单片机的遥控小车的设计
目 录
引言 1
（一）遥控技术研究现状 1
（二）无线遥控小车的研究意义 1
一、方案设计与论证 1
（一）控制芯片 1
（二）直流电机驱动 2
（三）无线控制系统选择 3
（四）显示模块 3
二、系统组成 4
三、系统的硬件设计 4
（一）驱动电路 4
（二）电源电路 6
（三）无线遥控系统电路 7
（四）主控电路及信号保护电路 10
四、系统的软件设计 11
（一）主程序设计 11
（二）无线模块设计 12
（三）调速子程序设计 13
五、制作安装与调试 13
（一）电路板的制作与安装 14
（二）电路调试与小车功能测试 15
参考文献 19
附录一 原理图 20
附录二 源程序 21
致谢 30
引言
本文的无线遥控小车以单片机控制系统为具体的核心而设计，通过发射控制信号和接收控制信号在不同的端口输出不一样的信号来进行相对应的实际操控，现在的无线遥控小车更加的智能与简单化，在工业和生活中都取得了令人满意的结果。
（一）遥控技术研究现状
随着电子技术的迅速发展，人们对近距离的遥控以及无线通信的技术指标的要求越来越高，尤其是在模拟集成电路和传感器技术的巨大进步下，大大加速了这个进程。目前国内外都已经开始研究和生产无线的遥控系统，无线遥控已经开始被应用到了日常的生活中以及工业中、视频监控系统、电视演播系统、多媒体系统、工业智能系统等都有应用。可以说现代无线电子产品将在将来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
将逐渐的取代传统电线连接的产品，未来生活的各个方面都体现着现代化，方便、简单是无线遥控电子产品的优势，但有很多的局限性，复杂而又计算难度大且多数运用的模拟电路。这使其精准度低而且抗干扰的能力变差，同时也加剧了电路的调试和维修难度。现在，模拟遥控设备不但实现了商品化，可靠性和灵敏度也变的更高，形成了许多品种，具有准确度高，速度快又实用，能满足不同层次的爱好需求。
（二）无线遥控小车的研究意义
随着汽车工业的飞快的发展，关于智能小车的研究活动也就受到了很多人的关注，现在全国和省内的电子大赛都会有智能小车这一方面的题目，全国的高校也很重视这一项的研究。无线智能小车是一种新型的小车，由于它在军事侦查，防爆、反恐还有捂脸等恶劣的环境中进行作业，而且无线小车具有成本低体积小、生存能力强等等特点，具有很广阔的应用前景。
一、方案设计与论证
本论文的整体系统分为硬件和软件两部部分，需要分别对此设计，一开始需要对硬件部分进行一下分析，要有具有传输能力的无线遥控，还要有以单片机为主要的控制系统等等。软件方面要分配好对应的端口，使用合适的程序，来满足一下设计所需要的要求。
（一）控制芯片
本文采取的是STC89C52单片机，通过程序来精准的控制小车的行动，从而实现对小车的自动控制，而相对于智能小车的控制方面。STC89C52单片机具有方便、快捷、控制简单、低消耗、高性能等优点，因此本文采用了STC89C52单片机作为一个控制芯片，图如下。
图1 STC89C52封装图 图2 STC89C52管脚图
（二）直流电机驱动
本文中采取了芯片L298N作为小车的驱动电路，L298N是SGS公司的产品，因为内部集成H桥式的L298N芯片能使得驱动电路得到保障，所以购买H桥式的L298N最为合适，当单片机发出信号给L298N的驱动芯片时候，小车的左转、右转、前进、后退和停止会得到很好的控制而且电路比较的简单，使用比较的方便，这种驱动模块比较的成熟，稳定性比较高，而且载流的能力也是比较强。然而现在这种在市场上也很便宜，很适合本文的需求。
图3 L298N芯片 图4 L298N驱动电路模块
（三）无线控制系统选择
本文采取无线发射接收装置，通过无线电进行传送，无线电波没有确定的方向，很容易绕过障碍物继续传播，所以具有很大的优势。无线传输模块将采用PT2262/PT2272，这种模块的抗干扰能力强，而且还是多位编码，工作的频率也是比较的稳定，而且耗能低，所以适合本文的使用。PT2262是一个编码芯片，PT2272是一个解码芯片，他们的本身是不能进行数据的传输，但可以通过无线发送接收电路进行对小车的控制，PP2262芯片将控制信号进行编码传到发射装置发射，有接收装置接收后由PP2272芯片进行解码后传递给相应的端口再实现相对应的小车功能。
图5 PT2262引脚图 图6 PT2272引脚图
（四）显示模块
小车的当前的状态用LED数码管来表示，这个是为了显示小车行动的状态，该状态里有一个停止和三个速度档，那么满足该要求只需要7段数码管来显示数码。该电路可以实现静态显示而且用户编程也很简单。采用数字化控制的好处就是便宜，那么这是一个简单的编程，单片机端口只需要八个就行，留下了很大的空间。数码管对于当前的需求就已经够了，所以本文采取了数码管显示电路。
图7 八段数码管
二、系统组成
无线遥控小车是用前轮来驱动着后轮。两个马达各自控制着一个前轮，通过马达来控制小车向左、向右、前进、后腿和停止，而后轮随着前轮的转动而转动，最主要的是起一个支撑的作用。主电路板被安装在小车车板的上面，而电池则安装在底盘下，其实就是为了重心靠下，更加的平稳的运行。
图8 系统框图
图8 是系统框图。小车的控制是由无线遥控控制的，再加上一个显示的电路，无线遥控接收和发送信号有四处，当每一路的信号为1时相对的LED会亮，用来检查接收过来的信号是否正确。小车总的设计有向左，向右，前进，后退，停止，高挡，中速，低速，默认运行速度是低速，让小车平稳的起步。每个档位速度是不一样的占空比，使用PWM来控制电机速度，使用了一共有8个按键的遥控器，由遥控器发出控制信号，来实现控制小车运行状态。最后，用装有显示电路的8位数码管来显示三个不同速度档的状态。
三、系统的硬件设计
（一）驱动电路
常用的L298N电机驱动芯片15-Multiwatt封装。其中8个与门逻辑器件在芯片里，由四路输入的信号来控制它。还建立了两个H桥的驱动电路，这样的设计可以加载两个小功率直流电动机。可以更改电源的输出电压，还可以使单片机输出负载，并且提供控制的信号。这种简单的电路，易于使用。通过四通道逻辑控制H桥晶体管的基极，以达到四路输出之间的马达进行正转与翻转的控制。ENA和ENB是两个使能端，来控制两个电机。当两个端口输出高电平时，以使四个输入信号来控制电机的运行，如表1可以知道端口之间的逻辑关系。
图10 脉冲平均值
PWM速度控制，即通过更改输入直流马达电流的平均值来实现速度的改变。因为更改了电流的平均值可以改变输入功率，因此它可以实现改变电机转速的目的。图10可以看出，A脉冲占空的比率是二分之一，这相当于在DC电动机的平均输入电流为0.5A；同时还可以看出B脉冲占空的比率是四分之一，输入DC电动机的平均电流为0.25A。可以看出A脉冲和B脉冲中，电压值是没有变化的。
引言 1
（一）遥控技术研究现状 1
（二）无线遥控小车的研究意义 1
一、方案设计与论证 1
（一）控制芯片 1
（二）直流电机驱动 2
（三）无线控制系统选择 3
（四）显示模块 3
二、系统组成 4
三、系统的硬件设计 4
（一）驱动电路 4
（二）电源电路 6
（三）无线遥控系统电路 7
（四）主控电路及信号保护电路 10
四、系统的软件设计 11
（一）主程序设计 11
（二）无线模块设计 12
（三）调速子程序设计 13
五、制作安装与调试 13
（一）电路板的制作与安装 14
（二）电路调试与小车功能测试 15
参考文献 19
附录一 原理图 20
附录二 源程序 21
致谢 30
引言
本文的无线遥控小车以单片机控制系统为具体的核心而设计，通过发射控制信号和接收控制信号在不同的端口输出不一样的信号来进行相对应的实际操控，现在的无线遥控小车更加的智能与简单化，在工业和生活中都取得了令人满意的结果。
（一）遥控技术研究现状
随着电子技术的迅速发展，人们对近距离的遥控以及无线通信的技术指标的要求越来越高，尤其是在模拟集成电路和传感器技术的巨大进步下，大大加速了这个进程。目前国内外都已经开始研究和生产无线的遥控系统，无线遥控已经开始被应用到了日常的生活中以及工业中、视频监控系统、电视演播系统、多媒体系统、工业智能系统等都有应用。可以说现代无线电子产品将在将来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
将逐渐的取代传统电线连接的产品，未来生活的各个方面都体现着现代化，方便、简单是无线遥控电子产品的优势，但有很多的局限性，复杂而又计算难度大且多数运用的模拟电路。这使其精准度低而且抗干扰的能力变差，同时也加剧了电路的调试和维修难度。现在，模拟遥控设备不但实现了商品化，可靠性和灵敏度也变的更高，形成了许多品种，具有准确度高，速度快又实用，能满足不同层次的爱好需求。
（二）无线遥控小车的研究意义
随着汽车工业的飞快的发展，关于智能小车的研究活动也就受到了很多人的关注，现在全国和省内的电子大赛都会有智能小车这一方面的题目，全国的高校也很重视这一项的研究。无线智能小车是一种新型的小车，由于它在军事侦查，防爆、反恐还有捂脸等恶劣的环境中进行作业，而且无线小车具有成本低体积小、生存能力强等等特点，具有很广阔的应用前景。
一、方案设计与论证
本论文的整体系统分为硬件和软件两部部分，需要分别对此设计，一开始需要对硬件部分进行一下分析，要有具有传输能力的无线遥控，还要有以单片机为主要的控制系统等等。软件方面要分配好对应的端口，使用合适的程序，来满足一下设计所需要的要求。
（一）控制芯片
本文采取的是STC89C52单片机，通过程序来精准的控制小车的行动，从而实现对小车的自动控制，而相对于智能小车的控制方面。STC89C52单片机具有方便、快捷、控制简单、低消耗、高性能等优点，因此本文采用了STC89C52单片机作为一个控制芯片，图如下。
图1 STC89C52封装图 图2 STC89C52管脚图
（二）直流电机驱动
本文中采取了芯片L298N作为小车的驱动电路，L298N是SGS公司的产品，因为内部集成H桥式的L298N芯片能使得驱动电路得到保障，所以购买H桥式的L298N最为合适，当单片机发出信号给L298N的驱动芯片时候，小车的左转、右转、前进、后退和停止会得到很好的控制而且电路比较的简单，使用比较的方便，这种驱动模块比较的成熟，稳定性比较高，而且载流的能力也是比较强。然而现在这种在市场上也很便宜，很适合本文的需求。
图3 L298N芯片 图4 L298N驱动电路模块
（三）无线控制系统选择
本文采取无线发射接收装置，通过无线电进行传送，无线电波没有确定的方向，很容易绕过障碍物继续传播，所以具有很大的优势。无线传输模块将采用PT2262/PT2272，这种模块的抗干扰能力强，而且还是多位编码，工作的频率也是比较的稳定，而且耗能低，所以适合本文的使用。PT2262是一个编码芯片，PT2272是一个解码芯片，他们的本身是不能进行数据的传输，但可以通过无线发送接收电路进行对小车的控制，PP2262芯片将控制信号进行编码传到发射装置发射，有接收装置接收后由PP2272芯片进行解码后传递给相应的端口再实现相对应的小车功能。
图5 PT2262引脚图 图6 PT2272引脚图
（四）显示模块
小车的当前的状态用LED数码管来表示，这个是为了显示小车行动的状态，该状态里有一个停止和三个速度档，那么满足该要求只需要7段数码管来显示数码。该电路可以实现静态显示而且用户编程也很简单。采用数字化控制的好处就是便宜，那么这是一个简单的编程，单片机端口只需要八个就行，留下了很大的空间。数码管对于当前的需求就已经够了，所以本文采取了数码管显示电路。
图7 八段数码管
二、系统组成
无线遥控小车是用前轮来驱动着后轮。两个马达各自控制着一个前轮，通过马达来控制小车向左、向右、前进、后腿和停止，而后轮随着前轮的转动而转动，最主要的是起一个支撑的作用。主电路板被安装在小车车板的上面，而电池则安装在底盘下，其实就是为了重心靠下，更加的平稳的运行。
图8 系统框图
图8 是系统框图。小车的控制是由无线遥控控制的，再加上一个显示的电路，无线遥控接收和发送信号有四处，当每一路的信号为1时相对的LED会亮，用来检查接收过来的信号是否正确。小车总的设计有向左，向右，前进，后退，停止，高挡，中速，低速，默认运行速度是低速，让小车平稳的起步。每个档位速度是不一样的占空比，使用PWM来控制电机速度，使用了一共有8个按键的遥控器，由遥控器发出控制信号，来实现控制小车运行状态。最后，用装有显示电路的8位数码管来显示三个不同速度档的状态。
三、系统的硬件设计
（一）驱动电路
常用的L298N电机驱动芯片15-Multiwatt封装。其中8个与门逻辑器件在芯片里，由四路输入的信号来控制它。还建立了两个H桥的驱动电路，这样的设计可以加载两个小功率直流电动机。可以更改电源的输出电压，还可以使单片机输出负载，并且提供控制的信号。这种简单的电路，易于使用。通过四通道逻辑控制H桥晶体管的基极，以达到四路输出之间的马达进行正转与翻转的控制。ENA和ENB是两个使能端，来控制两个电机。当两个端口输出高电平时，以使四个输入信号来控制电机的运行，如表1可以知道端口之间的逻辑关系。
图10 脉冲平均值
PWM速度控制，即通过更改输入直流马达电流的平均值来实现速度的改变。因为更改了电流的平均值可以改变输入功率，因此它可以实现改变电机转速的目的。图10可以看出，A脉冲占空的比率是二分之一，这相当于在DC电动机的平均输入电流为0.5A；同时还可以看出B脉冲占空的比率是四分之一，输入DC电动机的平均电流为0.25A。可以看出A脉冲和B脉冲中，电压值是没有变化的。
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