单片机遥控小车设计 - 图文

单片机遥控小车设计

1、系统硬件设计

1.1单片机最小系统模块

该模块支持40脚DIP封装51系列单片机实验，它通过扩展转换板实现其他单片机最小系统板，同时独有的双排针完全引出，解决IO公用问题。优质锁紧插座可作为编程器使用，批量烧写芯片，实现可以和开发板上的任意块连接组合实现不同功能。

单片机最小系统主要由复位电路和晶振电路构成。复位电路由两个电阻、一个开关、一个电容构成。工作原理：当按下复位按钮的瞬间，R（200）C（22uF）电路充电，RST 引脚端出现正脉冲，只要RST 端保持两个时钟周期以上的高电平， 就使单片机有效的复位。晶振电路由两个电容、一个晶振构成。工作原理：在引脚XTAL1 和XTAL2 外接12MHz 晶体振荡器，就构成了内部振荡电路。XTAL1 和XTAL2 还分别外接了电容C1、C2。两个电容分别起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值选20pF。内部振荡方式所得到的时钟信号比较稳定，应用较多。 1.2电机驱动模块

电机驱动L298N，其内部包含4通道逻辑驱动电路[6]，是一种两相和四相电机专用驱动器。 OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机. IN1、IN2、IN3、IN4引脚连接单片机的控制电平，控制电机的正反转动，ENA，ENB为两个电机转停控制使能端。

电机驱动单元为了控制直流电动机, 需用半导体功率器件进行驱动。大多数直流电动机驱动是采用开关型驱动方式, 其中又以定频脉宽调制( PWM ) 为常见。其优越性在于驱动电子设备的简单性和计算机接口的容易性。由于PWM调制方式使晶体管工作在开关状态, 这种调速方式不仅功率损耗低、效率高, 而且具有调速范围广、响应速度快等特点。当输入信号为零时, 伺服电机处于微振状态, 克服了静摩擦力的影响, 有利于改善伺服系统低速运行时的平稳性。

而设计中的电机则采用130直流电机，其工作电压在3-9V，最好不要超过9V，否则会影响电机寿命。因为电机在正常的情况下一般的工作电压在6V 左右。 1.3无线遥控

PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路， PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)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最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路

编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、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

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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。

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2系统设计原理

软件系统设计主要采用模块化编程思想，程序主要分为自动控制模块、遥控模块、初始化模块、通信模块四个方面.这样有利于修改，方便程序调试. 另外，程序的具体开发和编译采用基于C 语言的keil软件

小车的转向是靠差速，利用左右二轮的速度差，假如左边两个轮子的转速比右边的快，那么小车会偏向右。同理，左边两个轮子的转速比右边的慢，那么小车会偏向左。 小车不走直线问题

在目前的智能小车中，差分驱动仍是主流。所谓“差分驱动”，就是左、右轮分别用电机驱动，通过改变两个电机的转速实现小车前进和转向。因为两个电机驱动的差异性，导致两个轮子转速不同，就使得小车本该直线行驶的轨迹发生偏移，也就是俗称的“走不直”。

两个电机驱动特性完全相同几乎是不可能的，尤其是在做智能小车这个层次的投入上。除了电机的特性差异外，减速机构的差异，以及运转过程中的扰动，如轮子瞬间打滑、有微小的障碍物等因素，都会导致左右轮不同速，从而“走偏”。而且，这是开环控制无法消除的！因为上述扰动不论是程度、还是出现与否，都是随机的。所以，要想走直，只有引入闭环控制，即找到参照物，根据与参照物的偏差进行修正，从而保证小车走直线。

闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的，当受控客体受干扰的影响，其实现状态与期望状态出现偏差时，控制主体将根据这种偏差发出新的指令，以纠正偏差，抵消干扰的作用。在闭环控制中，由于控制主体能根据反馈信息发现和纠正受控客体运行的偏差，所以有较强的抗干扰能力，能进行有效的控制，从而保证预定目标的实现。

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3结束语

本设计通过学习单片机以及各个模块，利用单片机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点设计成一个实用的的遥控小车。通过无线遥控实现小车的前进、后退、加速、减速、左转弯、右转弯的遥控功能。

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图1 单片机最小系统

图2 电机驱动L298N

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图3 L298N 输入输出控制表

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参考文献

[1] 杜树春.单片机应用系统开发实例详解[M].北京：机械工业出版社，2007 [2] 闭环控制

http://baike.http://www.china-audit.com//link?url=hTv6qxvOhnU3DxhbTZduTTyWozy0LljARmG-NuJDroCib-JKDNlcyWA5BhQT0r9pNHKPYAD-MOlVGyNEZDxUV

[3] 叶郑凯，朱建鸿，李琳，等. 基于单片机的无线遥控智能小车的设计与实现[J]. 计算机与现代化，2012

[4] 姜宝华，齐强. 基于单片机的无线遥控智能小车设计与制作[J]. 4

2013

电子技术，