电机无线遥控系统设计的研究.doc

.... 电机无线遥控系统设计的研究 王丽君，杨伟丰 （湖南工业大学，湖南 株洲 412008） 【摘 要】无线电遥控的使用越来越广泛，其中系统的编码电路和解码电路是关键，直接影响到整个系统的性能。文章系统设计的发射电路采用PT2262 作为编码器，F05C 作为射频发射器；接收电路采用J05C 和PT2272 作为信号接收和解码；电机的控制部分由LMD18200 来实现。该系统设计了三路遥控开关，第一路控制电机驱动电路电源的开与关；第二路用于电机正转和反转的切换；第三路控制电机的正转制动或反转制动，最终设计出一套性能可靠、使用方便和价格低廉的电机无线遥控系统。 【关键词】编码器；解码器；电机驱动；LMD18200 无线电遥控是指对被控对象按照所预定的意图对其内部参数、工作状态等，通过无线电的方式进行远距离操纵。无线电遥控往往会涉及到工作频率、发射功率、有效距离和灵敏度等参数问题，系统的最终目的是提高有效距离，而有效距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。但由于发射功率、工作频率受到各种限制，一般可以从提高接收灵敏度、改善接收电路的抗干扰性能等方面入手去改进接收电路。 （一）设计方案 1.设计原理 无线电遥控系统中，编码和解码电路是系统的关键，直接影响系统的性能。为简化设计难度且能提高电路的可靠性，本设计采用专用编码、解码芯片来承担对信号的编码和解码，同时采用专用发射和接收芯片承担发射和接收工作，这样不仅可以提高整个电路的可靠行，而且可以大大提高系统的抗干扰性。 图1 发射电路方框图 图1 为常用的无线电遥控发射电路的组成方框图，由编码模块、调制模块和功放模块组成，调制模块是把编码信号调制到高频载波上去，以便传输多种遥控命令信息内容。放大输出是对载波信号进行功率放大，使它的传输距离更远。 图2 接收电路方框图 图2 为常用的无线电接收电路的组成方框图，由放大模块、解调模块和解码模块组成。根据遥控系统的组成方框图，相应地设计各单元的电路，最后将独立的单元电路整合在一起。 2.设计方案 （1）发射部分利用四位拨码开关控制并/串转换电路 74LS166 的4 个输入端，在定时脉冲的作用下，输出相应串行输出信号，此信号被送入NE564 进行调制，再放大后经天线发射输出。接收部分，将接收的信号放大后送入NE564 进行解调，解调后的信号经74LS166 进行串/并转换，输出四位二进制数，然后通过译码器译码后，分别控制四路设备的开关。此方案直接采用四位拨码开关产生四位二进制数数字信号，没有复杂的编译码系统，电路比较简单，但由于并/串和串/并转换集成电路都需要时钟信号，且收发要求严格同步，否则系统无法接收到正确的信号，对接收电路要求就很高，而 且脉冲信号在传输很易受干扰，所以误码率很高。 （2）发射部分采用四位拨码开关，控制YYH26 编码集成电路的数据端，用NE564 对YYH26 的输出进行调制，再放大后经天线发送出去。接收部分将接收的信号放大后通过NE564进行解调，再经YYH27 解码，然后通过译码器译码后，分别控制四路设备的开关。此方案由于采用YYH26/27 编译码器，是以改变脉冲占空比来进行编码且收发误码要求在5%以内，是先在数据端进行编码，再在使能端加一低电平脉冲才发送信号，操作较复杂。 （3）发射部分采用三位拨码开关，控制PT2262 编码集成电路的数据端，PT2262 编码后将数据送到发射芯片F05C，然后由F05C 发射出去。接收部分将天线接收到的信号通过J05C 接收模块送至PT2272 集成电路解码，编码的高低电平控制三路设备的开关。然后三路开关控制电机的驱动电路，从而实现电机的无线遥控。此方案采用的PT2262/2272 编译码集成电路，使得电路变得非常简洁。发射模块 F05C 频率一致性较好，免调试，且具有较宽的工作电压范围及低功耗特性。接收模块J05C 采用超外差，二次变频结构，接收功能高度集成化，免去令人头疼的射频频率调试及超再生接收电路的不稳定性，具有体积小，可靠性高，频率稳定，接收频率免调试和使用方便等特点。 通过以上分析可看出，第三种方案是信价比最高的设计方案，故本设计选择第三种方案。 （二）发射电路 发射电路如图3 所示，主要由编码模块和发射模块两大部分构成。编码模块采用PT2262 作为编码器；发射模块采用芯片F05C 进行数据发射。下面简单地分析此电路的工作过程： 先按下按键1，VDD 接通电源，PT2262 开始工作，与此同时D0也与电源接通，为高电平，D1 和D2 为低电平，则数据输入端只有D0 脚为高电平，其编码可认为是100（其它未使用的数 据输入管脚不考虑）。再经过PT2262 的内部振荡放大，数据从Dout 管脚传送到集成发射模块F05C，F05C 对信号进行调大后由天线发射出去