四輪驅(qū)動(dòng)的無(wú)線遙控智能車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
四輪驅(qū)動(dòng)的無(wú)線遙控智能車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),四輪驅(qū)動(dòng),無(wú)線,遙控,智能,設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文
題 目: 四輪驅(qū)動(dòng)的無(wú)線遙控智能車設(shè)計(jì)
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2016年04 月 日
摘 要
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來(lái)，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來(lái)越廣泛。無(wú)線電遙控技術(shù)的誕生，起源于無(wú)線電通信技術(shù)，最初的構(gòu)想是無(wú)線電電報(bào)技術(shù)的建立，真空電子管的發(fā)明使得無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用和普及很快應(yīng)用在民用和軍用等各個(gè)領(lǐng)域。自從愛迪生發(fā)明電燈以來(lái)，人類對(duì)照明電器的開啟和關(guān)斷控制主要使用手動(dòng)機(jī)械開關(guān)。隨著無(wú)線電的發(fā)展，從上個(gè)世紀(jì)60年代開始，相繼出現(xiàn)了無(wú)線電遙控的小車。
無(wú)線通信是利用電磁波在自由空間中傳播的一種通信方式。近些年在通信領(lǐng)域中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的的就是無(wú)線通信技術(shù)。本次課題主要采用專用芯片C51/SM6135組成一對(duì)CMOS集成芯片，由發(fā)射和接收兩部分組成。采用部分外圍元器件，就可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收、編碼與解碼功能，具有抗干擾能力強(qiáng)，元器件數(shù)量少，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。有4個(gè)控制鍵用于控制遙控車的動(dòng)作，包括前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)功能。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力，了解5功能集成芯片C51/SM6135的引腳功能和應(yīng)用電路、提高畫圖能力，熟練protel99 軟件的使用，掌握PCB制版的流程，熟練掌握焊接技術(shù)，以及各種元器件的測(cè)試與使用。
關(guān)鍵詞：遙控技術(shù)、無(wú)線通信、集成電路、C51/SM6135
目 錄
摘 要 1
目 錄 2
引 言 1
第一章 無(wú)線遙控技術(shù)的概述 2
1.1 開發(fā)背景 2
1.2 無(wú)線遙控技術(shù)介紹及其運(yùn)用 2
第二章 無(wú)線遙控車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
第三章 無(wú)線遙控車的基本原理 6
3.1 發(fā)射電路基本原理 6
3.2 接收電路基本原理 7
3.3 無(wú)線遙控車的工作原理 8
3.3.1 主要元器件簡(jiǎn)介 8
3.3.1.1 C51的主要性能結(jié)構(gòu) 9
3.3.1.2 解碼電路的功能結(jié)構(gòu) 10
3.3.2 無(wú)線遙控車的基本原理 11
第四章 印刷電路板介紹 13
4.1 PCB設(shè)計(jì)流程 13
4.1.1印制電路板的設(shè)計(jì)的一般步驟 13
4.1.2印刷板制作工藝流程 14
第五章 基本元件介紹及焊接 15
5.1基本元件簡(jiǎn)介 15
5.1.1 三極管 15
5.1.2 電解電容 17
5.1.3 瓷片電容 18
5.1.4 可調(diào)電感器 18
5.1.5 電阻 19
5.2 焊接注意事項(xiàng) 20
5.2.1 手工焊接方法 20
5.2.2 電路板焊接的注意事項(xiàng) 21
第六章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試 22
6.1 實(shí)驗(yàn)調(diào)試 22
6.2調(diào)試結(jié)果 22
總 結(jié) 23
參考文獻(xiàn) 24
致 謝 25
附錄1 元件清單 26
附錄2 無(wú)線遙控車成品圖 27
27
引 言
無(wú)線電遙控電路是利用無(wú)線電遙控信號(hào)作為遙控指令來(lái)完成各種指令動(dòng)作。無(wú)線遙控電路主要由發(fā)射電路和接收電路組成。所謂無(wú)線電遙控（英文：Radio Control 簡(jiǎn)稱RC），就是利用無(wú)線電波對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。無(wú)線電遙控技術(shù)的發(fā)展只有幾十年的歷史：本世紀(jì)20年代。才剛剛出現(xiàn)無(wú)線電遙控的雛形。那時(shí)，人們?cè)噲D將遙控技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人駕駛飛機(jī)和艦船，但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無(wú)線電遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用。70年代后期，無(wú)線電遙控設(shè)備也以商品的形式逐漸出現(xiàn)。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，遙控設(shè)備不但實(shí)現(xiàn)了商品化，可靠性和靈敏度也越來(lái)越高,還形成了許多系列和品種，能滿足不同層次的愛好者及不同模型的技術(shù)要求。
無(wú)線遙控，即是在控制端把控制指令以某種編碼方式形成易于傳輸?shù)男盘?hào)，通過(guò)無(wú)線傳輸，在受控端經(jīng)解碼等處理形成相應(yīng)的控制操作。無(wú)線控制方式多種多樣，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要采用適宜的方式。各種遙控方式的不同，主要在于信息的編碼處理方式和信息的傳輸方式。無(wú)線電遙控作為新一代的信息傳送方式，具有繞射和穿透特性，只要在有效工作范圍之內(nèi)，無(wú)線設(shè)備就可以不受角度，方向和障礙物的限制而自由使用。并且采用特定的編碼解碼技術(shù)可以防止無(wú)線電波的互相干擾，抗干擾能力強(qiáng)。
無(wú)線遙控車采用的是伺服電機(jī)無(wú)線遙控技術(shù)。遙控電路設(shè)計(jì)的基本要求是高性能、低成本、運(yùn)行平穩(wěn)、控制靈活、線路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)。通常無(wú)線遙控車的驅(qū)動(dòng)要用兩個(gè)微型直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)玩具遙控車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和加速等功能。無(wú)線遙控車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，對(duì)無(wú)線遙控車的電氣性能也提出了越來(lái)越高的要求。無(wú)線遙控車的無(wú)線遙控控制電路設(shè)計(jì)決定著玩具遙控車的整體性能。文中給出了一種具有優(yōu)異性能的無(wú)線遙控車電路的設(shè)計(jì)方案，該方案主要采用C51/SM6135集成電路控制器來(lái)設(shè)計(jì)完成。
第一章 無(wú)線遙控技術(shù)的概述
1.1 開發(fā)背景
無(wú)線通信技術(shù)是近幾年來(lái)比較流行的一種通信技術(shù)，他具有穩(wěn)定性強(qiáng)、傳輸速率高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。具有廣泛的應(yīng)用背景。選擇此課題的目的在于通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，了解并應(yīng)用無(wú)線遙控技術(shù)。隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)精神生活的追求也愈加強(qiáng)烈，對(duì)信息的渴求已成為了人們必不可少的需要，更加簡(jiǎn)捷與新穎的信息傳遞方式無(wú)疑會(huì)給人們帶來(lái)耳目一新的感受。而我們以前小時(shí)候耍的那種沒有遙控裝置的小車現(xiàn)在都已經(jīng)過(guò)時(shí)了，現(xiàn)在市面上賣得大多都是帶遙控裝置的小車。而現(xiàn)代工具務(wù)求簡(jiǎn)捷化、便攜化，因此，搖控裝置的到來(lái)，必將會(huì)給人們帶來(lái)一種新的感受方式。本文就簡(jiǎn)單的介紹了下使用C51/SM6135一對(duì)CMOS集成芯片制作成的發(fā)射以及接收電路的無(wú)線遙控車來(lái)說(shuō)說(shuō)現(xiàn)代無(wú)線遙控技術(shù)。
1.2 無(wú)線遙控技術(shù)介紹及其運(yùn)用
無(wú)線遙控，顧名思義，就是一種用來(lái)遠(yuǎn)程控制機(jī)器的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來(lái)產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。時(shí)至今日，無(wú)線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，給人們帶來(lái)了極大的便利。而現(xiàn)在無(wú)線遙控技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用在我們的生活當(dāng)中，隨著科技的進(jìn)步無(wú)線遙控器也擴(kuò)展到了許多種類，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)常見的有2種，一種是家電常用的紅外遙控模式（IR Remote Control），另一種是防盜報(bào)警設(shè)備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無(wú)線電遙控模式（RF Remote Control）。
常用的無(wú)線電遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。
發(fā)射部分一般分為兩種類型，即遙控器與發(fā)射模塊，遙控器和遙控模塊是對(duì)于使用方式來(lái)說(shuō)的，遙控器可以當(dāng)一個(gè)整機(jī)來(lái)獨(dú)立使用，對(duì)外引出線有接線樁頭；而遙控模塊在電路中當(dāng)一個(gè)元件來(lái)使用，根據(jù)其引腳定義進(jìn)行應(yīng)用，使用遙控模塊的優(yōu)勢(shì)在于可以和應(yīng)用電路天衣無(wú)縫的連接、體積小、價(jià)格低、物盡其用，但使用者必須真正懂得電路原理，否則還是用遙控器來(lái)的方便。
接收部分一般來(lái)說(shuō)也分為兩種類型，即超外差與超再生接收方式，超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路，它實(shí)際上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路。超外差式解調(diào)電路與超外差收音機(jī)相同，它是設(shè)置一本機(jī)振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號(hào)，與接收到的載頻信號(hào)混頻后，得到中頻（一般為465kHz）信號(hào)，經(jīng)中頻放大和檢波，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號(hào)。由于載頻頻率是固定的，所以其電路要比收音機(jī)簡(jiǎn)單一些。超外差式的接收器穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力也相對(duì)較好；超再生式的接收器體積小、價(jià)格便宜。
無(wú)線電遙控常用的載波頻率為315mHz或者433mHz，遙控器使用的是國(guó)家規(guī)定的開放頻段，在這一頻段內(nèi)，發(fā)射功率小于10mW、覆蓋范圍小于100m或不超過(guò)本單位范圍的，可以不必經(jīng)過(guò)“無(wú)線電管理委員會(huì)”審批而自由使用。我國(guó)的開放頻段規(guī)定為315mHz，而歐美等國(guó)家規(guī)定為433mHz，所以出口到上述國(guó)家的產(chǎn)品應(yīng)使用433mHz的遙控器。
無(wú)線電遙控器與紅外遙控器的區(qū)別：紅外遙控和無(wú)線遙控是對(duì)不同的載波來(lái)說(shuō)的，紅外遙控器是用紅外線來(lái)傳送控制信號(hào)的，它的特點(diǎn)是有方向性、不能有阻擋、距離一般不超過(guò)7米、不受電磁干擾，電視機(jī)遙控器就是紅外遙控器；無(wú)線電遙控器是用無(wú)線電波來(lái)傳送控制信號(hào)的，它的特點(diǎn)是無(wú)方向性、可以不“面對(duì)面”控制、距離遠(yuǎn)（可達(dá)數(shù)十米，甚至數(shù)公里）、容易受電磁干擾。在需要遠(yuǎn)距離穿透或者無(wú)方向性控制領(lǐng)域，比如工業(yè)控制等等，使用無(wú)線電遙控器較易解決。
無(wú)線遙控車所講的遙控技術(shù)正是無(wú)線遙控模式，無(wú)線遙控是無(wú)線電遙控，它是利用無(wú)線電信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的遙控設(shè)備。這些信號(hào)被遠(yuǎn)方的接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動(dòng)其它各種相應(yīng)的機(jī)械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、移動(dòng)手柄、開動(dòng)電機(jī)，之后再由這些機(jī)械進(jìn)行需要的操作。作為一種與紅外遙控器相補(bǔ)充的遙控器種類，在車庫(kù)門、電動(dòng)門、道閘遙控控制、防盜報(bào)警器、工業(yè)控制以及無(wú)線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)然我們的無(wú)線遙控車也正是運(yùn)用的這種技術(shù)。
在當(dāng)今高速發(fā)展的社會(huì)，無(wú)線遙控技術(shù)廣泛的運(yùn)用于我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，其中包括遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)、遙控玩具上的運(yùn)用。當(dāng)然還有一些更重要的場(chǎng)所還用到了無(wú)線遙控技術(shù)，比如所礦業(yè)開采，野外探險(xiǎn)等一些復(fù)雜而危險(xiǎn)的工作，而這些都離不開我們的無(wú)線遙控技術(shù)。
第二章 無(wú)線遙控車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該無(wú)碳小車的設(shè)計(jì)本著節(jié)能、輕量化、盡量減少摩擦等原則，在設(shè)計(jì)中主要包括車行走路線、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、后輪和前轉(zhuǎn)向輪、傳動(dòng)齒輪、無(wú)碳小車整體尺寸設(shè)計(jì)、能量的加載方案以及標(biāo)識(shí)與徽標(biāo)的設(shè)計(jì)。根據(jù)無(wú)碳小車行走路線的設(shè)計(jì)計(jì)算出車轉(zhuǎn)向輪最大的擺角，然后確定轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)矩，再確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的自由度，由于機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性，根據(jù)兩個(gè)極限位置、搖桿行程及前轉(zhuǎn)向輪擺角的大小確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的各個(gè)尺寸，最后根據(jù)行走的路線設(shè)計(jì)傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比。符合大賽要求的繞行方案有折線行走方案、曲形行走方案、曲線與直線相結(jié)合方案，折線方案在行走過(guò)程中折線行使的路程雖然近但曲柄搖桿機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生沖擊損失較多能量而且可能會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)；曲線與折線方案中曲線與直線結(jié)合的方案設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜加工要求較高不經(jīng)濟(jì)，且使曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄尺寸過(guò)小。綜合考慮我們選擇三種方案中的a方案即曲形行走方案。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
符合命題要求的方案有多種，其中凸輪方案和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)方案比較容易達(dá)到要求。
根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)和加工的要求，該設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足加工方便、 經(jīng)濟(jì)、適用原則：
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)對(duì)比凸輪方案，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)件可以分別單個(gè)加工且制造加工容易，同時(shí)潤(rùn)滑好且摩擦小，在無(wú)碳小車行使速度不變的前提下可改變桿的長(zhǎng)度使前轉(zhuǎn)向輪得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)，而且加了慣性輪機(jī)構(gòu)來(lái)充當(dāng)曲柄可以增大慣性，所以該方案能夠很快精確實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。而凸輪機(jī)構(gòu)制造較困難，且凸輪輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損摩擦大，綜合考慮，優(yōu)選曲柄搖桿機(jī)構(gòu)方案。
圖2.2
后輪的設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)械工業(yè)出版社出版的由余志生編寫的《汽車?yán)碚摗返诙?，無(wú)碳小車在后輪驅(qū)動(dòng)過(guò)程中存在差速，在無(wú)碳小車轉(zhuǎn)彎時(shí)為了滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少與地面的摩擦損失能量，后輪我們采用左邊輪驅(qū)動(dòng)，右邊輪隨動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。如圖2-2所示，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們充分考慮到轉(zhuǎn)向的平穩(wěn)和轉(zhuǎn)向容易的原則以及外形美觀的要求，在滿足剛度要求的情況下，我們采用輪輻式車輪。
3.1傳動(dòng)比的計(jì)算： 如圖3-1所示為了使無(wú)碳小車行走不碰上彈性障礙圓棒預(yù)設(shè)安全距離為200mm，在x，y平面內(nèi)以無(wú)碳小車行走的距離x為變量得到小車行走過(guò)程偏離x軸的位移 ：，在一個(gè)周期內(nèi)所走過(guò)的路程：
（其中a=200；）
綜合考慮無(wú)碳小車尺寸以及齒輪二級(jí)傳動(dòng)的特點(diǎn)，小車后輪在一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，即是后輪相對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的軸上的齒輪傳動(dòng)比i即 （d為后輪的直徑）設(shè)后輪直徑為200mm即傳動(dòng)比i=3.8。
3.2轉(zhuǎn)彎半徑的計(jì)算：根據(jù)無(wú)碳小車行走路線設(shè)定的三角函數(shù)曲線，可得到無(wú)碳小車在任何點(diǎn)的曲率半徑為：
3.3 前轉(zhuǎn)向輪的偏角計(jì)算： 根據(jù)人民交通出版社出版的由王援軍、黃景寧編寫的《汽車構(gòu)造》可知在理想情況下，無(wú)碳小車最小轉(zhuǎn)彎半徑與轉(zhuǎn)向輪最大偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系為：
（其中s為前后輪軸距離設(shè)為130mm）
3．4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算：作出機(jī)構(gòu)兩極限位置及機(jī)構(gòu)具有最大壓力角位置，選取參考坐標(biāo)系oxy，并設(shè)搖桿在兩極限位置的坐標(biāo)為x1和x2根據(jù)公式再根據(jù)機(jī)構(gòu)具有最大壓力角的位置，還可得到以下關(guān)系式：
為計(jì)算方便，設(shè)，則上式變?yōu)椋蒙鲜龇匠糖『媚芮蟪鑫粗獢?shù)的值，即曲柄和連桿的尺寸。
3.5傳動(dòng)齒輪的計(jì)算：》第八版表10-1選擇齒輪的材料為45鋼，二者的材料硬度差為40HBS。選擇小齒輪的齒數(shù)為14，中齒輪齒數(shù)54，大齒輪齒數(shù)70。設(shè)無(wú)碳小車底板離地為15mm，故設(shè)小齒輪的直徑為13.2mm。模數(shù)0.8。同理大齒輪模數(shù)m也取0.8，則分度圓直徑為56mm。
第三章 無(wú)線遙控車的基本原理
3.1 發(fā)射電路基本原理
C51在發(fā)射電路中的典型應(yīng)用電路如圖2.1-1所示，該電路使用3V電池供電，三極管Q1和Q2的工作電壓均是3V，集成電路芯片的工作電壓是3V。電阻R4用來(lái)決定編碼器內(nèi)部振蕩器OSC的振蕩頻率，改變R4阻值，可改變載波頻率及編碼脈沖波形輸出。Ｒ4的取值范圍為100k?～500k?。按鍵開關(guān)L、R用于控制遙控車的左、右轉(zhuǎn)，按鍵開關(guān)F、B用于控制遙控車的前進(jìn)、后退。10腳為發(fā)射狀態(tài)指示端，可通過(guò)外接發(fā)光管LED來(lái)指示發(fā)射狀態(tài)。三極管Q1與T1、C3、C4組成了一個(gè)電容三點(diǎn)式載波振蕩器，該振蕩器的工作頻率可以是27MHZ或49MHZ。編碼器SO管腳（8腳）輸出的編碼數(shù)字信號(hào)，經(jīng)后級(jí)相應(yīng)的射頻電路Q1輸出的載波信號(hào)同時(shí)加到Q2的基極后，經(jīng)Q2調(diào)制放大，C1濾波后便由天線L1發(fā)射，然后再由與之配套的接收電路SM6135W接收解調(diào)。本套件使用無(wú)線遙控電路，即8腳輸出，7腳為紅外遙控輸出，未使用。發(fā)射機(jī)線路板如圖7所示。
圖 2.1-1 發(fā)射電路原理圖
圖 2.1-2 發(fā)射電路PCB圖
3.2 接收電路基本原理
SM6135W在接收電路中的典型應(yīng)用電路如圖2.2-1所示，該電路使用的是6V電源電壓，6V電壓直接加在伺服電機(jī)M1和M2的兩組H橋驅(qū)動(dòng)器上。無(wú)線遙控信號(hào)經(jīng)天線和射頻接收電路（Q1及其周圍元件組成）接收解調(diào)后，還原成相應(yīng)的碼信號(hào)，該信號(hào)被由SM6135W的14腳、15腳、16腳及1腳內(nèi)部反相器及相應(yīng)的外圍電路組成的反相放大器放大后，送至SM6135W的編碼輸入端3腳，經(jīng)內(nèi)部譯碼后，將在輸出端Right（6腳）、Left（7腳）、Backward（10腳）、Forward（11腳）分別輸出相應(yīng)的控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。從而使橋路上的驅(qū)動(dòng)三極管交替導(dǎo)通以控制伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。4腳和5腳外接的電阻R3，其阻值不得誤差太大，否則接收電路SM6135W內(nèi)部基準(zhǔn)頻率與發(fā)射電路C51內(nèi)部基準(zhǔn)頻率不一致時(shí)，接收電路SM6135W可能無(wú)法調(diào)出相應(yīng)的編碼信號(hào)?，F(xiàn)以伺服電機(jī)M1為例：當(dāng)解碼芯片F(xiàn)orward（11腳）管腳輸出為高電平，Backward（10腳）管腳輸出為低電平時(shí)，Q2、Q6、Q12導(dǎo)通，而Q3、Q7、Q13關(guān)斷，M1中的電樞電流為從左至右，此時(shí)M1應(yīng)前進(jìn)；反之，當(dāng)解碼芯片F(xiàn)orward（11腳）管腳輸出為低電平，Backward（10腳）管腳輸出為高電平時(shí)，Q3、Q7、Q13導(dǎo)通，而Q2、Q6、Q12關(guān)斷，Ｍ１中的電樞電流從右至左，此時(shí)，M1應(yīng)后退。接收機(jī)線路板如圖2.2-2所示。
圖2.2-1 接收電路原理圖
圖2.2-2 接收電路PCB圖
3.3 無(wú)線遙控車的工作原理
3.3.1 主要元器件簡(jiǎn)介
C51/SM6135W是配套使用的無(wú)線遙控編解碼集成電路，它們都有5個(gè)管腳，對(duì)應(yīng)于5種編/解碼功能。C51/SM6135W具有遙控車的完整控制功能，它們的工作電壓為2.5V～6.0V，當(dāng)無(wú)任何功能鍵按下時(shí)，芯片將自動(dòng)斷電，片上振蕩器停止工作，從而減少工作電流。該編/解碼器的使用十分簡(jiǎn)單，應(yīng)用時(shí)只需很少的幾個(gè)外部元件即可構(gòu)成一個(gè)完整的實(shí)用電路。
C51/SM6135W電路的極限參數(shù)如下：
·電源電壓為2.4V～6.0V；
·輸入輸出電壓上下浮動(dòng)±0.3 V；
·工作溫度-10℃～+65℃；
·儲(chǔ)存溫度為-25℃～+125℃。制作時(shí)，不要超出極限參數(shù)中所列的數(shù)值范 圍，否則芯片可能會(huì)損壞。
3.3.1.1 C51的主要性能結(jié)構(gòu)
圖2.3-1 SCTX2B結(jié)構(gòu)圖和外形引腳圖
（a） 編碼電路結(jié)構(gòu)
(b)外部引腳排列
編碼電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外形封裝分別如圖2.3-1（a）和 (ｂ)所示。由圖可見：該編碼器的內(nèi)部主要由輸入電路、編碼電路、振蕩電路、時(shí)序產(chǎn)生器電路和輸出電路組成。輸入電路有5個(gè)輸入管腳，分別與5個(gè)功能按鍵forward (前進(jìn))、backward (后退)、right-ward (向右)、left-ward (向左)和turbo (加速)相對(duì)應(yīng)。芯片中的編碼電路向SO和SC兩個(gè)輸出管腳發(fā)送數(shù)字碼，數(shù)字碼與定義的功能按鍵相對(duì)應(yīng)，SO編碼輸出端用于無(wú)線遙控，而SC編碼輸出端則用于紅外遙控。芯片內(nèi)時(shí)序電路中的一個(gè)計(jì)數(shù)器可使C51具有自動(dòng)斷電功能。其管腳PC輸出端可用來(lái)控制外部工作電源的通、斷狀態(tài)。按下任何一個(gè)功能按鍵都會(huì)立即使芯片激活。編碼器輸出的編碼格式和字格式分別如圖2.3-2(ａ)和 (ｂ)所示。在編碼格式中，W2表示功能碼，W2表示開始碼。C51的管腳功能說(shuō)明如表2.3-1所列。
圖2.3-2 編碼格式和字格圖式
表2.3-1 C51的各管腳說(shuō)明
管腳號(hào)
管? 腳? 名
功? 能? 說(shuō)? 明
1
Right
帶上拉電阻，此腳接地，則選擇右轉(zhuǎn)功能
2
Test
帶有上拉電阻，測(cè)試端。此腳可用于測(cè)試方式
3
GND
電源負(fù)極
4
Backward
帶有上拉電阻，此腳接地選擇后退功能
5
Forward
帶有上拉電阻，此腳接地選擇前進(jìn)功能
6
Turbo
帶有上拉電阻，此腳接地選擇加速功能
7
SC
帶有載波頻率的編碼信號(hào)輸出端，用于紅外遙控
8
SO
不帶載波頻率的編碼信號(hào)輸出端，用于無(wú)線遙控
9
Vcc
電源正極
10
PC
電源控制輸出端
11
OSCO
振蕩器輸出端
12
OSCO
振蕩器輸入端
13
NC
空腳
14
Left
帶有上拉電阻，此腳接地選擇左轉(zhuǎn)功能
3.3.1.2 解碼電路SM6135W的功能結(jié)構(gòu)
解碼集成電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外形封裝分別如圖2.3-3(ａ)和 (ｂ)所示。該解碼集成電路比編碼集成電路復(fù)雜得多，它內(nèi)部主要由3組放大器、信號(hào)取樣和誤碼檢測(cè)、解碼電路、控制邏輯電路、振蕩器、時(shí)序產(chǎn)生器、鎖存器、輸出電路組成。SM6135W有5個(gè)輸出管腳，分別具有5種功能。接收的信號(hào)由三級(jí)放大器放大后對(duì)其進(jìn)行信號(hào)取樣、誤碼檢測(cè)和解碼，以控制遙控車的動(dòng)作。編碼和解碼兩種芯片的振蕩器工作頻率之間的相對(duì)誤差必須小于±2.5％。編碼和解碼時(shí)序圖如圖2.3-4所示。SM6135W的管腳功能說(shuō)明如表2.3-2所列。
（a） 解碼電路結(jié)構(gòu)
（b） 外部引腳排列
圖2.3-3 SM6135W結(jié)構(gòu)圖和外形引腳圖
圖2.3-4 編碼和解碼時(shí)序圖
表2.3-22 SM6135W的各管腳說(shuō)明
管 腳 號(hào)
管? 腳? 名
功? 能? 說(shuō)? 明
1
VO2
放大器2輸出管腳
2
GND
負(fù)電源
3
SI
解碼信號(hào)輸入端
4
OSCI
振蕩器輸入端
5
OSCO
振蕩器輸出端
6
Right
右轉(zhuǎn)輸出端
7
Left
左轉(zhuǎn)輸出端
8
RD
帶有上拉電阻，該腳接地選擇右轉(zhuǎn)功能無(wú)效
9
LD
帶有上拉電阻，該腳接地選擇左轉(zhuǎn)功能無(wú)效
10
Backward
后退輸出端
11
Forward
前進(jìn)輸出端
12
Turbo
加速輸出端
13
Vcc
電源正極
14
VI1
放大器1輸入端
15
VO1
放大器1輸出端
16
VI2
放大器2輸入端
3.3.2 無(wú)線遙控車的基本原理
無(wú)線遙控車采用的是伺服電機(jī)無(wú)線遙控技術(shù)。遙控電路設(shè)計(jì)的基本要求是高性能、低成本、運(yùn)行平穩(wěn)、控制靈活、線路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)。通常無(wú)線遙控車的驅(qū)動(dòng)要用兩個(gè)微型直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)玩具遙控車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能。玩具遙控車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，對(duì)無(wú)線遙控車的電氣性能也提出了越來(lái)越高的要求。無(wú)線遙控車的無(wú)線遙控控制電路設(shè)計(jì)決定著玩具遙控車的整體性能。本系統(tǒng)主要采用C51/SM6135W集成電路控制器來(lái)設(shè)計(jì)完成。
無(wú)線遙控車一般都具有前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的基本功能，這些功能可分別由兩臺(tái)微型伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)完成，該電機(jī)沒有調(diào)速功能。無(wú)線遙控電路的原理方框圖如圖2.3-5所示。
前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)
編碼
SCTX2B
RF
發(fā)射
RF
接收
解碼
SM6135W
前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)
圖2.3-5 原理方框圖
該電路由無(wú)線發(fā)射和無(wú)線接收兩部分組成，其中無(wú)線發(fā)射由編碼電路和RF發(fā)射電路組成。編碼電路使用的集成電路型號(hào)是C51，該電路具有5種編碼功能，其中F/B用于控制伺服電動(dòng)機(jī)的前進(jìn)、后退；L/R用于控制伺服電動(dòng)機(jī)的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)；turbo用于加速。無(wú)線接收電路部分的解碼電路可以使用SM6135W集成電路芯片來(lái)完成，解調(diào)后的RF信號(hào)被放大和濾波，然后得到基帶信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)在對(duì)該信號(hào)進(jìn)行取樣后，解碼邏輯便可以提取F/B、L/R和來(lái)自接收信號(hào)的功能位，同時(shí)輸出相應(yīng)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和加速功能所用的控制電平。為了滿足玩具遙控車的安全需要，同時(shí)還應(yīng)為伺服電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)載保護(hù)電路。
第四章 印刷電路板介紹
印制電路版（Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱PCB），它是以一定尺寸的絕緣板為基材，以銅箔為導(dǎo)線，經(jīng)特定工藝加工，用一層或若干層導(dǎo)電圖形（銅箔的鏈接關(guān)系）以及設(shè)計(jì)好的孔（如元件孔、機(jī)械安裝孔、金屬化過(guò)孔等）來(lái)實(shí)現(xiàn)元件間的電氣連接關(guān)系，它就像在紙上印刷上去似的，故得名印制電路板或稱印刷線路板。在電子設(shè)備中，印制電路板可以對(duì)各種元件提供必要的機(jī)械支撐，提供電路的電氣連接并用標(biāo)記符號(hào)把板上安裝的各個(gè)元件標(biāo)注出來(lái)，以便于插件、檢查及調(diào)試。
按照在一塊板上導(dǎo)電圖形的層數(shù)，印制電路板可分為一下三類。
1.單面板
指僅一面又導(dǎo)電圖形的電路板，也稱單面板。
2.雙面板
指兩面都有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱雙層板。其兩面的導(dǎo)電圖形之間的電連接通過(guò)過(guò)孔來(lái)完成。
3.多層板
由交替的導(dǎo)電圖形層及絕緣材料層疊壓粘合而成的電路板。除電路板兩個(gè)面有導(dǎo)電圖形外，內(nèi)部還有一層或都多層相互絕緣的導(dǎo)電層，各層之間通過(guò)金屬化過(guò)孔實(shí)現(xiàn)電氣連接。它主要應(yīng)用于復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。
4.1 PCB設(shè)計(jì)流程
4.1.1印制電路板的設(shè)計(jì)的一般步驟
1.繪制印制電路板
主要任務(wù)是繪無(wú)線遙控車原理圖，并且確保無(wú)誤后，生成網(wǎng)絡(luò)表，用于PCB設(shè)計(jì)時(shí)自動(dòng)布局。
2.規(guī)劃電路板
主要完成確定電路板的物理邊界，電氣邊界，電路板的層數(shù)，各種元件的封裝形式和布局要求等任務(wù)，遙控車PCB的大小為：6cm*3.5cm。
3.設(shè)置參數(shù)
主要是設(shè)置軟件中電路板的工作層，PCB編輯器的工作參數(shù)，自動(dòng)布局等。
4.裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件的封裝形式
網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動(dòng)布線的核心，也是電路理圖設(shè)計(jì)與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的接口。只有正確裝入網(wǎng)絡(luò)表后，才能進(jìn)行對(duì)電路板的自動(dòng)布局等。
5.元件的布局
元件的布局包括自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)整兩個(gè)過(guò)程。在規(guī)劃好電路板和裝入網(wǎng)絡(luò)表之后，系統(tǒng)能自動(dòng)裝入元件，并自動(dòng)將它們放置在電路板上。自動(dòng)布線是系統(tǒng)根據(jù)某種算法在電氣邊界內(nèi)自動(dòng)擺放元件的位置。如果自動(dòng)布局不盡如意，則在進(jìn)行手工調(diào)整。
6.手動(dòng)布線
手動(dòng)布線時(shí)，要注意相連導(dǎo)線之間要有一定的絕緣距離；信號(hào)線在拐彎處不能走直線；電源線和地線的布線要短，粗且避免形成回路。
7.補(bǔ)淚滴
8.文件的保存及輸出
4.1.2印刷板制作工藝流程
制板工藝程序：修整板周邊尺寸—熱轉(zhuǎn)印--腐蝕--鉆孔定位--清洗--細(xì)砂紙擦光亮--涂松香水。
1.先將符合尺寸要求的輔銅板表面用細(xì)砂紙擦光亮,再用熱轉(zhuǎn)印將布線圖轉(zhuǎn)印到輔銅板上。
2.腐蝕一般采用三氯化鐵作腐蝕液,腐蝕速度與腐蝕液的濃度,溫度及腐蝕過(guò)程中采取抖動(dòng)有關(guān),為保證制板質(zhì)量及提高腐蝕速度,可采用抖動(dòng)和加熱的方法。
3.腐蝕完成后,應(yīng)用自來(lái)水沖洗干凈,把印刷板抹干。
4.用直徑1.0mm鉆頭鉆孔、定位。
5.用細(xì)砂布將印刷板輔銅面擦至光亮為止,然后立即涂上松香溶液。
第五章 基本元件介紹及焊接
5.1基本元件簡(jiǎn)介
5.1.1 三極管
本課題用到的三極管（TO-92）主要有C1815、C8550、C945、C8050，我們實(shí)驗(yàn)用的三極管他們的封裝都是從正面看E、B、C的順序，如圖4.1-1，下面介紹下他們的基本參數(shù)：
C945三級(jí)管參數(shù)：類型: NPN；最大集電極發(fā)射電壓（VCEO）：21；直流電增益:10 to 60；最大集電極電流(A):0.1A；功耗:0.5W；頻率：250MHz。
C1815三級(jí)管參數(shù)：類型: NPN；最大集電極發(fā)射電壓（VCEO）:21直流電增益:10 to 60；最大集電極電流(A):0.15A；功耗:0.4W； 頻率:8MHZ。
8550三級(jí)管參數(shù):類型:開關(guān)型；極性:PNP；材料:硅； 最大集電極電流(A):0.5 A； 直流電增益:10 to 60；功耗:625 mW；最大集電極發(fā)射電壓（VCEO）:25 頻率:150MHz三極管8550是一種常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的PNP型硅三極管。
C8050三級(jí)管參數(shù)：類型: NPN ；材料:硅 0.5 A 直流電增益:10to60； 功耗:625 mW； 最大集存器發(fā)射電（VCEO）:25； 頻率:150KHZ ；8050是非常常見的NPN型晶體三極管，在各種放大電路中經(jīng)?？吹剿?，應(yīng)用范圍很廣，主要用于高頻放大。
圖4.1-1 三極管的封裝圖
5.1.1.1 三極管的分類
晶體三極管的種類很多，分類方法也有多種。下面按用途、頻率、功率、材料等進(jìn)行分類。（1)按材料和極性分有硅材料的NPN與PNP三極管.鍺材料的NPN與PNP三極管。（2)按用途分有高、中頻放大管、低頻放大管、低噪聲放大管、光電管、開關(guān)管、高反壓管、達(dá)林頓管、帶阻尼的三極管等。（3)按功率分有小功率三極管、中功率三極管、大功率三極管。（4)按工作頻率分有低頻三極管、高頻三極管和超高頻三極管。（5)按制作工藝分有平面型三極管、合金型三極管、擴(kuò)散型三極管。（6)按外形封裝的不同可分為金屬封裝三極管、玻璃封裝三極管、陶瓷封裝三極管、塑料封裝三極管等。
5.1.1.2 三極管電極和管型的判別
1.目測(cè)法
一是管型的判別。一般，管型是NPN還是PNP應(yīng)從管殼上標(biāo)注的型號(hào)來(lái)辨別。依照部分標(biāo)準(zhǔn)，三極管型號(hào)的第二位(字母)，A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：3AX為PNP型低頻小功率管，3BX為NPN型低頻小功率管，3CG為PNP型高頻小功率管，3DG為NPN型高頻小功率管，3AD為PNP型低頻大功率管， 3DD為NPN型低頻大功率管， 3CA為PNP型高頻大功率管，3DA為NPN型高頻大功率管。此外有國(guó)際流行的9011～9018系列高頻小功率管，除9012和9015為PNP管外，其余均為NPN型管。 二是管極的判別。常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝(半柱型)等外型。
2.用萬(wàn)用表電阻檔判別
三極管內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié)，可用萬(wàn)用表電阻檔分辨e、b、c三個(gè)極。在型號(hào)標(biāo)注模糊的情況下,也可用此法判別管型。① 基極的判別。判別管極時(shí)應(yīng)首先確認(rèn)基極。對(duì)于NPN管，用黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極,若測(cè)得電阻都小，約為幾百歐-幾千歐；而將黑、紅兩表筆對(duì)調(diào)，測(cè)得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時(shí)黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測(cè)量時(shí)兩個(gè)PN結(jié)都正偏的情況下，紅表筆接基極。實(shí)際上，小功率管的基極一般排列在三個(gè)管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測(cè)定三極管的兩個(gè)PN結(jié)是否完好(與二極管PN結(jié)的測(cè)量方法一樣)，又可確認(rèn)管型。② 集電極和發(fā)射極的判別。確定基極后，假設(shè)余下管腳之一為集電極c，另一為發(fā)射極e,用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時(shí),將萬(wàn)用表兩表筆分別與c、e接觸,若被測(cè)管為NPN,則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反),觀察指針偏轉(zhuǎn)角度；然后再設(shè)另一管腳為c極,重復(fù)以上過(guò)程,比較兩次測(cè)量指針的偏轉(zhuǎn)角度大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應(yīng)假設(shè)的c、e極正確。
5.1.1.3 三極管性能的簡(jiǎn)易測(cè)量
(1) 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)ICEO和β。基極開路，萬(wàn)用表黑表筆接NPN管的集電極c、紅表筆接發(fā)射極e(PNP管相反)，此時(shí)c、e間電阻值大則表明ICEO小，電阻值小則表明ICEO大。用手指代替基極電阻Rb，用上法測(cè)c、e間電阻，若阻值比基極開路時(shí)小得多則表明 β值大。 (2) 用萬(wàn)用表hFE檔測(cè)β。有的萬(wàn)用表有hFE檔，按表上規(guī)定的極型插入三極管即可測(cè)得電流放大系數(shù)β,若β很小或?yàn)榱悖砻魅龢O管己損壞，可用電阻檔分別測(cè)兩個(gè)PN結(jié)，確認(rèn)是否有擊穿或斷路。
5.1.2 電解電容
電解電容是電容的一種，金屬箔為正極（鋁或鉭），與正極緊貼金屬的氧化膜（氧化鋁或五氧化二鉭）是電介質(zhì)，陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)（電解質(zhì)可以是液體或固體）和其他材料共同組成，因電解質(zhì)是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。同時(shí)電解電容正負(fù)不可接錯(cuò)。
5.1.2.1 電解電容的特點(diǎn)
電解電容器特點(diǎn)一：?jiǎn)挝惑w積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍。
電解電容器特點(diǎn)二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬(wàn)μf甚至幾f（但不能和雙電層電容比）。
電解電容器特點(diǎn)三：價(jià)格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。
5.1.2.2 電解電容的原理
電解電容器通常是由金屬箔（鋁/鉭）作為正電極，金屬箔的絕緣氧化層（氧化鋁/鉭五氧化物）作為電介質(zhì)，電解電容器以其正電極的不同分為鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器的負(fù)電極由浸過(guò)電解質(zhì)液（液態(tài)電解質(zhì)）的薄紙/薄膜或電解質(zhì)聚合物構(gòu)成；鉭電解電容器的負(fù)電極通常采用二氧化錳。由于均以電解質(zhì)作為負(fù)電極（注意和電介質(zhì)區(qū)分），電解電容器因而得名。
應(yīng)用：有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號(hào)耦合及時(shí)間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。一般不能用于交流電源電路，在直流電源電路中作濾波電容使用時(shí)，其陽(yáng)極（正極）應(yīng)與電源電壓的正極端相連接，陰極（負(fù)極）與電源電壓的負(fù)極端相連接，不能接反，否則會(huì)損壞電容器。
無(wú)極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機(jī)S校正電路及單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。
電解電容器廣泛應(yīng)用于家用電器和各種電子產(chǎn)品中，其容量范圍較大，一般為1~1000μF，額定工作電壓范圍為6.3~450V。其缺點(diǎn)是介質(zhì)損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為+100%、-20%），耐高溫性較差，存放時(shí)間長(zhǎng)容易失效。
電解電容的極性，注意觀察在電解電容的側(cè)面有“—”，是負(fù)極，如果電解電容上沒有標(biāo)明正負(fù)極，也可以根據(jù)它的引腳的長(zhǎng)短來(lái)判斷，長(zhǎng)腳為正極，短腳為負(fù)極。
5.1.3 瓷片電容
用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場(chǎng)合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因?yàn)樗鼈円子诒幻}沖電壓擊穿。
5.1.3.1 瓷片電容分類
它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場(chǎng)合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因?yàn)樗鼈円子诒幻}沖電壓擊穿。
5.1.3.2 瓷片電容優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定，絕緣性好，耐高壓
缺點(diǎn)：容量比較小
5.1.3.3瓷片電容用途
在大功率、高壓領(lǐng)域使用的高壓陶瓷電容器，要求具有小型、高耐壓和頻率特性好等特點(diǎn)。近年來(lái)隨著材料、電極和制造技術(shù)的進(jìn)步，高壓陶瓷電容器的發(fā)展有長(zhǎng)足的進(jìn)展，并取得廣泛應(yīng)用。高壓陶瓷電容器已成為大功率高壓電子產(chǎn)品不可缺少的元件之一。高壓陶瓷電容器的用途主要分為送電、配電系統(tǒng)的電力設(shè)備和處理脈沖能量的設(shè)備。
5.1.4 可調(diào)電感器
常用的可調(diào)電感器有半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈、電視機(jī)用行振蕩線圈、行線性線圈、中頻陷波線圈、音響用頻率補(bǔ)償線圈、阻波線圈等，如下圖所示。
可調(diào)電感器
1.半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈 此振蕩線圈在半導(dǎo)體收音機(jī)中與可變電容器等組成本機(jī)振蕩電路，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)輸入調(diào)諧電路接收的電臺(tái)信號(hào)高出465kHz的本振信號(hào)。其外部為金屬屏蔽罩，內(nèi)部由尼龍襯架、工字形磁心、磁帽及引腳座等構(gòu)成，在工字磁心上有用高強(qiáng)度漆包線繞制的繞組。磁帽裝在屏蔽罩內(nèi)的尼龍架上，可以上下旋轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)改變它與線圈的距離來(lái)改變線圈的電感量。電視機(jī)中頻陷波線圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與振蕩線圈相似，只是磁帽可調(diào)磁心。
2．電視機(jī)用行振蕩線圈 行振蕩線圈用在早期的黑白電視機(jī)中，它與外圍的阻容元件及行振蕩晶體管等組成自激振蕩電路（三點(diǎn)式振蕩器或間歇振蕩器、多諧振蕩器），用來(lái)產(chǎn)生頻率為15625HZ的的矩形脈沖電壓信號(hào)。該線圈的磁心中心有方孔，行同步調(diào)節(jié)旋鈕直接插入方孔內(nèi)，旋動(dòng)行同步調(diào)節(jié)旋鈕，即可改變磁心與線圈之間的相對(duì)距離，從而改變線圈的電感量，使行振蕩頻率保持為15625HZ，與自動(dòng)頻率控制電路（AFC）送入的行同步脈沖產(chǎn)生同步振蕩。
3．行線性線圈 行線性線圈是一種非線性磁飽和電感線圈（其電感量隨著電流的增大而減小），它一般串聯(lián)在行偏轉(zhuǎn)線圈回路中，利用其磁飽和特性來(lái)補(bǔ)償圖像的線性畸變。行線性線圈是用漆包線在"工"字型鐵氧體高頻磁心或鐵氧體磁棒上繞制而成，線圈的旁邊裝有可調(diào)節(jié)的永久磁鐵。通過(guò)改變永久磁鐵與線圈的相對(duì)位置來(lái)改變線圈電感量的大小，從而達(dá)到線性補(bǔ)償?shù)哪康摹?
5.1.5 電阻
5.1.5.1電阻的定義
在物理學(xué)中，用電阻（Resistance）來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電路阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻是所有電子電路中使用最多的元件。主要職能就是阻礙電流流過(guò)，應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載與電容配合作濾波器及阻匹配等。數(shù)字電路中功能有上拉電阻和下拉電阻。
5.1.5.2 控制電阻大小的因素
電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，還與導(dǎo)體長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。多數(shù)（金屬）的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導(dǎo)體卻相反。
5.1.5.3 電阻大小判別
色環(huán)法：
所謂色環(huán)法既是用不同顏色的色標(biāo)來(lái)表示電阻參數(shù)。色環(huán)電阻有4個(gè)色環(huán)的，也有5個(gè)色環(huán)的，各個(gè)色環(huán)所代表的意義如下
讀取色環(huán)電阻的參數(shù)，首先要判斷讀數(shù)的方向。一般來(lái)說(shuō)，表示公差的色環(huán)離開其他幾個(gè)色環(huán)較遠(yuǎn)并且較寬一些。判斷好方向后，就可以從左向右讀數(shù)。 例如，某4色環(huán)電阻的顏色從左到右依次是紅（2），紫（7），黃（x10000），銀（正負(fù)10%），則此電阻的阻值為27Ωx10000=270000Ω，也就是270KΩ，公差為正負(fù)10%。再如，某5色環(huán)電阻的顏色從左到右依次是紅（2），綠（5），藍(lán)（6），紅（x100），棕（正負(fù)1%），則此電阻的阻值為256Ωx100=25600Ω，也就是25.0KΩ，公差為正負(fù)1%。
此外就還有數(shù)字法和數(shù)碼法，這里就不一一詳解了。
5.2 焊接注意事項(xiàng)
5.2.1 手工焊接方法
手工焊接握電烙鐵的方法,有正握、反握及握筆式三種。焊接元器件及維修電路板時(shí)以握筆式較為方便。手工焊接一般分四步驟進(jìn)行。①準(zhǔn)備焊接:清潔被焊元件處的積塵及油污,再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處,以免烙鐵頭伸向焊接處時(shí)燙壞其他元器件。焊接新的元器件時(shí),應(yīng)對(duì)元器件的引線鍍錫。②加熱焊接:將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下印刷板上的元器件,則待烙鐵頭加熱后,用手或鑷子輕輕拉動(dòng)元器件,看是否可以取下。③清理焊接面:若所焊部位焊錫過(guò)多,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉(注意不要燙傷皮膚,也不要甩到印刷電路板上!),用光烙錫頭"沾"些焊錫出來(lái)。若焊點(diǎn)焊錫過(guò)少、不圓滑時(shí),可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊。④檢查焊點(diǎn):看焊點(diǎn)是否圓潤(rùn)、光亮、牢固,是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。
5.2.2 電路板焊接的注意事項(xiàng)
在焊接的過(guò)程中我們需要注意的問題很多，主要問題如下：
1. 三極管的e、b、c應(yīng)該認(rèn)真判定，焊接的時(shí)候仔細(xì)與原理圖對(duì)照后在做焊接。
2. 電阻的認(rèn)真識(shí)別，按照原理圖的電阻大小對(duì)號(hào)入座。
3. 可變電感所用引腳的識(shí)別，將有用的兩個(gè)引腳連在電路圖上。
4. 電解電容的大小以及正負(fù)判定，焊接的時(shí)候應(yīng)該嚴(yán)格按照正負(fù)焊接。
5. 瓷片電容相對(duì)電解電容就要簡(jiǎn)單許多了，只需要將大小判定好久可以了。
6. 此外，最重要的就是應(yīng)該嚴(yán)格按照電路圖來(lái)焊接原件，不能有一點(diǎn)點(diǎn)的錯(cuò)誤。
第六章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試
6.1 實(shí)驗(yàn)調(diào)試
將無(wú)線遙控車和配套的遙控器裝上電池，按遙控器的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)四項(xiàng)功能，測(cè)試遙控車功能是否正常。
如果遙控車功能正常但遙控距離近，則可以按這樣的方法進(jìn)行調(diào)試：機(jī)板靠近頻譜儀的天線，調(diào)整機(jī)板上T1可調(diào)電感，使頻譜儀感應(yīng)到的頻率讀數(shù)在27MHz±100k范圍內(nèi)即可。接收板的調(diào)試方法相同。要注意的是必須和遙控器調(diào)在同一頻率上（調(diào)T1），成對(duì)應(yīng)關(guān)系，沒有儀器時(shí)，可把整車裝好后打開電源倒過(guò)來(lái)放，不讓四輪觸地。同時(shí)接通遙控器電源，撥通前進(jìn)功能鍵并靠近整車體，看車輪是否轉(zhuǎn)動(dòng)，否則微調(diào)L1；使輪轉(zhuǎn)動(dòng)后拉開幾米距離再輕輕微調(diào)L1，使車輪還能轉(zhuǎn)動(dòng)即可。
注意，使用的電池必須是高能電池才能帶動(dòng)汽車。
6.2調(diào)試結(jié)果
調(diào)試過(guò)程是反復(fù)進(jìn)行的，在調(diào)試過(guò)程中會(huì)遇到各種問題，根據(jù)這些問題需要對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，這樣邊調(diào)試邊修改才能達(dá)到預(yù)期的效果。
經(jīng)試驗(yàn)調(diào)試，我做的無(wú)線遙控車基本能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，但是也有出現(xiàn)不正常的地方。第一次是接通電源，按遙控器遙控?zé)o線遙控車，車子一點(diǎn)動(dòng)靜都沒有，查閱相關(guān)資料、仔細(xì)核對(duì)電路位置關(guān)系，最終還是沒有找出問題所在。最終還是在王老師的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)無(wú)線遙控車的原因出現(xiàn)在可調(diào)電感上面，試驗(yàn)用的元件和電路板上的封裝不對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致可調(diào)電感不起作用，當(dāng)然就不可以遙控了。通過(guò)對(duì)可調(diào)電感上的改正，遙控車能夠在幾厘米的遙控范圍里面實(shí)現(xiàn)遙控。這個(gè)問題我的第一反應(yīng)便是出現(xiàn)在了可調(diào)電感上面，王老師拿著遙控車調(diào)可調(diào)電感，我則拿著遙控器長(zhǎng)按控制鍵，一米、兩米、三米，最后在七八米的范圍里都能夠遙控。此時(shí)，無(wú)線遙控車的功能實(shí)現(xiàn)了，預(yù)期的目的也達(dá)到了。
當(dāng)然，好在我的這個(gè)無(wú)線遙控車出現(xiàn)的問題還不算太多，如果可調(diào)電感改正了真的還是不能實(shí)現(xiàn)功能的話，那真的不知道該從何下手。所以，在做設(shè)計(jì)的時(shí)候還是應(yīng)該從開頭就要注意，從認(rèn)真畫圖、制作PCB到焊接元件都是環(huán)環(huán)相扣的，如果真的是原理圖上面或者焊接上出現(xiàn)問題，那調(diào)試起來(lái)將是相當(dāng)困難。
總 結(jié)
我們本次畢業(yè)設(shè)計(jì)一共經(jīng)歷了三個(gè)月的時(shí)間，從protel 99 se培訓(xùn)、PCB制版到元件的焊接以及無(wú)線遙控車的調(diào)試，這些步驟都是缺一不可的。通過(guò)這三個(gè)月對(duì)無(wú)線遙控車的研究以及制作，我給無(wú)線遙控下這樣的定義：無(wú)線電遙控是利用無(wú)線電信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的遙控設(shè)備，這些信號(hào)被遠(yuǎn)方的接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動(dòng)其它各種相應(yīng)的機(jī)械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、開動(dòng)電機(jī)等一系列的動(dòng)作。在無(wú)線遙控車的制作過(guò)程中，我遇到了許多的問題，比如起初的畫原理圖的不熟悉、制作PCB板流程上的掌握問題、無(wú)線遙控車所用到的元件認(rèn)識(shí)不足等等，導(dǎo)致本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中斷，但是在老師和同學(xué)的幫助下都將這些問題一一解決了。
通過(guò)本次無(wú)線遙控車得制作，我就我自己說(shuō)說(shuō)應(yīng)該注意的一些細(xì)節(jié)問題：原理圖的正確繪畫非常重要，因?yàn)樗e(cuò)了后面做得再好也無(wú)濟(jì)于事；PCB板的制作過(guò)程中要小心謹(jǐn)慎，特別是在腐蝕這個(gè)步驟上多加小心，千萬(wàn)不要將線弄斷了；元件焊接除了要嚴(yán)格按照原理圖焊接外，格外注意的是焊接三極管時(shí)要將三極管的E、B、C與板子上面的對(duì)應(yīng)好，不是將沒有信號(hào)的放大功能，設(shè)計(jì)肯定不成功的；可調(diào)電感的焊接上面也容易出問題，在畫元件封裝的時(shí)候就應(yīng)該認(rèn)真看清引腳我連接關(guān)系。這些問題都是我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)遇到過(guò)的，如果下次要在制作無(wú)線遙控車注意這些就好了。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)工作重要的一步。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了無(wú)線遙控車的工作原理，熟悉了無(wú)線遙控系統(tǒng)，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我理論和實(shí)踐能力的一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。
參考文獻(xiàn)
[1] 清源計(jì)算機(jī)工作室 .Protel 99 SE 原理圖與PCB及仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1.
[2] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基本教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.
[3] 劉樹林.低頻電子線路（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
[4] 王俊峰. 現(xiàn)代遙控技術(shù)及應(yīng)用[ M ].北京: 人民郵電出版社,2005.
[5] 李朝青. 無(wú)線發(fā)送/ 接收IC 芯片及其數(shù)據(jù)通信技術(shù)選編(2)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004.
[6] 肖景和,趙健. 無(wú)線電遙控組件及其應(yīng)用電路[M] . 北京:人民郵電出版社,2004.
[7] 林德彬,杜志聰,王嘯.計(jì)算機(jī)無(wú)線遙控玩具模型實(shí)驗(yàn)方案[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2006 ,29 (18) ,16217.
[8] 姚澄,朱燦焰,楊會(huì)保.信道化技術(shù)在軟件無(wú)線電接收機(jī)中的應(yīng)用[J ].現(xiàn)代電子技術(shù),2005 ,28 (7) ,17219.
致 謝
在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)月中，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、資料的收集到論文的撰寫和排版的整個(gè)過(guò)程中，我得到了許多幫助。
首先，本文能得以完成，我要感謝我的指導(dǎo)老師王躍進(jìn)，是他用他的課余時(shí)間為我們講解這次設(shè)計(jì)的原理以及幫我們找相關(guān)的器件，在實(shí)物完成后不厭其煩得為我們進(jìn)行調(diào)試和畢業(yè)論文的指導(dǎo)；還要感謝我們的專業(yè)課老師方敏，是他教會(huì)了我有關(guān)PCB的制作；在王老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下，我的論文得以順利地完成，導(dǎo)師淵博的專業(yè)理論知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)，精益求精的科學(xué)態(tài)度為我指明了方向，使我受益匪淺、終身難忘。尤其是導(dǎo)師勤奮的學(xué)習(xí)精神、正直的做人態(tài)度以及對(duì)工作忘我的投入和高瞻遠(yuǎn)矚，都將是我永遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)榜樣。導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上的對(duì)我的諄諄教導(dǎo)是永遠(yuǎn)伴隨我的精神財(cái)富！值此論文完成之際，向尊敬的王老師致以最衷心的感謝！同時(shí)，向母校所有傳授過(guò)我知識(shí)的老師們表示誠(chéng)摯的謝意，各位老師的悉心講授和指導(dǎo)，使我獲得豐富的基礎(chǔ)理論知識(shí)，為我做好課題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，王老師淵博的學(xué)識(shí)，分析問題的方法和對(duì)待問題上的細(xì)心也令我十分敬佩，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。
再次，還要感謝我的同組成員，在制板、焊接原件資料查找的時(shí)候，給了我很大的幫助，還給我的論文提出意見以助我修改。在這個(gè)過(guò)程中我深刻的感受到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量，如果沒有他們，我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)沒有這么順利。
最后，這里我要再一次由衷的感謝，感謝那些給予我?guī)椭睦蠋?、同學(xué)和朋友。
附錄1 元件清單
接收板
序號(hào)
名稱規(guī)格
用量
位號(hào)
序號(hào)
名稱規(guī)格
用量
位號(hào)
31
導(dǎo)線9×1.2×80MM
2
MR．ML
1
自制PCB發(fā)射板
1
32
導(dǎo)線9×1.2×110MM
1
VCC
2
集成電路SM6135
1
U2
33
導(dǎo)線9×1.2×45MM
1
GND
3
三極管C1815
1
Q1
34
導(dǎo)線9×1.2×75MM
1
VDD
4
三極管C945
4
Q2．Q3．Q4．Q5
35
導(dǎo)線9×1.2×55MM
1
ANT
5
三極管8050
4
Q6．Q7．Q8．Q9
36
外殼半成品
1套
6
三極管8550
4
Q10．Q11．Q12．Q13
發(fā)射板
7
可調(diào)電感
1
T1
序號(hào)
名稱規(guī)格
用量
位號(hào)
8
色環(huán)電感5.6μH
1
L1
1
自制PCB接收板
1
9
電阻100?
1
R4
2
集成電路C51
1
10
電阻180k?
1
R3
3
三極管C945
2
Q1．Q2
11
電阻2.2k?
5
R8．R9．R10．R11．R12
4
色環(huán)電感2.2μH
1
L2
12
電阻2.2M?
2
R6．R7
5
色環(huán)電感6.8μH
1
L1
13
電阻2.2k?
2
R13．R14
6
可調(diào)電感
1
T1
14
電阻270k?
1
R2
7
電阻560?
1
R1
15
電阻3.9k?
1
R5
8
電阻47k?
1
R2
16
電阻47?
4
R15．R16．R17．R18
9
電阻220k?
1
R4
17
電阻560?
1
R1
10
瓷片電容5P
1
C4
18
瓷片電容104P
4
C7．C9．C13．C14
11
瓷片電容30P
1
C3
19
瓷片電容10P
1
C2
12
瓷片電容68P
1
C2
20
瓷片電容203P
1
C6
13
瓷片電容151P
1
C1
21
瓷片電容332P
2
C1．C10
14
瓷片電容403P
1
C5
22
瓷片電容471P
1
C8
15
跳線 20MM
4
R5．R6．R7．R8
23
瓷片電容56P
2
C3．C4
16
螺絲PB2.6×6MM
3
機(jī)板×2
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