按下時，需要單片機串口給PTR2000無線模塊發(fā)送有效數(shù)據(jù)；三，無線電接受程序，當有效數(shù)據(jù)接受時，需要PTR2000無線模塊給單片機發(fā)送數(shù)據(jù)。四

92、，電機驅(qū)動程序，根據(jù)接收到的有效信號來控制電機的前進，后退，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；五，小車前后燈的控制程序，當車運動時，需要車燈來判斷車的狀態(tài)。</p><p>　　4.2 PTR2000編程注意事項</p><p>　　PTR2000接收數(shù)據(jù)時，是隨機接收的。當發(fā)射端有效數(shù)據(jù)發(fā)送時，它能夠接收發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；當發(fā)射端停止發(fā)射時，它仍然能夠接收無效數(shù)據(jù)，怎么區(qū)分是有效數(shù)據(jù)，還是無效數(shù)據(jù)，這就需要建立

93、一個簡單的協(xié)議。</p><p>　　協(xié)議的第一件事就是能夠識別噪聲和有效數(shù)據(jù)。噪聲是以隨機字節(jié)出現(xiàn)的，沒有明顯的方式。通過我們的測試和試驗，發(fā)現(xiàn)0xFF后跟0x00在噪聲中不容易發(fā)生，傳輸協(xié)議應(yīng)該在數(shù)據(jù)包前加開始字節(jié)0xFF后跟0。發(fā)送協(xié)議的開始應(yīng)該以一個任意內(nèi)容的字節(jié)（這是因為第一個字節(jié)的數(shù)據(jù)在發(fā)送時容易丟失），然后是0xFF后跟一個0x00；接收協(xié)議規(guī)定只接收以0xFF后跟一個00x00開始的包[18]&l

94、t;/p><p>　　4.3系統(tǒng)軟件主要程序的設(shè)計</p><p>　　4.3.1 發(fā)射部分控制程序設(shè)計</p><p>　　遙控部分有單片機和鍵盤模塊組成，單片機對按鍵端口掃描，然后判斷是否是有效信息，若是則通過串口給無線模塊進行發(fā)射。程序流程圖如圖4.1：</p><p>　　圖4.1 無線發(fā)射部分程序流程圖</p><p

95、>　　4.3.2 接收部分控制程序設(shè)計</p><p>　　被控部分主要由單片機、驅(qū)動芯片、無線接收模塊和直流電機組成，無線電接收信息，單片機分析數(shù)據(jù)，然后調(diào)用子程序，從而控制直流電機動作。程序流程圖如下圖4.2：</p><p>　　圖4.2 無線接收部分程序流程圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試</b></p&g

96、t;<p>　　系統(tǒng)調(diào)試可以分為軟件調(diào)試和硬件調(diào)試，當然軟件調(diào)試的前提是必須硬件沒有問題，即硬件調(diào)試成功。</p><p><b>　　5.1硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試主要是檢測硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。具體步驟及測試結(jié)果如下：</p><p>　　1.檢查電源與地線是否全部連接上，用萬用表對照電路原理

97、圖測試各導線是否完全連接，測試結(jié)果所有連接線都已連接好。</p><p>　　2.檢查所有有極性的元器件是否安裝正確，并改正發(fā)現(xiàn)的問題。</p><p>　　3.嘗試下載程序，看能否把程序下載到單片機里面，并解決遇到的問題。</p><p>　　硬件調(diào)試時，遇到了幾個問題，在老師幫助下都得到了解決，問題如下：</p><p>　　1.當程序通

98、過燒錄器寫入單片機時，單片機沒有按照預定設(shè)計工作，后經(jīng)過老師提醒，用示波器檢測晶的震蕩電路是否正確。開始檢測時，晶振沒有產(chǎn)生鋸齒波形，后來給震蕩電路換了一個電容，才產(chǎn)生了鋸齒波形。</p><p>　　2.檢測無線傳輸模塊傳輸數(shù)據(jù)時，編寫了一個簡單程序，但是無線模塊不能正常工作，后用萬能表檢測出無線傳輸模塊引腳電平，發(fā)現(xiàn)一個引腳不對，沒有接地，從而連接了一個跳線。 </p><p><

99、;b>　　5.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　在系統(tǒng)調(diào)試中，軟件調(diào)試占主要地位。軟件調(diào)試需要使用了仿真器，示波器，和萬能表。其具體步驟如下：</p><p>　　1.由于開始無法確定發(fā)射程序是否正確，因此可使發(fā)射程序先簡單點兒，讓程序控制使無線模塊一直發(fā)射00H,FFH,0EH(任意一個十六進制數(shù))，用Keil軟件將編寫的程序打開，進行編譯，調(diào)試，然后生成后綴為H

100、EX文件，之后通過TOPWIN系列的燒錄器把該文件寫入發(fā)射板單片機中。</p><p>　　2.當把無線發(fā)射程序?qū)懭雴纹瑱C后，接上電源，用示波器檢測無線模塊DO引腳，如果看到示波器中顯示不同占空比的高低電平時，說明程序正確。否則，程序不正確。</p><p>　　3.確定發(fā)射程序正確后，用仿真器接到無線接收板上，作為其控制單片機。應(yīng)用仿真器進行程序調(diào)試，是給我?guī)砹撕艽蟮姆奖?。當接入仿真?/p>

101、后，把編好的程序用Keil軟件打開，然后進行仿真測試。程序控制無線電模塊為接收模式，當接受到有效數(shù)據(jù)時，可以使車一個電機旋轉(zhuǎn)；當沒有有效數(shù)據(jù)時，使電機停止不動。這樣就能初步檢測出無線電是否能導通了。</p><p>　　4.當確定無線電模塊能夠正常工作后，下面就是對控制邏輯進行測試。一開始，可以先用兩個按鍵，如前后按鍵。若按一個前按鍵，接收端得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，則小車會前進；反之，后退。然后，增加為四個鍵，當四個按鍵調(diào)

102、試完成后，就是對小燈進行調(diào)試。</p><p><b>　　5.3調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過一段時間的調(diào)試，小車能夠?qū)崿F(xiàn)基本上實現(xiàn)了任務(wù)要求。按下前進鍵時，小車前進，同時前燈亮；按下后退鍵時，小車后退，同時后燈亮；按下左轉(zhuǎn)鍵時，小車左轉(zhuǎn)；按下右轉(zhuǎn)鍵時，小車右轉(zhuǎn)。這和要求實現(xiàn)的任務(wù)基本一致。但是，在這期間也遇到了一些問題，就是無線模塊不太穩(wěn)定，就是遙控部

103、分，由于未知原因的影響，容易受到干擾，使遙控不太靈敏。由于這個原因，怎么解決小車飛車成為了一個主要問題。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　這次的單片機課程設(shè)計與以往的課程設(shè)計不同，在時間上它貫穿了整個一個學期，從開學第一周的廣泛收集查閱資料，經(jīng)歷了老師一次次細心的檢查與指導，到后來的制作電路板，乃至到后來的一次次的軟硬件調(diào)試，形成

104、了一個完整的鍛煉體系，在這個過程中，我們的收獲是曾經(jīng)做的設(shè)計以及實驗中無法比擬的，現(xiàn)在從以下幾個方面講述以下我們的感受。</p><p>　　在最初的收集資料時，我們還是使用百度，谷歌等索引查閱，后來經(jīng)老師指教才知道學校有一個這么好的圖書資源，我們在中國知網(wǎng)，電子網(wǎng)等搜索文獻，真是又準確又權(quán)威，不僅找到了相關(guān)資料，而且還發(fā)現(xiàn)很多以前沒接觸過的新知識，為日后對專業(yè)課的認知提供了更好的條件。</p>&

105、lt;p>　　在制作硬件的部分，我們可是費了很大周折，由于我們做的是遙控小汽車，遙控器部分的PCB板就需要特殊處理一番，首先是它的規(guī)格，它的形狀需要與遙控器的外殼相配，且外殼的邊長不到十厘米，這就要求我們事先把元件的位置設(shè)計好，我們就一點點測量，一點點修改，生怕出現(xiàn)一點誤差導致PCB板安不到遙控器外殼里。在畫PCB 板的幾天里，收獲極大，我們把相關(guān)教材翻了又翻看了又看，才發(fā)現(xiàn)制作PCB板有很多奧妙很多樂趣，最后看著一塊自己精心打造

106、的PCB板很是欣慰，但工作才剛剛開始。</p><p>　　接下來我們利用等待電路板的十天里，把軟件設(shè)計中的部分電路調(diào)試出來，在調(diào)試電動機時，我們用的兼容性較好的功能齊全的L298芯片，但是電動機沒有反應(yīng)沒有轉(zhuǎn)動，分別排除了電池沒電，芯片連接及程序設(shè)計等一系列原因外，才發(fā)現(xiàn)原來是電源轉(zhuǎn)換部分出了問題，芯片規(guī)格不同管腳位置也不同，于是又用鉗子等工具把管腳扳過來，浪費了一個小時時間，很不甘心，日后在有類似的一定要借鑒

107、。</p><p>　　在電路板和元件都齊全之后，開始了一個簡單而需極其細心的焊接工作，包括元件的安放，管腳的對應(yīng)，到最后檢查時，發(fā)現(xiàn)有一個接地管腳是懸空的，仔細核對電路板原理圖才發(fā)現(xiàn)當時自己安放的一個焊盤沒有連接，于是又重新引了一根導線才使之完整。</p><p>　　接下來就是耗時最長的軟件調(diào)試部分了，我們聽取了老師的意見，采取分塊調(diào)試，在電機驅(qū)動靈活，無線電發(fā)射接收模塊分別好使之后，

108、進行了組裝工作。我們小組二人，一人發(fā)射一人接收，可是沒有現(xiàn)象，一連調(diào)試數(shù)日都沒有進展，當時都有放棄的念頭了，后來又去找到老師，老師給了兩塊仿真器讓我們調(diào)試觀察，在幾天之后，小汽車終于能接收遙控了。初步實現(xiàn)了前后左右四個方向的功能，當時的興奮勁無以言表。我們終于能自我設(shè)計并完成一個遙控式的小汽車了，接下來還有很多額外的功能沒有實現(xiàn)，等在日后完成。</p><p>　　回顧在整個單片機課程設(shè)計過程中，苦樂兼得，由最初

109、畫板時的煩躁與后來的樂趣，由最初調(diào)試毫無進展想到放棄到后來的克服困難后的樂此不疲的堅持，感受到的不只是專業(yè)知識的拓展與延伸，還是對意志品格的磨練。以后會珍惜每一次這樣的機會，增加專業(yè)知識，打好更堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 華兵.MCS-51單片機原理應(yīng)用.武漢：武漢華中科技大學出版社，2002 .5．<