1、河南牧业经济学院（英才校区）毕 业 论 文题 目 无 线 遥 控 车 的 设 计 学 号 12330201043 班 级 12 级电信 1 班 专 业电子信息工程技术系 别 应用电子系 作者姓名 完成时间 2014 年 5 月 21 日 指导教师 职 称 讲 师 无线遥控车的设计摘 要随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通信技
2、术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无线电技术的应用和普及很快应用在民用和军用等各个领域。随着无线电的发展，从上个世纪 60 年代开始，相继出现了无线电遥控的小车。无线通信是利用电磁波在自由空间中传播的一种通信方式。近些年在通信领域中发展最快、应用最广的的就是无线通信技术。本次课题主要采用专用芯片 SCTX2B/SM6135 组成一对 CMOS 集成芯片，由发射和接收两部分组成。采用部分外围元器件，就可以实现发射和接收、编码与解码功能，具有抗干扰能力强，元器件数量少，可靠性高等优点。有 4 个控制键用于控制遥控车的动作，包括前进，后退，左转，右转功能。通过设计培养学生综合
3、运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力，了解功能集成芯片 SCTX2B/SM6135 的引脚功能和应用电路、提高画图能力，熟练 propel 软件的使用，掌握 PCB 制版的流程，熟练掌握焊接技术，以及各种元器件的测试与使用。关键词：遥控技术、无线通信、集成电路、SCTX2B/SM6135目录摘 要 .1引 言 .1一 无线遥控技术的概述 .3（一）开发背景 .3（二） 无线遥控技术介绍及其运用 .3二 无线遥控车的基本原理 .5（一）发射电路基本原理 .5（二） 接收电路基本原理 .5（三） 无线遥控车的工作原理 .7三 印刷电路板介绍 .11（一） PCB 设计流程 .11四 基本元
4、件介绍及焊接 .13（一）基本元件简介 .13（二） 焊接注意事项 .17五 实验调试 .18（一） 实验调试 .18（二）调试结果 .18设计小结 .19参考文献 .20致 谢 .21附录 无线遥控车成品图及原件清单 .220引 言无线电遥控电路是利用无线电遥控信号作为遥控指令来完成各种指令动作。无线遥控电路主要由发射电路和接收电路组成。所谓无线电遥控（英文：Radio Control 简称 RC） ，就是利用无线电波对被控对象进行远距离控制。无线电遥控技术的发展只有几十年的历史：本世纪 20 年代。才刚刚出现无线电遥控的雏形。那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船，但由于技术不够
5、完善而未能成功。二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。70 年代后期，无线电遥控设备也以商品的形式逐渐出现。 随着现代电子技术的飞速发展，遥控设备不但实现了商品化，可靠性和灵敏度也越来越高,还形成了许多系列和品种，能满足不同层次的爱好者及不同模型的技术要求。无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。无线电遥控作为新一代的信息传送
6、方式，具有绕射和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度，方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰，抗干扰能力强。无线遥控车采用的是伺服电机无线遥控技术。遥控电路设计的基本要1求是高性能、低成本、运行平稳、控制灵活、线路简单、抗干扰能力强。通常无线遥控车的驱动要用两个微型直流伺服电动机来实现玩具遥控车的前进、后退、左转、右转和加速等功能。无线遥控车市场竞争的日趋激烈，对无线遥控车的电气性能也提出了越来越高的要求。无线遥控车的无线遥控控制电路设计决定着玩具遥控车的整体性能。文中给出了一种具有优异性能的无线遥控车电路的设计方案，该方案主要采
7、用 SCTX2B/SM6135 集成电路控制器来设计完成。2一 无线遥控技术的概述（一）开发背景无线通信技术是近几年来比较流行的一种通信技术，他具有稳定性强、传输速率高、功耗低等优点。具有广泛的应用背景。选择此课题的目的在于通过学习和实践，了解并应用无线遥控技术。随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。而我们以前小时候耍的那种没有遥控装置的小车现在都已经过时了，现在市面上卖得大多都是带遥控装置的小车。而现代工具务求简捷化、便携化，因此，摇控装置的到来，必将会给人们带来一种新的
8、感受方式。本文就简单的介绍了下使用 SCTX2B/SM6135 一对 CMOS 集成芯片制作成的发射以及接收电路的无线遥控车来说说现代无线遥控技术。（二） 无线遥控技术介绍及其运用无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。而现在无线遥控技术越来越多的运用在我们的生活当中，随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有 2 种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control） ，另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽
9、车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control） 。常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。超外差式解调
10、电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为 465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。无线电遥控常用的载波频率为 315mHz 或者 433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于 10mW、覆盖范围小于 100m 或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为 433mHz，所以出
11、口到上述国家的产品应使用 433mHz 的遥控器。无线电遥控器与红外遥控器的区别：红外遥控和无线遥控是对不同的载波来说的，红外遥控器是用红外线来传送控制信号的，它的特点是有方向性、不能有阻挡、距离一般不超过 7 米、不受电磁干扰，电视机遥控器就是红外遥控器；无线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的，它的特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远（可达数十米，甚至数公里） 、容易受电磁干扰。在需要远距离穿透或者无方向性控制3领域，比如工业控制等等，使用无线电遥控器较易解决。无线遥控车所讲的遥控技术正是无线遥控模式，无线遥控是无线电遥控，它是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些
12、信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制、防盗报警器、工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用，当然我们的无线遥控车也正是运用的这种技术。在当今高速发展的社会，无线遥控技术广泛的运用于我们生活的各个领域，其中包括遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫、遥控玩具上的运用。当然还有一些更重要的场所还用到了无线遥控技术，比如所矿业开采，野外探险等一些复杂而危险的工作，而这些都离不开我们的无线遥控技术。4二 无线遥控
13、车的基本原理（一）发射电路基本原理SCTX2B 在发射电路中的典型应用电路如图 1 发射电路原理图所示，该电路使用 3V电池供电，三极管 Q1 和 Q2 的工作电压均是 3V，集成电路芯片的工作电压是 3V。电阻R4 用来决定编码器内部振荡器 OSC 的振荡频率，改变 R4 阻值，可改变载波频率及编码脉冲波形输出。4 的取值范围为 100k500k。按键开关 L、R 用于控制遥控车的左、右转，按键开关 F、B 用于控制遥控车的前进、后退。10 脚为发射状态指示端，可通过外接发光管 LED 来指示发射状态。三极管 Q1 与 T1、C3、C4 组成了一个电容三点式载波振荡器，该振荡器的工作频率可以
14、是 27MHZ或 49MHZ。编码器 SO 管脚（8 脚）输出的编码数字信号，经后级相应的射频电路 Q1 输出的载波信号同时加到 Q2 的基极后，经 Q2 调制放大，C1 滤波后便由天线 L1 发射，然后再由与之配套的接收电路 SM6135W接收解调。本套件使用无线遥控电路，即 8 脚输出，7 脚为红外遥控输出，未使用。发射机线路板如图 2 发射电路 PCB 图所示。图 1 发射电路原理图图 2 发射电路 PCB 图（二） 接收电路基本原理SM6135W 在接收电路中的典型应用电路如图 3 接受电路原理图所示，该电路使用的是 6V 电源电压，6V 电压直接加在伺服电机 M1 和 M2 的两组
15、H 桥驱动器上。无线遥控信5号经天线和射频接收电路（Q1 及其周围元件组成）接收解调后，还原成相应的码信号，该信号被由 SM6135W 的 14 脚、15 脚、16 脚及 1 脚内部反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后，送至 SM6135W 的编码输入端 3 脚，经内部译码后，将在输出端Right（6 脚） 、Left（7 脚） 、Backward（10 脚） 、Forward（11 脚）分别输出相应的控制信号以驱动两个 H 桥电机驱动器。从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。4 脚和 5 脚外接的电阻 R3，其阻值不得误差太大，否则接收电路SM6135W 内部基准
16、频率与发射电路 SCTX2B 内部基准频率不一致时，接收电路 SM6135W可能无法调出相应的编码信号。现以伺服电机 M1 为例：当解码芯片 Forward（11 脚）管脚输出为高电平，Backward（10 脚）管脚输出为低电平时，Q2、Q6、Q12 导通，而Q3、Q7、Q13 关断，M1 中的电枢电流为从左至右，此时 M1 应前进；反之，当解码芯片Forward（11 脚）管脚输出为低电平，Backward（10 脚）管脚输出为高电平时，Q3、Q7、Q13 导通，而 Q2、Q6、Q12 关断，中的电枢电流从右至左，此时，M1 应后退。接收机线路板如图 4 接受电路 PCB 图所示。图 3
17、接收电路原理图6图 4 接收电路 PCB 图（三） 无线遥控车的工作原理1、主要元器件简介：SCTX2B/SM6135W 是配套使用的无线遥控编解码集成电路，它们都有 5 个管脚，对应于 5 种编/解码功能。SCTX2B/SM6135W 具有遥控车的完整控制功能，它们的工作电压为 2.5V6.0V，当无任何功能键按下时，芯片将自动断电，片上振荡器停止工作，从而减少工作电流。该编/解码器的使用十分简单，应用时只需很少的几个外部元件即可构成一个完整的实用电路。SCTX2B/SM6135W 电路的极限参数如下：电源电压为 2.4V6.0V；输入输出电压上下浮动0.3 V；工作温度-10+65；储存温
18、度为-25+125。制作时，不要超出极限参数中所列的数值范 围，否则芯片可能会损坏。（1） SCTX2B 的主要性能结构SCTX2B 结构图和外形引脚图图 5 编码电路结构图 6 外部引脚排列编码电路的内部结构和外形封装分别如图 5 编码电路图和 图 6 外部引脚排列所示。由图可见：该编码器的内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成。输入电路有 5 个输入管脚，分别与 5 个功能按键 forward (前进)、backward (后退)、right-ward (向右)、left-ward (向左)和 turbo (加速)相对应。芯片中的编码电路向 SO 和 SC 两个输出管脚发送数字码，数字码与定义的功能按键相对应，SO 编码输出端用于无线遥控，而 SC 编码输出端则用于红外遥控。芯片内时序电路中的一个计数器可使 SCTX2B 具有自动断电功能。其管脚 PC 输出端可用来控制外部工作电源的通、断状态。按下任何一个功能按键都会立即使芯片激活。编码器输出的编码格式和字格式分别如图 7 编码格式和字格图所示。在编码格式中，W2 表示功能码，W2 表示开始码。SCTX2B 的管脚功能说明如表 1 SCTX2B 的各管脚说明所列。
