毕业设计论文无线遥控赛车的设计与制作.doc

学科分类号（二级）510.10本科学生毕业论文（设计）　题　　目 无线遥控赛车的设计与制作　　　　　姓　　名　　　 　　 　学　　号　　　 　　　　院、　系　　物理与电子信息科学　　 专　　业　　电子信息科学与技术　　 指导教师　 　　　 职称（学历） 副教授/硕士 无线遥控赛车的设计与制作摘要: 通信技术是信息社会的支柱之一，它不仅是信息社会的基础，也是实现信息社会化的手段近年来，在信息通信领域中发展最快，应用最广的是无线通信技术本次毕业设计为遥控赛车，通过设计综合练习了无线通信技术的基本原理与技术本设计虽然结构简单，较为容易实现，但它涉及到了通信技术的各个方面：编码解码、调制解调、高频放大、无线传输、混频功放等其在一定程度上展现了无线通信原理与技术[1] 关键词：无线遥控赛车; RX-3E; 高频发射; 低频调制振荡; 49Mhz电波 遥控汽车是上世纪提出的一种新型小车，从小的方面说遥控小车可以开发幼儿的智力，提高小孩子左右手协调内力；从大的方面说，遥控小汽车可以在军事侦察、反恐、防污染等各种高危险高污染的环境代替人工作同时，遥控小汽车具有成本低，体积小，以及生存能力强等特点[2]。

本毕业设计制作的无线遥控赛车模型集中了电子、单片机、智能控制、机电一体化等多学科知识和技能，设计和研制集科技创新、技能训练、兴趣培养于一体通过本次设计全方面的锻炼和学习了通信技术上的知识，也为今后的学习与设计工作提供了强有力的基础1原理及设计框图 1.1无线遥控发射机 遥控器有两个按键，控制的指令分别为前进与口后退遥控器通电后按下控制键发出指令，系统首先进行编码，编码后由调制电路输出信号，信号再经功放电路电路功放，最终信号由天线发射[3]无线遥控发射机原理图如图1图1 无线遥控发射机Fig 1 Wireless remote control transmitter 1.2无线遥控接收机 赛车控制部分通电后，当天线接收到遥控信号时，信号先经放大电路放大，再由解调电路解调，最终信号解码对控制设备进行控制[3]图2 无线遥控接收机Fig 2 Wireless remote control receiver1.3系统方案设计本毕业设计一个无线遥控赛车装置，通过按键实现小车的前进、后退、制动功能设计分为发射、接收、控制、驱动四大模块发射部分利用无线发射原理，通过按键发射数据信号，经编码器编码后，由天线发出编码信号；接收部分采用无线接收装置，用来接收发射装置发送的信号，经过解码器解码后，解码信号通过单片机控制输入到驱动程序的输入端，其输出控制电机的转动[4]。

其四大模块设计流程如图3所示 图3 四大模块设计流程Fig 3 Four module design process 1.4技术方案设计 目前比较流行的方案有如下两种 方案一：发射采用高频载波低频调制式无线电技术，信号接收采用RX-3E模块为基础的信号接受电路该方案功耗低，外部器件少，工作电压范围宽 方案二：采用远距离无线数据发射芯片F113该芯片采用快速无线传输技术,可实现真正的“数据输入,无线输出”功能该方案结构复杂，资源需求较高[5]方案选择：方案一结构简单,使用方便,并可优化设计,降低成本,不失为一种低成本、高可靠的无线数据发射芯片；RX-3E模块接收信号，结构简单，功耗低，基于对高频及RX-3E知识的了解，因此选用方案一2单元硬件电路设计2.1发射模块设计2.1.1遥控信号发射电路设计 发射电路由高频振荡器和低频调制电路振荡器组成，Q2、Q3及阻容元件组成低频信号发生器，当分别按下K1、K2时，对应的振荡时间常数不一样，因此在Q2集电极所产生的方波信号频率也不一样，对高频部分的调制波频率也变成不一样Q1、C4、C5、T1等组成高频振荡电路，其中C5、T1组成选频网络，由低频部分产生的低频信号对高频部分电路进行调制，产生的经调制的高频载波信号经T1耦合从天线向空间发射出去[6]。

如图4图4 遥控信号发射电路图Fig 4 The remote signal transmitter schematic2.1.2遥控信号发射电路板焊接设计 依据图4遥控信号发射电路图设计出电路板元件按线路板上的标识安装，对三极管等极性元件安装时一定要注意方向最终进行焊接并完成该遥控信号发射电路板制作[7]图5 遥控信号发射电路板Fig 5 The remote control signal transmitter circuit board2.2接收模块设计2.2.1遥控信号接收电路设计 接收电路中，由Q1等元件组成超再生接收检波电路，C1、T1的选频网络谐振频率与发射端的载波频率相一致，当收到发射机发射的无线电波时，经天线接收，控制超再生检波电路完成间歇振荡，还原的调制波从并联谐振负载端输出，经R8、C3送入IC1的7脚，经内部整型放大、选频驱动后，从4脚和5脚输出控制信号，对应发射机按下不同按键时的动作当4脚输出高电平时，Q7导通，为Q4和Q6提供足够的基极偏置电流，使这两只三极管全部饱和导通，电流从正电源经Q4、电机、Q6到地形成回路，电机朝一个方向转动，而当5脚输出高电平时，Q2导通，为Q5和Q3提供足够的基极偏置电流，这时电流从正电源经Q5、电机、Q3到地形成回路，电机朝另一个方向转动，这样小车便可以在遥控器的控制下，向前进和后退两个方向运动[7]。

如图6图6 遥控信号接收电路图Fig 6 Remote control signal receiver circuit diagram2.2.2遥控信号接收电路板焊接设计 依据图6遥控信号接收电路图设计出电路板信号接收线路板为了节省空间，电阻全部采用立式安装，制作插元件时要注意集成电路是有方向的元件，安装时注意查看半圆缺口，须与线路板上的标识符号相一致，最终进行焊接并完成该遥控信号发射电路版制作[6]图7遥控信号接收电路板Fig 7 Remote control signal receiving circuit board3整体安装调试 3.1调试前注意事项 准备调试前，应先对原理图与电路板进行仔细对照，检查是否有错误的链接或者焊接，检查二极管等极性元器件时候有安装焊接错误，如有问题应及时改正通电前应先检查电路板上是否有漏焊与虚焊的地方，对于有问题的地方应进行补焊与重焊必要的时应对线路模块使用万用表进行检测，对于有问题的元器件应及时更换 对开关电路进行仔细检测，检查开关在闭合时时候能正常通电对于有问题开关及时进行跟换 3.2遥控信号发射模块调试 接通遥控信号发射装置电源，通过对遥控信号发射电路图（图5）中的T1 的调节，可微调发射电路的中心载频，将发射的频率调在49MHz上。

如图8图8遥控信号发射主频Fig 8 Remote control signal emission frequency在不使用频谱仪的情况下，使用收音机对信号进行调试将收音机频率调制49MHz上，当按下发射按键时，可在收音机中听到相应的“吱、吱”声，就可判定发射电路已起振，此方式缺点就是无法准确确定发射的中心工作频率，这不影响整机工作，只要联调时与接收电路相对应即可[8]3.3遥控信号接收模块调试 接通遥控信号接收装置电源，高频本振电路就会工作，这里用频谱仪可以看到本振频谱，其振荡频率可通过T1进行微调，这里我们将接收频率调整在49MHz上图9无线遥控信号接收主频Fig 9 Wireless remote control signal receiving frequency若不用频谱仪进行调试，也可通过万用表配合测量来进行调试测量遥控信号接收电路图（图7）中IC1第7脚电压值，当按下遥控器按键与松开时，应测到明显的电压变化[9]3.4遥控信号发射/接收装置整体调试 将发射和接收装置接通电源，并开启工作用万用表测量遥控信号接收电路图（图7）中IC1第4脚和5脚电压，正常在没有收到无线遥控信号时，都为低电平，按动相应的遥控键，可使对应的脚变为高电平，如符合这个规律，说明无线接收、解调电路全部工作正常[10]。

调整可调电感，测量遥控信号接收电路图（图7）中IC1第7脚电压值，使变化的电压达到最大值，然后再拉开距离，按以上方法反复调试，最终到6米左右正常遥控[11]3.5整机安装测试 安装调试好发射与接收模块后，将其各自安装到已有模具中遥控器安装3V直流供电电源、信号发射天线、无线发信号射电路板如图10图10遥控器Fig 10 Remote control赛车安装3V直流电源、信号接收天线、直流电机、开关、无线信号接收电路板如图11图11遥控赛车Fig 11 remote control car开启赛车电源开关，反复按动遥控器控制前进/后退按键，在不同距离方向测试遥控赛车4无线遥控赛车设计制作中出现的问题及最终效果图 4.1设计制作中出现的问题及注意事项 在焊接电路版的时需要注意的问题有，各元器件须经万用表检测后方可使用，如果元件读数和功能正常，则可以使用；如果不正常的，就必须换用，确保每个元器件都可以正常使用在安装元件，先装低矮和耐热的元件如电阻，再装大一点的元件，最后装怕热元件三极管，集成电路等电阻的安装：将电阻阻值选择好后，根据两孔的距离采用立式紧贴电路板安装 设计与制作当中存在的最大题度就是信号的调试，若要使赛车正常的工作必须使信号发射和接收处在同一个频率上。

调试时必须有一定的耐心，最终才能实现遥控距离最大化，遥控质量最优化[11] 4.2 效果图 本毕业设计制作最终完成后的效果图，如图12图12 无线遥控赛车Fig 12 remote control car总结：无线电遥控电路比声控或光控等电路较为复杂，但无线电控制距离较更远是它的主要特点，光控、声控电路一般仅有几米到十几米的作用距离，而无线电遥控视不同的应用场合近可以是零点几米，远则可以超越地球到达太空[12]它由发射电路和接收电路两部分组成，当接收机收到发射机发出的无线电波以后驱动电子开关电路工作所以它的发射频率与接收频率必须是完全相同的根据其发射的高频波形有等幅、调幅、调频、数字脉冲发射机，根据其控制的开关数目有单通道遥控和多通道遥控等[13]本设计提出了多种设计巧妙的电路结构,有利于电路的稳定工作及版图面积减小由于电路规模较小,采用全定制手工布线,大大减小了芯片面积本次设计中使用的芯片成本低廉、 工艺成熟、 稳定可靠,可以广泛应用在遥控玩具,防盗系统和电器遥控电路中参考文献 [1]李任青，施卫红．无线智能遥控小车的设计与制作[J]．电子制作（02）：2-8．[2]陈春燕．使用315MHz遥控组件制作遥控车[J]．电子世界（10）：12-24．[3]D·H·Killctfer. Remote Control-Industry's Magic Carpet[M]．Industrlal and engineering chemistry，1928，683-685．[4]Michael·Woods. Remote Em。