毕业设计直流电机的遥控设计（无线遥控电机论文）.doc

绵阳师范学院 本科生毕业设计 设计 题 目 直流电机的遥控设计 专 业 电子信息科学与技术 院 系 物理与电子工程学院 学 号 姓 名 指 导 教 师 答 辩 时 间 二 一 年五月 论文工作时间 2009 年 12 月 至 2010 年 5 月 论文题目来源 论文题目来源 国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目 编号 编号 四川省自然科学研究项目四川省自然科学研究项目 编号 编号 校级自然科学研究项目校级自然科学研究项目 编号 编号 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 直流电机的遥控设计直流电机的遥控设计 学生 指导教师 摘 要 无线遥控也越来越普及 如空调 电视的遥控等 将来遥控设计必定 会有很大的发展空间 本设计采用了单片机对电动机进行无线控制 以红外线 传输技术实现一定距离的遥控功能 系统由硬件和软件部分构成 硬件设计部 分 无线遥控模块与单片机连接部分电路制作 直流电机驱动模块设计制作 其中遥控系统由发射 接收模块组成 通过用接口电路处理接收的遥控信息 整个设计采用 ATMEL89C51 单片机为核心 L298N 作为驱动芯片来驱动直流电机 软件设计采用 C51 语言编程 利用主控程序实现对直流电机正转 反转 启动 停止四种运行状态的控制 经实验验证遥控距离可达 5M 以上 关键词 遥控 直流电机 单片机 驱动器 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 Design Of DC Motor Remote Control Undergraduate Caohuali Supervisor Guoxin Abstract With the increasingly use of DC motors the technology of wireless remote control has also become popular such as remote control for air conditioning TV set etc In the future wireless remote control would play an important role in the fields of intelligent control In the design an infrared transmission technology has been applied to control a DC motor The system consists of hardware and software design Hardware circuits include a wireless remote control module SCM system and the DC motor driver module The remote control system consists of transmitter and receiver modules by using the remote control interface circuits to receive information Being its core the C51 controls the performance of system And L298N has been designed a driver chip to drive DC motors The main control program C language controls four operational states of the motor including forward reverse start and stop It has been proved that the distance of control would exceed 5 meters in experiment Keywords Remote Control DC motor SCM Driver IC 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 目录目录 绪论 1 1 设计方案 2 1 1 系统框图设计 2 1 2 无线遥控的设计方案 2 1 3 驱动芯片的选择 3 2 硬件部分 3 2 1 直流电机 3 2 1 1 直流电机的定义 3 2 1 2 直流电机的结构 3 2 1 3 直流电动机的工作原理 4 2 2 89C51 单片机 5 2 2 1 89C51 单片机引脚功能 5 2 3 驱动芯片 L298N 7 2 3 1 L298N 功能 7 2 3 2 L298N 的逻辑控制原理 8 2 4 无线遥控设计 8 2 4 1 PT2262 PT2272 编码解码芯片原理简介 8 2 4 2 PT2262 PT2272 的引脚说明 9 2 4 3 无线遥控器件 10 2 5 直流电机无线遥控的硬件部分 10 2 5 1 直流电机驱动模块 10 3 主控系统软件编程 11 3 1 整个设计的流程图 11 3 2 程序设计过程 12 结论 13 参考文献 14 致 谢 15 附录一 16 附录二 17 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 1 绪论 随着无线遥控技术的发展 特别是采用了先进的数字处理技术之后 工业 无线遥控系统的运用范围更为广泛 安全性能也得到日益完善 无论在农业 林业 建筑业 载重运输行业或者工业领域 无线遥控技术的运用在满足各项 工作 各类要求时 能够更加灵活 安全并且经济有效的完成 从红外线向高 频电磁波射频信号发展 遥控器用时就可以不用再考虑电器的位置和遥控器的 指向等问题了 由于直流电动机在快速性 可控性 可靠性 体积小 重量轻 节能 效率高 耐受环境和经济性等方面具有明显的优势 故在当今国民经济 各个领域 如玩具 医疗器械 仪器仪表 汽车 化工 轻纺以及家用电器等 方面的应用日益普及 以往数控机床系统均采用直流电动机 虽然当前交流电 动机有逐渐取代直流电动机之势 但直流电动机仍被采用 并且已用于数控机 床上的大量直流电机驱动系统还需要维护 因此了解直流电机驱动仍是很有必 要的 本设计采用了单片机 用单片机进行对电动机的控制是可编程的 当需 要进行复杂而精细的信息处理时 仅仅采用硬件所构成的系统往往相当复杂 而采用单片机控制却十分简单 本设计结合无线遥控 通过设计单片机对直流 电机的控制来增强对单片机和直流电机的掌握学习 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 2 1 设计方案 1 1 系统框图设计 系统框图设计如图 1 1 无 线 接 收 单 片 机 驱 动 芯 片 电 机 无 线 发 射 图 1 1 系统框图 1 2 无线遥控的设计方案 本设计选用的无线遥控器经验证后是高电平有效 而单片机只识别低电平 所以设计中选用了 74LSO4 六位反向器 经过反向器后设计最终按下按钮 ABCD 对应的信号如表 1 1 表 1 1 单片机接收到对应的无线按钮的有效值 表 1 2 编码发射与接收芯片匹配 编码发射芯片 编码接收芯片 PT2262 PT2260 SC2260 SC2260 CS5211 PT2272 SC2272 CS5212 1 2M 无 3 3M 1 1M 1 3M 200K 1 5M 无 4 3M 1 4M 1 6M 270K 2 2M 无 6 2M 2M 2 4M 390K 3 3M 无 9 1M 3M 3 6M 680K 4 7M 1 2M 12M 4 3M 5 1M 820K 根据表 1 2 所示 2272 根据其后缀的不同 其数据输出类型可分为锁存型 和瞬太型 锁存型的 2272 LX 在接受到有效编码后将数据输出 并将数据一直保 存到下一次接收到的有效编码 而瞬态型的 2272 MX 在接收到有效编码后 只是 无线按扭 单片机接收有效值 A 0XFE B 0XFD C 0XFB D 0XF7 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 3 将数据瞬间输出 接收结束后 并不保留 由于设计用 315MHz 的高频发射电路 当有按键按下时 PT2262 得电工作 其第 17 脚输出经调制的串行数据信号 当 17 脚为高电平期间 315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号 当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡 所以高频发射电路完全收控于 PT2262 解码 PT2272 的第 1 8 脚为地址设定脚 有三种状态可供选择 悬空 接正电源 接地三种状态 3 的 8 次方为 6561 所以地址编码不重复度为 6561 组 只有发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同 才能配对使用 1 3 驱动芯片的选择 由于直流电机需要驱动 设计中需要实现的是电机的正反转 考虑芯片 ULN2803 不能实现的反转功能 ULN2803 是达林顿管输出器件 在电路中能起到 大电流输出和高压输出作用 主要是应用到异步电机的驱动中 再加上单片机 本身产生的 PWM 波带载能力很低 驱动能力不足 不能直接驱动电机 最终决定 选用驱动芯片 L298N 2 硬件部分 2 1 直流电机 2 6 10 12 2 1 1 直流电机的定义 定义输出或输入为直流电能的旋转电机 称为直流电机 它是能实现直流 电能和机械能互相转换的电机 当它作电动机运行时是直流电动机 将电能转 换为机械能 作发电机运行时是直流发电机 将机械能转换为电能 2 1 2 直流电机的结构 2 由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到 直流电机的结构应由定 子和转子两大部分组成 直流电机运行时静止不动的部分称为定子 定子的主 要作用是产生磁场 由机座 主磁极 换向极 端盖 轴承和电刷装置等组成 运行时转动的部分称为转子 其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势 是直 流电机进行能量转换的枢纽 所以通常又称为电枢 由转轴 电枢铁心 电枢 绕组 换向器和风扇等组成 1 定子 1 主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场 主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组 成 铁心一般用 0 5mm 1 5mm 厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成 分为极身和极 靴两部分 上面套励磁绕组的部分称为极身 下面扩宽的部分称为极靴 极靴 宽于极身 既可以调整气隙中磁场的分布 又便于固定励磁绕组 励磁绕组用 绝缘铜线绕制而成 套在主磁极铁心上 整个主磁极用螺钉固定在机座上 2 换向极 换向极的作用是改善换向 减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的 换向火花 一般装在两个相邻主磁极之间 由换向极铁心和换向极绕组组成 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 4 如所示 换向极绕组用绝缘导线绕制而成 套在换向极铁心上 换向极的数目 与主磁极相等 3 机座 电机定子的外壳称为机座 机座的作用有两个 一是用来固定主磁极 换 主磁极的结构向极和端盖 并起整个电机的支撑和固定作用 二是机座本身也 是磁路的一部分 借以构成磁极之间磁的通路 磁通通过的部分称为磁轭 为 保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能 一般为铸钢件或由钢板焊接 而成 4 电刷装置 电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的 如下图所示 电刷装 置由电刷 刷握 刷杆和刷杆座等组成 电刷放在刷握内 用弹簧压紧 使电 刷与换向器之间有良好的滑动接触 刷握固定在刷杆上 刷杆装在圆环形的刷 杆座上 相互之间必须绝缘 刷杆座装在端盖或轴承内盖上 圆周位置可以调 整 调好以后加以固定 2 转子 电枢 1 电枢铁心 电枢铁心是主磁路的主要部分 同时用以嵌放电枢绕组 一般电枢铁心采 用由 0 5mm 厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成 冲片的形状如下图所示 以 降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗 叠成的铁心固定在转 轴或转子支架上 铁心的外圆开有电枢槽 槽内嵌放电枢绕组 2 电枢绕组 电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势 是直流电机进行能量变换 的关键部件 所以叫电枢 它是由许多线圈 以下称元件 按一定规律连接而成 线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成 不同线圈的线圈边分上下两层 嵌放在电枢槽中 线圈与铁心之间以及上 下两层线圈边之间都必须妥善绝缘 为防止离心力将线圈边甩出槽外 槽口用槽楔固定 线圈伸出槽外的端接部分 用热固性无纬玻璃带进行绑扎 3 换向器 在直流电动机中 换向器配以电刷 能将外加直流电源转换为电枢线圈中 的交变电流 使电磁转矩的方向恒定不变 在直流发电机中 换向器配以电刷 能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正 负电刷上引出的直流电动势 换向器是由许多换向片组成的圆柱体 换向片之间用云母片绝缘 4 转轴 转轴起转子旋转的支撑作用 需有一定的机械强度和刚度 一般用圆钢加 工而成 2 1 3 直流电动机的工作原理 2 6 给两个电刷加上直流电源 如图 2 1 a 所示 则有直流电流从电刷 A 流 入 经过线圈 abcd 从电刷 B 流出 根据电磁力定律 载流导体 ab 和 cd 受到 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 5 电磁力的作用 其方向可由左手定则判定 两段导体受到的力形成了一个转矩 使得转子逆时针转动 如果转子转到如图 2 1 b 所示的位置 电刷 A 和换向 片 2 接触 电刷 B 和换向片 1 接触 直流电流从电刷 A 流入 在线圈中的流动 方向是 dcba 从电刷 B 流出 此时载流导体 ab 和 cd 受到电磁力的作用方向 同样可由左手定则判定 它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动 这就是直 流电机的工作原理 外加的电源是直流的 但由于电刷和换向片的作用 在线 圈中流过的电流是交流的 其产生的转矩的方向却是不变的 15 线圈上就受到 了电磁力的作用而按逆时针方向转动了 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 主要 就是应用了 通电导体在磁场中受力的作用 的原理 励磁线圈两个端线同有 相反方向的电流 使整个线圈产生绕轴的扭力 使线圈转动 当然 在实际 的直流电动机中 也不只有一个线圈 而是有许多个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 就带动整个转子旋转 这 就是直流电动机的基本工作原理 图 2 1 直流电动机 2 2 89C51 单片机 5 8 9 11 13 14 2 2 1 89C51 单片机引脚功能 5 9 VCC 供电电压 GND 接地 P0 口 P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I O 口 每脚可吸收 8TTL 门电流 当 P1 口的管脚第一次写 1 时 被定义为高阻输入 P0 能够用于外部程序数据 存储器 它可以被定义为数据 地址的第八位 在 FIASH 编程时 P0 口作为原 码输入口 当 FIASH 进行校验时 P0 输出原码 此时 P0 外部必须被拉高 P1 口 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 口缓冲器能 接收输出 4TTL 门电流 P1 口管脚写入 1 后 被内部上拉为高 可用作输入 P 1 口被外部下拉为低电平时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 FLASH 编程和校验时 P1 口作为第八位地址接收 P2 口 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 口缓冲器可接收 输出 4 个 TTL 门电流 当 P2 口被写 1 时 其管脚被内部上拉电阻拉高 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 6 且作为输入 并因此作为输入时 P2 口的管脚被外部拉低 将输出电流 这是 由于内部上拉的缘故 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储 器进行存取时 P2 口输出地址的高八位 在给出地址 1 时 它利用内部上 拉优势 当对外部八位地址数据存储器进行读写时 P2 口输出其特殊功能寄存 器的内容 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号 P3 口 P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I O 口 可接收输出 4 个 T TL 门电流 当 P3 口写入 1 后 它们被内部上拉为高电平 并用作输入 作 为输入 由于外部下拉为低电平 P3 口将输出电流 ILL 这是由于上拉的缘 故 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口 口管脚 备选功能 P3 0 RXD 串行输入口 P3 1 TXD 串行输出口 P3 2 INT0 外部中断 0 P3 3 INT1 外部中断 1 P3 4 T0 记时器 0 外部输入 P3 5 T1 记时器 1 外部输入 P3 6 WR 外部数据存储器写选通 P3 7 RD 外部数据存储器读选通 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 RST 复位输入 当振荡器复位器件时 要保持 RST 脚两个机器周期的高电 平时间 ALE PROG 当访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址 的地位字节 在 FLASH 编程期间 此引脚用于输入编程脉冲 在平时 ALE 端 以不变的频率周期输出正脉冲信号 此频率为振荡器频率的 1 6 因此它可用 作对外部输出的脉冲或用于定时目的 然而要注意的是 每当用作外部数据存 储器时 将跳过一个 ALE 脉冲 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0 此时 ALE 只有在执行 MOVX MOVC 指令是 ALE 才起作用 另外 该引脚被略 微拉高 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 置位无效 PSEN 外部程序存储器的选通信号 在由外部程序存储器取指期间 每个 机器周期两次 PSEN 有效 但在访问外部数据存储器时 这两次有效的 PSEN 信 号将不出现 EA VPP 当 EA 保持低电平时 则在此期间外部程序存储器 0000H FFFF H 不管是否有内部程序存储器 注意加密方式 1 时 EA 将内部锁定为 RESET 当 EA 端保持高电平时 此间内部程序存储器 在 FLASH 编程期间 此引脚 也用于施加 12V 编程电源 VPP XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 XTAL2 来自反向振荡器的输出 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 7 2 3 驱动芯片 L298N 2 3 1 L298N 功能 该芯片的主要特点是 工作电压高 最高工作电压可达46V 输出电流大 瞬间峰值电流可达3A 持续工作电流为1 5A 内含两个H桥的高电压大电流全 桥式驱动器 可以用来驱动直流电动机和步进电动机 继电器 线圈等感性负 载 采用标准TTL逻辑电平信号控制 具有两个使能控制端 在不受输入信号 影响的情况下允许或禁止器件工作 有一个逻辑电源输入端 使内部逻辑电路 部分在低电压下工作 可以外接检测电阻 将变化量反馈给控制电路 3 1 L298N的引脚功能及运行参数 L298N芯片的引脚图如图2 1 图2 2L298N芯片的引脚 L298N引脚功能表如表2 1 表2 1L298N引脚功能表 引脚 符号 功能 1 SENSING A 此两端与地连接电阻检测电流 并向驱动 15 SENSING B 芯片反馈检测到的信号 2 OUT 1 此两脚是全桥式驱动器A的两个输出端 用 3 OUT 2 来连接负载 4 Vs 电机驱动电源输入端 5 IN 1 输入标准的TTL逻辑电平信号 用来控制 全 7 IN 2 桥式驱动器A的开关 6 ENABLE A 使能控制端 输入标准TTL逻辑电平信号 11 ENABLE B 低电平时全桥式驱动器禁止工作 8 GND 接地端 芯片本身的散热片与8脚相通 9 Vss 逻辑控制部分的电源输人端口 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 8 10 IN 3 输入标准的TTL逻辑电平信号 用来控制 全 12 IN 4 桥式驱动器B的开关 L298N的运行参数如表2 2 表2 2L298N的运行参数 参数 符号 测试环境 最小值 典型值 最大值 单位 驱动电源电压 Vs 持续工作时 2 5 46 V 逻辑电源电压 Vss 4 5 5 7 V 输入低电平电压 ViL 0 3 1 5 V 输入高电平电压 ViH 2 3 Vss V 使能端低电平电压 Ven L 0 3 1 5 V 使能端高电平电压 Ven H 2 3 Vss V 全桥式驱动器总的 Vce IL 1A 1 8 3 2 V 电压降 每一路 sat IL 2A 4 9 V 检测电压1 15脚 Vsen 1 2 V 2 3 2 L298N 的逻辑控制原理 L298N 可驱动 2 个电机 OUTl OUT2 和 OUT3 OUT4 之间可分别接 2 个电动 机 5 7 10 12 脚接输入控制电平 控制电机的正反转 ENA ENB 接控制使 能端 控制电机的停转 6 L298N 的逻辑控制引脚如表 2 3 表 2 3L298N 的逻辑控制引脚 ENA ENB INl IN3 IN2 IN4 电机运行情况 高电平 高电平 高电平高电平 低电平低电平 正转 高电平 高电平 低电平低电平 高电平高电平 反转 高电平 高电平 同 IN2 IN4 同 INl IN3 快速停止 低电平 低电平 停止 2 4 无线遥控设计 2 4 1 PT2262 PT2272 编码解码芯片原理简介 PT2272 解码芯片有不同的后缀 表示不同的功能 有 L4 M4 L6 M6 之分 其中 L 表示锁存输出 数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态 直到 下次遥控数据发生变化时改变 M 表示非锁存输出 数据脚输出的电平是瞬时 的而且和发射端是否发射相对应 可以用于类似点动的控制 后缀的 6 和 4 表 示有几路并行的控制通道 当采用 4 路并行数据时 PT2272 M4 对应的地址编 码应该是 8 位 如果采用 6 路的并行数据时 PT2272 M6 对应的地址编码应该 是 6 位 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 9 PT2262 2272 芯片的地址编码设定和修改 在通常使用中 我们一般采用 8 位地址码和 4 位数据码 这时编码电路 PT2262 和解码 PT2272 的第 1 8 脚为 地址设定脚 有三种状态可供选择 悬空 接正电源 接地三种状态 3 的 8 次方为 6561 所以地址编码不重复度为 6561 组 只有发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同 才能配对使用 遥控模块的生产厂家为了便于生 产管理 出厂时遥控模块的 PT2262 和 PT2272 的八位地址编码端全部悬空 这 样用户可以很方便选择各种编码状态 用户如果想改变地址编码 只要将 PT2262 和 PT2272 的 1 8 脚设置相同即可 例如将发射机的 PT2262 的第 1 脚 接地第 5 脚接正电源 其它引脚悬空 那么接收机的 PT2272 只要也第 1 脚接地 第 5 脚接正电源 其它引脚悬空就能实现配对接收 当两者地址编码完全一致 时 接收机对应的 D1 D4 端输出约 4V 互锁高电平控制信号 同时 VT 端也输出 解码有效高电平信号 用户可将这些信号加一级放大 便可驱动继电器 功率 三极管等进行负载遥控开关操纵 2 4 2 PT2262 PT2272 的引脚说明 1 PT2262 的管脚说明如表 2 4 表 2 4PT2262 的管脚说明 名称 管脚 说 明 A0 A11 1 8 10 13 地址管脚 用于进行地址编码 可置为 0 1 f 悬空 D0 D5 7 8 10 13 数据输入端 有一个为 1 即有编码发出 内部下拉 Vcc 18 电源正端 Vss 9 电源负端 TE 14 编码启动端 用于多数据的编码发射 低电平有效 OSC1 16 振荡电阻输入端 与 OSC2 所接电阻决定振荡频率 OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端 Dout 17 编码输出端 正常时为低电平 2 PT2272 的管脚说明如表 2 5 表 2 5PT2272 的管脚说明 名称 管脚 说 明 A0 A11 1 8 地址管脚 用于进行地址编码 可置为 0 1 f 悬空 必 10 13须与 2262 一致 否则不解码 D0 D5 7 8 地址或数据管脚 当做为数据管脚时 只有在地址与 2262 10 13 一致 数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平 否则输出为低电平 锁存型只有在接收到下一数据才能转换 Vcc 18 电源正端 Vss 9 电源负端 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 10 DIN 14 数据信号输入端 来自接收模块输出端 OSC1 16 振荡电阻输入端 与 OSC2 所接电阻决定振荡频率 OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端 VT 17 解码有效确认 输出端 常低 解码有效变成高电平 瞬态 2 4 3 无线遥控器件 无线四键遥控器 315MHZ 接收头 SC2272 M4 解码芯片 270K 振荡电阻 技术指标如表 2 6 表 2 6 无线遥控技术指标 振荡方式 SAW 谐振 工作电流 9mA 工作频率 315MHz 调制方式 编码 编码格式 PT2262 频率偏差 150kHz max 震荡电阻 1 5M 发射功率 10mW 该遥控手柄性能优良 采用了 SAW 声表谐振原理和 SMT 工艺 同时采用了 数字编码调制技术 具有抗干扰性强 性能稳定 高可靠性 无方向性 使用 寿命长 功耗低 物美价廉等优点 编组码达 214 组之多 不会造成相互 邻居 之 间的干扰 小巧玲珑 使用方便 每枚分 A B C D 四键 可分别遥控四路 照明灯具 遥控墙壁开关 由于采用 315MHz 无线电发射频率 克服了红外线发 射不能隔墙的缺点 遥控距离远 无方向性 接收头主要技术指标 1 通讯方式 调幅 AM 2 工作频率 315MHZ 3 频率稳定度 200KHZ 4 接收灵敏度 106DBM 5 静态电流 5MA 6 工作电流 5MA 7 工作电压 DC 5V 8 输出方式 TTL 电平 9 尺寸 30 x12x8 毫米 负极 DF 接收模块的工作电压为 5 伏 静态电流 4 毫安 它为超再生接收电 路 接收灵敏度为 105dbm 接收天线最好为 25 30 厘米的导线 最好能竖立 起来 接收模块本身不带解码集成电路 因此接收电路仅是一种组件 只有应 用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用 这种设计有很多优点 它 可以和各种解码电路或者单片机配合 设计电路灵活方便 2 5 直流电机无线遥控的硬件部分 2 5 1 直流电机驱动模块 4 6 11 12 14 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 11 L298N 与 AT89C51 和直流电机的接线图如图 2 2 图 2 2L298N 与 AT89C51 和直流电机 3 主控系统软件编程 3 1 整个设计的流程图如图 3 1 初始化 使能 ENA 停止反转正转 00 或 11 0110 开始 IN1IN2 10 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 12 图 3 1 设计的流程图 3 2 程序设计过程 程序中的驱动使能端 输入端和电机运转情况如表 3 1 表 3 1 使能端 输入端和电机运转情况 本设计的正转程序如下 1 3 7 13 void zhengzhuan en1 1 s1 0 s2 0 delay 3000 EN 端置 1 发启动脉冲 并使 s1 0 s2 1 s2 1 delay 1 s2 0 delay 5 s2 1 delay 1000 程序最开始有一个停止语句 s1 0 s2 0 以防备按错键时烧坏电机 电机启 动时需要一个脉冲启动 s1 0 s2 1 s1 0 s2 0 两条语句来实现 同理反转时 也需要一个脉冲 其中程序中的缓慢启动就通过后面的延迟长短来完成 延时程序如下 void delay uint x uint i j for i 0 i x i for j 0 j 100 j 整个程序就是通过不断的调用延时程序来实现电机的转停 en1 ENA s1 IN1 s2 IN2 电机运转 1 0 0 停止 1 1 0 正转 1 0 1 反转 1 1 1 快速停止 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 13 结论 遥控器的距离和电机反应时间以及反应效果 如下表 遥控距离 电机反应时间 反应效果 1m 0 5s 很迅速 3m 1s 较迅速 5m 5s 能反应 有障碍物 越长 越迟钝 由公式 接受信号强度 发射功率 空间衰耗 空间衰耗 32 4 20log 频率 20log 距离 所以接受信号强度与接受灵敏度 空间衰耗有关 由于距离的增加信号强度的 衰减 反映速度也就越来越慢 本设计克服了红外线发射的方向局限性 最终 达到遥控范围 5 米内基本可以很好的在不考虑方位的情况下 实现无线遥控电 机的正转 反转 停止三个运行状态 距离越远电机反应的速度就跟着延长 若有障碍物阻挡 在不是很大且在有限的范围内电机仍可实现遥控 不过在系 统的后期制作过程中仍然存在很多的不足 比如说在设计中可以延长无线接收 天线提高接收信号 但在做设计时没有实现 更遗憾的是最终缓慢启动的运作 状态的控制仍不是很好 软件编程过程中的延时的时间问题也调节的不是很好 虽然有些不够完美的地方 但最终是亲身体验到了无线遥控的便捷性 随着现 在这社会的发展 无线遥控的发展是必然的 可见遥控设计发展前景是乐观的 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 14 参考文献 1 谭浩强 C 语言设计题解和上机 第三版 清华大学出版社 2005 年 2 电机与拖动 第二版 高等教育出版社 2007 年 3 谭浩强 C 语言设计 第三版 北京 清华大学出版社 2005 年 4 沙占友 孟志永 王彦明 单片机外围电路设计 M 电子工业出版社 2006 年 5 刘文涛 单片机语言 C51 典型应用设计 M 人民邮电出版社 2005 年 6 孙忠献 电机技术与应用 M 福建 科学技术出版社 2004 年 7 龚运新 单片机 C 语言轻松入门 M 清华大学出版社 2006 年 8 张洪润 单片机应用 200 例 M 北京航空航天大学出版社 2006 年 9 雷思笑 李伯成 雷向丽 单片机原理及实用技术 M 西安电子科技大学出版社 2004 10 孙忠献 电机技术与应用 M 福建 科学技术出版社 2004 11 李伯成 基于 MCS 51 单片机的嵌入式系统设计 M 北京 电子工业出版社 2004 12 谭建成 电机控制专用集成电路 M 北京 机械工业出版社 1997 年 13 杜群贵 张齐 单片机应用系统设计技术 基于 C 语言编程 M 第四版 电 子工业出版社 2006 14 求是科技 单片机 典型模块设计实例导航 M 北京 人民邮电出版社 2007 15 张毅刚 彭喜元 姜守达 乔立岩 新编 MCS 51 系列单片机应用设计 哈尔滨工业 大学出版社 2003 16 邵敏权 刘刚 单片机原理实验及应用 吉林科学技术出版社 1995 17 美 M 考夫曼 AH 塞德 电子计算手册 国防工业出版社 1985 18 R C C Leite J F Damen Phys Rev Lett 22 780 1999 19 J F Scott R C C Leite and T C Damen Phys Rev 188 1285 1989 i Last edit by dong3626 i td tr tbody table 20 AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999 dec 21 Yang Y Yi J Woo Y Y and Kim B Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty amplifier using a new loadmatching technique Microw J 2001 44 12 pp 20 36 22 Vizimuller P RF design guide systems circuits and equations ArtechHouse Boston MA 1995 6 R Dye Visual Object Orientated Programming Dr Dobbs MacintoshJournal Sept 1st 1991 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 15 致 谢 通过这次单片机课程设计 我不仅加深了对单片机理论的理解 更了解到一些无线遥 控的原理及应用 还有使我懂得了理论联系实际 原本理论都不牢靠的我 需要加倍找到 相关的资料 充分的利用了网络这有效地资源 在设计的过程中遇到各种各样的问题 同 时在设计的过程中发现了自己的很多不足之处 对以前所学过的知识理解得很不够深刻 掌握得不够牢固 并决心在以后的学习中加以改正 努力练习 提高自身真正的能力 在设计 中多亏有郭老师的耐心 辛勤的指导 最后才能得以顺利地完成了这次的毕业设计 看见 到所学知识得以应用 并得以圆满完成设计心理满是高兴 这次课程设计让我的实际动手能 力得很大的提高 最后衷心的感谢老师的细心指导 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 16 附录一 总的设计图由两部分组成 1 无线模块与单片机的连接 EA V P 31 X 1 19 X 2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 IN T0 12 IN T1 13 T 0 14 T 1 15 P10 T 1 P11 T 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE P 30 T X D 11 RX D 10 89C51 A D3 B D0 D1 D2 C D 位位位位 1 2 3 4 位位位 2 单片机与驱动芯片和电机的连接 EN A 6 V S 4 IN 1 5 EN B 11 SENSEA 1 VSS 9 SENSEB 15 OUT 1 2 IN 2 7 GND 8 OUT 3 13 OUT 2 3 IN 3 10 OUT 4 14 IN 4 12 L298N 30PF 30PF 11 0592 V CC 51 8 2K A V DD 位位 10uf EA V P 31 X 1 19 X 2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 IN T0 12 IN T1 13 T 0 14 T 1 15 P10 T 1 P11 T 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE P 30 T X D 11 RX D 10 V CC 40 GND 20 89c51 V CCV CC 5V 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 17 附录二 整个设计的总程序如下 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int void delay uint x void qidong void zhengzhuan void fanzhuan void tingzhi sbit en1 P2 2 L298 的 Enable A sbit s1 P2 1 L298 的 Input 1 sbit s2 P2 0 L298 的 Input 2 void main uchar pp P1 0 xff delay 10 pp P1 while 1 P1 0 xff delay 10 pp P1 switch pp case 0 xfe qidong break case 0 xfd zhengzhuan break case 0 xfb fanzhuan break case 0 xf7 tingzhi break default break void qidong en1 1 s1 0 s2 0 delay 1000 s2 1 delay 500 绵阳师范学院 2010 届本科设计 论文 18 s2 0 delay 500 s2 1 正转程序 void zhengzhuan en1 1 s1 0 s2 0 delay 3000 EN 端置 1 发启动脉冲 并使 s1 0 s2 1 s2 1 delay 1 s2 0 delay 5 s2 1 delay 1000 void fanzhuan en1 1 s1 0 s2 0 delay 30