遙控智能小車機器人系統的設計

李軍　戴智鑫　龔小麗　徐永健　李可成

摘 要：本系統是利用ATMEGA89S52單片機設計的一款遙控智能小車系統，其中包括由LM2576T搭建的電源模塊、CPU控制器、PT2262/PT2272無線遙控模塊、L298搭建的驅動模塊。本系統主要介紹了系統組成設計，并通過4個按鍵遠程遙控實現機器人前進、轉彎和后退。

關鍵詞：LM2576T；PT2262/PT2272；L298驅動

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

隨著科學技術的不斷進步，機器人技術已經廣泛地應用在人們的生活和工業(yè)發(fā)展中的各個角落，在國家提出了工業(yè)4.0發(fā)展之后，也為遙控機器人技術發(fā)展指引了更好的政策導向，遙控技術更是社會進步發(fā)展不可缺少的組成，它通常用在車庫卷簾門、玩具、電視、空調、投影儀、無限飛行和無線空間探測等眾多領域。它可以間接或者直接代替人類完成在特定環(huán)境甚至是危險環(huán)境下的作業(yè)，遙控機器人運行穩(wěn)定可靠、安全系數高。

一、系統硬件單元設計

（一）系統總體結構及組成

智能遙控小車底盤使用輕質紙塑板切割制作而成，采用雙直流電機控制作為兩個后輪的驅動，車體與輪胎的連接為內孔尺寸6mm的聯軸器，車身前體安裝有一個萬向輪，總體呈現出穩(wěn)定的三角結構，對小車行進起到了有力的支撐作用，系統總體結構框圖如圖1所示。

（二）電源控制模塊

根據遙控小車系統電源的需求，本系統利用開關型集成穩(wěn)壓芯片LM2576和少部分外圍器件提供整個電路的電源，該電路可提供3A的輸出電流和穩(wěn)定的輸出電壓，完全滿足該控制系統，該設計可輸出+12V和+5V的電源，電源原理圖如圖2所示。

（三）無線遙控模塊

該模塊由PT2262無線發(fā)射器和PT2272接收器兩部分模塊所組成，在遙控端采用四按鍵控制開關智能遙控小車；發(fā)射器模塊主要由電池、315M調制器、編碼芯片、功率放大器及按鍵等組成，具體如圖3所示；接收器模塊主要由外控電源、放大器、解調器等組成。工作電源電壓均為DC5V，發(fā)射器采用調幅（OOK）的調制方式具體如圖4所示。

由于發(fā)射器組成中有315M解調器，所以它對應的工作標準頻率段是315M（226MHz～433MHz頻率段可選）；采用固定碼焊盤編碼的編碼方式，采用PT2272作為系統的接收器，PT2272為4位的暫存型接收芯片，它有8個數據端口，其中電源為+5V，“ D0、D1、D2、D3”為4個數據輸出端口，“ANT”表示接無線發(fā)射天線端口。當按下發(fā)射器PT2262上的某一點動按鍵時，對應的PT2272譯碼器將其譯碼，譯碼結果輸出的端口連接單片機P0^4～P0^7，無線發(fā)射、接收模塊原理圖分別如圖5、圖6所示。4個端口控制直接控制驅動器的4個端口，從而實現遠程遙控的方向和改變。

（四）L298驅動電路

L298具有大電流的輸出特點，在此電路設計中連接單片機P2^0至P2^3連端口，再通過控制TLP521-4光耦隔離器改變輸出控制L298的輸入端口。光耦隔離器與L298驅動原理圖如圖7所示。

二、系統軟件流程設計

此遙控智能小車的整個軟件系統程序設計包含主程序與遙控子程序兩部分，根據發(fā)射器調制發(fā)射的數據，接收器接收解碼將數據傳輸給單片機端口，根據每次端口接收數據的改變，遙控機器人將實現如前進、后退、轉彎、停止等動作。外部按鍵不同發(fā)射的請求，CPU接收到的數據也會做出相應判斷輸出，調用相應的子函數?？刂瞥绦蛄鞒虉D如圖8所示。

結語

遙控技術的發(fā)展是目前社會快速發(fā)展所需要的，無論在是天空中飛翔的偵探監(jiān)控器、還是在陸地遠距離操控的控制執(zhí)行器，很多場合都需要遙控技術來解決實際面對的困難。此遙控智能小車的制作可以提高初學者對遙控技術的了解，對初學者培養(yǎng)學習興趣、技術創(chuàng)新及成長成才有很大的幫助。

參考文獻

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