基于PIC单片机的智能小车设计

1、目 录摘要2第一章 绪论21.1 课题背景和意义21.2 国内外研究现状3第二章 设计说明42.1 设计任务42.2 原理描述42.2.1 总体方案设计42.2.2 系统原理42.3 方案设计与论证52.3.1 车体的设计52.3.2 控制器模块52.3.3 遥控模块62.3.4 电机驱动模块72.3.5 电源模块7第三章 车载模块设计83.1 主控芯片pic16f877a83.1.1 pic单片机简介83.1.2 pic单片机的优势83.1.3 在8位单片机中pic与51系列单片机的比较93.1.4 pic16f877a芯片简介103.2 电机驱动芯片l298n123.2.1 l298n工作

2、原理123.2.2 l298n引脚定义123.2.3 电机驱动与控制电路133.3 无线遥控接收电路设计143.3.1 rf无线接收模块j04v143.3.2 解码芯片pt2272163.3.3 无线遥控接收电路173.4 无线遥控发送电路的设计183.4.1 无线发射头f05r183.4.2 pt2262编码芯片203.4.3 无线遥控发射电路22第四章 无线遥控小车的软件设计及实现224.1 小车软件设计流程22小结：24参考文献:24附录一：程序清单25附录二：原理图28摘要该无线遥控小车采用购买的车架，以pic16f877a单片机为控制核心，通过435mhz无线发射和接受遥控器的控制信

3、号，并对信号快速处理，转换成pwm信号来产生不同的直流电压控制直流电机。该小车的主要功能就是在有障碍物的条件下的100m内的无线遥控：实现前进、后退、加速、减速、左转、右转以及对速度档的选择。关键字：无线遥控；pic16f877a单片机；pwm 第一章 绪论1.1 课题背景和意义随着电子技术的飞速发展，无线遥控已被广泛应用到日常生活及工业中，如电视机、电冰箱、视频监控系统、电视会议系统、多媒体教学系统、工业智能控制系统等多种领域都有应用。无线遥控 小车是上世纪的一种新型小车，由于在军事侦查、反恐、防暴、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中有着广阔的应用前景，使其成为一个重要的研究热点。无线遥控小

4、车具有体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点。由于起应用场合特殊，所以特别要求这类小车重量轻、体积小、能耗低、事实性能好、操作使用可靠。本设计基于pic16f877a单片机控制的设计思想，选用廉价的遥控编码集成电路（pt2262、pt2272）,采用l298n专用电机驱动芯片驱动电机，通过pwm脉冲调速，遥控器安装了键盘从而实现了小车的前进、后退、加速、减速、左转、右转以及对速度档的选择。无线遥控小车的控制系统，驱动控制以及遥控操作起来等综合起来，集成驱动、控制和能源于一体。首先要求具有小型化、轻量化的特点，因此要求控制系统尺寸小、重量轻、能耗低、能集成在小车体内：其次，实时性是对控制系统

5、的另一个基本要求，对于不确定环境下控制处理，对小车控制系统的实时性提出了更高的要求。1.2 国内外研究现状工业无线遥控小车起源于美国。由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关技术的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在智能无线小车技术占据明显优势，新进崛起的韩国在无线遥控小车研发方面也逐渐走向前沿。我国的无线遥控小车研究开发工作始于20世纪70年代末，在国家“863”、“973”、“九五攻关”等高技术发展计划的重点支持下，取得了重大发展。从上世纪80年代开始，国内已开始大范围地进行有关无线遥控小车的研究。经过20多年的发展，国内在应用、研究方面已经发展得比较好。但是，跟发达国家相比，还存在一定

6、的差距。以清华大学、上海交通大学、中国科学院等科研所为代表，重点对无线遥控小车基础技术进行研究，诸如无线遥控小车机构的运动学、动力学分析与综合，无线遥控小车运动的控制算法，多传感器控制系统，遥控操作技术等均取得长足进展。大批专业生产无线遥控小车以及自动化设备的公司相继成立，推动了无线遥控小车技术的产业化进展。从应用方面来说，差距会相对大一些。像日本，无线遥控小车技术的应用非常广泛，一般的工厂已经用无线遥控小车进行生产。而在国内，一般的工厂还不是用得很多，只有比较先进的工厂或者是外资企业使用无线遥控小车。从研究的角度来说，差距较应用方面小一些。国际上目前研究的课题，国内的研究人员也有涉及，甚至在

7、某些方面还比国外超前。国外无线遥控小车领域发展近几年有如下趋势：工业无线遥控小车性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元将至97年的6.5万美元。机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化：由关节模块、连杆模块用重组方式构造无线遥控小车整机：国外已有模块化装配无线遥控小车产品问市。工业无线遥控小车控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制器日渐小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维护性。无线遥控小车中的作用日益重要

8、，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接无线遥控小车还应用了视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。虚拟现实技术在无线遥控小车中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使无线遥控小车操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵无线遥控小车。第二章 设计说明2.1 设计任务设计一个基于pic16f877a单片机的无线遥控小车，用pic16f877a单片机作为主控芯片，通过无线遥控系统对小车进行实时性控制。主要功能包括前进、后退、加速、减速、左转、右转以及对速度档的选择。2.2 原理描述本设计主要有电机驱动与

9、控制模块、无线遥控模块、电源模块组成。2.2.1 总体方案设计总体方案设计结构如下图如下：pic16f877a电机（驱动）电机（转向）解码电路2.2.2 系统原理系统以pic16f877a单片机作为主控芯片，利用ccp模块产生精确的pwm脉冲波，通过专用电机驱动芯片l298n精确控制电机的转速、转向：无线遥控模块采用编解码芯片pt2262、pt2272实现无线发送、接收操作指令，车载移动平台上的pic16f877a单片机接收到操作指令后改变相应电机的pwm脉冲波，从而调节小车当前的运行状态。2.3 方案设计与论证根据设计要求，本系统主要由电机驱动与控制模块、无线遥控模块及电源模块组成。为了较好

10、的实现个模块的功能，分别设计了几种方案并分别进行了论证。2.3.1 车体的设计方案一：购买小车底座，购买的小车底座具有组装完整的车架车轮、电机。一般来说，购买的小车底座有以下优点：首先，这种底座装配紧凑，运行状态比较好。其次，这种小车一般是前轮转向后轮驱动，能够方便地实现转速。小车的直线前进与后退。再次，小车的电机为直流电机，容易控制及调速。方案二：自己制作电动车。经过反复考虑论证，采用左右两轮分别驱动，方向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体尾部装一个万向轮。此方案是双轮驱动，并不能很好的实现直线前进与后退，而且制作周期长。综上所述：采用方案一。2.

11、3.2 控制器模块方案一：采用at公司的at89c52单片机作为主控制器。at89c52是一个低功耗、高性能的8位单片机，片内含32k空间的反复擦写100000次的flash只读存储器，具有2kb的随机存取数据存储器，32个io口，3个8位可编程定时器。方案二：采用microchip公司的pic16f877a单片机作为主控芯片。不但功耗低，性能高，而且还具有以下几大特点：pic最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个i/o较少、ram

12、及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。pic系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，pic12c508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机。 精简指令使其执行效率大为提高。pic系列8位cmos单片机具有独特的risc结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用cisc结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。 产品上市零等待（zero time to market）。采用pic的低价otp型芯片，

13、可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。pic有优越开发环境。otp单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通51单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。pic在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至220v交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。 彻底的保密性。pic以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，pic采用

14、熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。睡眠和低功耗模式。虽然pic在这方面已不能与新型的timsp430相比，但在大多数应用场合还是能满足需要的。综上所述，采用方案二。2.3.3 遥控模块方案一：采用红外发射、接收头，以及编码芯片pt2262、解码芯片pt2272组成红外的遥控模块，但是此红外遥控模块发射和接收之间的距离短，而且不能在有障碍物的情况下实现遥控，遥控性能差。方案二：采用rf无线发射模块f05v、无线接收模块j04v，以及编码芯片pt2262、解码芯片pt2272组成的无线遥控模块，此遥控模块在开阔地参考距离大于150米，而且能够在有障碍

15、物的情况下实现遥控，能够达到此无线遥控小车的性能要求。综上所述，选用方案二。2.3.4 电机驱动模块方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。方案二：采用st公司的l298n电机专用驱动芯片。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2a；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机、继电器等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；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

16、电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作。综上所述，选用方案二。2.3.5 电源模块在本设计中，电机、车载系统、遥控器独立供电。电机驱动电源采用四节五号电池供电；车载系统采用5v电压供电；无线发射接收头f05v、j04v3v供电，遥控器5v供电。综上所述，采用7805稳压芯片，3v稳压管。第三章 车载模块设计车载模块是无线小车的核心。它完成的主要工作包括：接收遥控器的控制命令并解析；控制一台驱动电机和一台转向电机。车载模块主要有以下部分电路构成：电机驱动与控制电路、无线遥控接收电路。下面将对整个车载模块进行详细介绍。3.1 主控芯片pic16f877apic单片机（peripheral i

17、nterface controller）是一种控制外围设备的集成电路（ic），是把cpu、rom和i/o等集成在一块芯片上的特殊微型计算机。它是具有分散公用（多任务）功能的cpu。由pic单片机处理无线接收模块收到的信号，再输出相应的控制信号和pwm调速信号就是本次设计的重点，下面将对该系统所采用的硬件模块进行逐个介绍。3.1.1 pic单片机简介美国microchip公司在1990年仅排名世界第20位，经过10余年的积极拓展，其8位单片机的业绩节节攀升。据市场研究公司gartener dataquest于2003年6月公布的“2002年单片机市场额份和单位出货量”报告，microchip公司

18、8位机已跃居全球“第一”，占到全球市场份额的16.1%。microchip公司推出的pic系列单片机由于采用精简指令集、哈佛总线结构、流水线指令的方式，抗干扰能力强，性价比高，深受国内客户的普遍欢迎。在工业控制、消费电子产品、办公自动化设备、智能仪器仪表、汽车电子等不同的领域得到了广泛的应用。3.1.2 pic单片机的优势1、 pic最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的要求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个i/o较少、ram及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，

19、若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。pic系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，pic12c508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机，如下图所示。该型号有512字节rom、25字节ram、一个8位定时器、一根输入线、5根i/o线，市面售价在36元人民币。这样一款单片机在像摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。pic的高档型号，如pic16c74（尚不是最高档型号）有40个引脚，起内部资源为rom共4k、192字节ram、8路a/d、三个8位定时器、两个ccp模块、3个串口、一个并口、11个中断源、33个i/o脚。这样一个型号可以和其他品牌的高档型号媲

20、美。2、 精简指令使其执行效率大为提高。pic系列8位cmos单片机具有独特的risc结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用cisc结构的8位单片机相比，可以达到2：1的代码压缩，速度提高4倍。3、 产品上市零等待（zero time to market）。采用pic的低价opt型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。4、 pic有优势开发环境。opt单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，像普通51单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时型不尽理想。pic在推出

21、一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统有专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结过不同的情况。5、 其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220v交流电源，可直接与继电器控制电路相连，无须光耦隔离，给应用带来极大方便。6、 彻底的保密性。pic以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，pic采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。7、 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。8、 睡眠和低功耗模式。虽然pic在这方面一不能与新型的ti-msp430相比，但在大多数应用场合还是能满足需

22、要的。3.1.3 在8位单片机中pic与51系列单片机的比较pic的堆栈结构是硬件固定的，pic16f877a有8级深度的硬件堆栈，51系列单片机的堆栈结构是在ram区，有程序指定sp的开始位置。pic的ram区每个byte的位都可以寻址，有4条专用的位操作指令和2条移位指令。51系列单片机的只有0x20到0x2f的bytes的位是可以寻址，有17条专用的位操作指令和4条移位指令。pic的rom和ram是采用“页”结构的，每页为512个bytes,通过status的位来选择不同的页，在程序调用和变量寻址的时候，要先确定目标的页，使用起来不是很方便。51系列单片机的rom是可以在64k范围内寻址

23、的，可程序直接寻址调用；ram在0到0x7f可以直接寻址或间接寻址，0x80以上地址的ram（包括扩展的ram）只有间接寻址。3.1.4 pic16f877a芯片简介从前几节对pic系列单片机的介绍，我们知道pic单片机是采用risc结构和harvard双总线结构，运行速度快，低工作电压，低功耗，低价格的高性价比单片机。pic16f877是pic系列单片机中较为典型的芯片，pic16f877a是前者的改进版，前者的flash擦写周期是1000次，而后者的flash擦写周期是前者的100倍，也就是10万次。pic16f877a的主要性能参数如下所示：l 具有高性能risc cpul 仅有35条单

24、字节指令l 100000次擦写周期l 除程序分支指令为两个周期外，其余均为但周期指令l 运行速度：dc-20mhz始终输入 dc-200ns指令周期l 8k*14个flash程序存储器368*8数据存储器（ram）字节256*8eeprom数据存储器字节l 提供14个中断源l 功耗低： 在5 v，4mhz时钟运行时电流小于2ma 在3 v，32mhz时钟运行时电流小于20ual 支持在线串行编程（icsp）l 运行电压范围广，2.0v-5.5vl 输入及输出电流可达25mal timer0：带有预分频器的8位定时器/计数器l timer1：带有预分频器的16位定时器/计数器，在使用外部晶振时钟

25、时，在睡眠期间仍能工作l timer2：带有预分频器的8位周期寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器l 2个捕捉器，比较强，pwm模块l 其中：捕捉器是16位，最大分辨率是12.5ns比较强是16位，最大分辨率是200nspwm最大分辨率是10位l 10位多通道模数转换器下图是pic16f877a的实物图及引脚图：3.2 电机驱动芯片l298n电机驱动模块采用l298n，l298n是sgs公司的产品，比较常见的是15脚multiwatt封装的l298n，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。3.2.1 l298n工作原理l298n可接收标准tt

26、l逻辑电平信号vss，vss可接4.57v电压。4脚vs接电源电压，vs电压范围为2.546v。输出电流可达2.5a，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。l298n可驱动2个直流电机，out1/out2和out3、out4之间分别接电动机，本实验装置我们选用驱动2个电机。l298n的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，控制电机的转停，可知ena为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当ena高电平时，输入电平一高一低，电机正转或反转。同时低电平电机停止，因为高电平电机刹停。3.2.2 l298

27、n引脚定义下图为l298n引脚图下表是l298n引脚说明名称管脚说明sen1、sen21、15分别为两个h桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地out1、out22、3输出端，与对应输入端同逻辑vs4驱动电压，最小值须比输入的低电平电压高2.5vinput1、input25、7输入端，ttl电平禁止输出ena、enb6、11使能端，低电平禁止输出gnd8地vss9逻辑电源，4.57vout3、out413、14输出端，与对应输入端同逻辑input3、input410、12输入端，ttl电平兼容3.2.3 电机驱动与控制电路电机驱动模块采用l298n，l298n是sgs公司的产品，比较常见的是15脚

28、multiwatt封装的l298n，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。电路如下：pic16f877a的i/o口pc1、pc2作为pwm脉冲波的输出口，输出的信号成为l298n驱动芯片的输入信号，l298比较常见的是multiwatt封装的l298n，内部包括4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或者一个两相步进电机。l298n芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可以达到50v，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的i/o口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。l298n可接受标准ttl逻辑电平信号vs

29、s，vss可以接4.57v电压。4脚vs接电源电压，vs电压范围vih为+2.546v。输出电流可达2.5a，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。l298可驱动2个电机，out1、out2和out3、out4之间可分别接电动机。5、7、11、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，控制电机的转停。可知ena为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当ena为高电平，输入电平为一高一低，电机正转或反转。同为低电平时电机停止转动，同为高电平时电机刹停。3.3 无线遥控接收电路设计无线遥控接收电路有解码芯片pt2272

30、、无线接收模块j04v组成，无线接收模块j04v将接收到信号传送给解码芯片pt2272，解码芯片pt2272接收到信号，将其地址码经过两次比较核对后，vt脚输出高电平，与此同时相应的数据也输出高电平。3.3.1 rf无线接收模块j04v j04v是一款低功耗小体积超再生接收模块，采用smt工艺，性能稳定具有较好的灵敏度及性价比。是电池供电产品的理想选择。可以广泛应用于需要长期处于接收状态的遥控报警及单片机数据传输系统。主要特点：（1）输出无噪声干扰(零电平）（2）极低功耗（工作状态3v/0.2ma）（3）特小体积（不需要外接天线）性能参数:接收频率：315mhz工作电压：dc3v(2.63.5

31、v)工作电流：0.150.3ma调制带宽：10k输出电平：ttl电平接收灵敏度：-90dbm电路结构：超再生外形尺寸：10235mm(宽 x长 x厚)工作温度：-40+60引脚定义下图为j04v引脚图：（1）外接天线（2）数据输出端（3）数据反向输出端配f05p+使用（4）工厂测试端悬空（5）地（6）正电源（dc+3v）应用说明:（1）j04v工作频率为 315mhz。（2）为方便后级电路的电平接口 j04v增加了数据反相输出端，无数据时，2脚输出为零电平3脚为高电平,可输出2ma的驱动电流。若驱动低阻抗负载会引起 j04v工作电压的不稳定。（3）j04v工作电压范围：2.6-3.5v；2.6

32、v时工作电流在 0.15ma；3v时约 0.2ma；3.5v约在 0.3ma。（4）j04v适合电池或线性电源，可采用 3.7k-4.7k电阻从 5v取得33.5v，再加 220uf电解电容滤波，电解电容的接地点必须靠近 j04v的地，j04v输出能力可驱动一支发光二极管。如果从 6v以上的电压用电阻降压会引起工作电压的不稳定。也可以从 220v用电容降压整流滤波后用 7805取得 5v再用3.7k-4.7k，电阻降压滤波取得 3.3v。不适合用稳压管串联分压。 接收模块的电源直接影响到接收电路的稳定性，也是接收电路的主要干扰源，j04v不适合开 关电源也不适合用实验室大整流电源做试验。j04

33、v不适合与发射用同一电源做试验。（5）j04v顶部镀银电感不要碰压，否则会引起频率偏移距离变近。（6）j04v内部具有放大整形电路，只适合数据信号的接收而不适合模拟信号。（7）j04v在 a处点可根据需要接一支 470k-1m的电阻可使 j04v输出更干净，但接收灵敏度会降低。（8）j04v应按装在印板边部并离开周围器件 5mm以上，要垂直于线路板，否则会引起频率偏移。如果器件较多还必须注意地线布局合理，如果有晶振或其他信号源必须远离 j04v，否则会引起很多无法排除的干扰致使接收电路无法正常工作。（9）j04v可外接天线提高接收灵敏度，天线长度不限。 3.3.2 解码芯片pt2272解码芯片

34、pt2272是台湾公司生产的一种cmos工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，pt2262/pt2272最多可有12位（a0a11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，pt2262最多有6位（d0d5）数据端管脚，接收到的信号从14脚串行输入，可用于无线接收电路。pt2272的特点l cmos工艺制造，低功耗l 外部元件少l rc振荡电阻l 工作范围宽：2.615vl 数据最多达6位l 地址最多打531441种pt2272应用范围l 车辆防盗系统l 家庭防盗系统l 遥控玩具l 其他电器遥控pt2272的引脚图及管脚说明解码芯片pt2272的引脚图如下图

35、所示：解码芯片pt2272管脚说明如下表所示：名称管脚说明a0a1118、1013地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”必须与2262地址一致，否则不解码d0d578、1013地址或数据管脚，当作为数据管脚时，只有在地址码与2262一致，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，锁存型只有在接收模块输出端vcc18电源正端vss9电源负端din14数据信号输入端，来自接收模块输出端osc116振荡电阻输入端，与osc2所接电阻决定振荡频率osc215振荡电阻振荡输出端vt17解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）在具体的应用中，外接振荡电阻

36、可根据要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。解码芯片pt2272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（pt2272m4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（pt2272m6），对应的地址编码应该是6位。3.3.3 无线遥控接收电路此无线遥控接收电路主要包括：解码芯片pt22

37、72，无线接收模块f05v。（1）接收芯片的数据输出位根据其后缀不同而不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。后缀为“m”为“暂存型”，后缀为“l”为“锁存型”，其数据输出又分为0、2、4、6不同输出，例如：pt2272m4则表示数据输出为4位的暂存型无线遥控接收芯片，pt2272的暂存功能是指当发射信号消失时，pt2272的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指当发射信号消失时，pt2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。解码芯片接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，vt脚才输出高电平，与此同时 相应的数据脚也输出高电平。3.4 无线遥控

38、发送电路的设计无线遥控电路由编码芯片pt2262和无线发射头f05组成，编码芯片pt2262将键盘输入的控制信号进行编码之后，由f05进行ask调制，通过外接天线发送信号。此遥控模块在开阔地发射接收距离大于150米，而且能够在有障碍物的情况下实现遥控。3.4.1 无线发射头f05rf05r是一款小体积、低电压、微功率无线发射模块；采用smt工艺，声表稳频，特别适合低电压电池供电使用，无数据时休眠并符合fcc认证标准。 主要特点： （1）超小体积 （2）低电压、低功耗 （3）无数据时休眠 （4）符合fcc认证标准 性能参数： 发射频率：315mhz 工作电压：dc3v(2.13.5v) 发射电流

39、：7ma/3v（连发） 发射功率：8dbm 传输速率：110k 频率稳定度：生表稳频 调制方式：ask 外形尺寸：15x9x4mm（长x宽x厚） 工作温度：-40 +85 引脚定义： 1正电源3v 2地 3数据信号输入 4外接天线应用说明：f05r工作电压不得超过3.5v，否则将烧坏芯片。电压低到2.1v也可以正常工作。f05r无数据输入时休眠电流1ua。但与f05r接口的电路不发送数据输入时必须处于低电平状态。f05r最佳的安装是直插在印制板上，也可以将f05r敷铜面朝下贴在印制板上，天线要朝上。f05r属于微功率发射模块，低电压高效率，可以通过fcc认证，适合短距离数据传输。f05r属于低

40、电压器件，使用时要注意防止静电击穿。f05r与f05v性能基本一样，体积比f05v小。应用电路可参考f05v。f05r需要一根约20厘米长的直导线才能达到良好的发射效果，天线要拉直，没有天线发射效果会很差。如果不需要太远的距离，可以缩短天线。经测试f05r用一节5cm长的细导线做天线与j05p配套传输pt码可以穿透5堵墙。如果用20厘米长的天线有效参考距离可以到200米左右。天线制作:315m 螺旋天线线径：0.5mm(连皮 0.8mm）线长:36cm 在直径 5mm的圆管上密绕完退出为空芯。长度约 1.8cm。433m 螺旋天线线径：0.5mm(连皮 0.8mm）线长:28cm 在直径 5m

41、m的圆管上密绕完退出为空芯。长度约 1.4cm3.4.2 pt2262编码芯片编码芯片pt2262是台湾公司生产的一种cmos工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，pt2262/pt2272最多可有12位（a0a11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，pt2262最多有6位（d0d5）数据端管脚，接收到的信号从14脚串行输入，可用于无线发射电路。编码芯片pt2262接收的编码信号由：地址码、数据码以及同步码组成一个完整的码字，解码芯片pt2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，vt脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。如果发送端

42、一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，pt2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以315mhz 的高频发射电路不工作，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 的17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ask 调制）相当于调制度为100的调幅。pt2262的特点l cmos工艺制造，低功耗l 外部元件少l rc振荡电阻l 工作范围宽：2.615vl

43、数据最多达6位l 地址最多打531441种pt2262应用范围l 车辆防盗系统l 家庭防盗系统l 遥控玩具l 其他电器遥控pt2262的引脚图及管脚说明解码芯片pt2262的引脚图如下图所示：解码芯片pt2262管脚说明如下表所示：名称管脚说明a0a1118、1013地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”。d0d578、1013数据输入端有一个为“1”即有编码发出，内部下拉vcc18电源正端vss9电源负端din14数据信号输入端，来自接收模块输出端osc116振荡电阻输入端，与osc2所接电阻决定振荡频率osc215振荡电阻振荡输出端vt17编码输出端（正常时为低电平）在具

44、体的应用中，外接振荡电阻可根据要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。3.4.3 无线遥控发射电路此无线遥控发射电路主要包括：编码芯片pt2262，无线发射模块f05r。f05r是一款小体积，微功率pf无线发射模块；采用smt工艺，声表稳定，性能稳定，特别适合低电压电池供电，无数据休眠并符合fcc认证标准。f05工作电压不得超过3.5v,否则将烧坏芯片；f05无数据输入时休眠电流1ua，但与f05接口的电路不发送数据输入时必须处于低电平状态；f05最佳安装是直插在pcb板上，也可以将f05覆铜面朝下贴在pcb上，天线要朝上；f05属于微功率发射模块，可以通过

45、fcc认证，适合在段距离传输。第四章 无线遥控小车的软件设计及实现4.1 小车软件设计流程软件的设计是以硬件为基础的，软件要实现的功能都是以正常的硬件为前提，若硬件无法正常工作，再优秀的软件也无法实现任何功能。同样的，软件是硬件的灵魂，没有了软件，再强大的硬件也只是一部废铁。在确定了一项设计所要实现的功能后，根据要实现的功能设计相应的硬件系统、硬件系统搭建起来之后，若调试无误，才进行相应的软件模块设计。小车的软件流程如下图所示：关中断，pwm模块初始化设置io口开中断，输出pwmportb端口是否为0rb6和rb1是否同时1为1rb6和rb3是否同时1rb6和rb2是否同时1rb6和rb4是否同时1rb5和rb4是否同时1rb5和rb3是否同时1rb5和rb1是否同时1rb5和rb2是否同时1前进右转左转后退低档，输出80%pwm信号 中档，输出90%