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实例分析无线电遥控电路的工作原理

时间:2022-07-01 04:03:30

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实例分析无线电遥控电路的工作原理

无线电遥控具有可控距离远、可穿透墙体等障碍物、操作方便灵活的特点,在生产、生活、娱乐等各个方面都得到了广泛的应用。本篇以一款电动汽车模型的遥控电路为例,介绍无线电遥控电路的分析方法。

电路控制原理

图3-48所示为无线遥控车模控制电路的电路图,包括发射和接收两大部分。发射电路为一微型无线电遥控器。

图3-48无线遥控车模电路图

接收控制电路由5部分组成:①无线接收模块IC 1 构成的无线电接收和解码电路,接收遥控器发出的无线电遥控指令并将其解码为A、B、C、D控制信号。②与门D 1 、D 3 、与非门D 5 、D 6 构成的脉冲形成电路,将解码电路输出的控制信号转换为前进(A)、左转弯(B)、右转弯(C)、倒退(D)等控制脉冲。③与门D 2 、D 4 构成的逻辑互锁控制电路,保证电路不会处于同时执行“前进”和“后退”指令的错误状态。④D触发器D 7 、D 8 构成的正转、反转控制电路,控制驱动电路的工作状态。⑤555时基电路IC 2 ~IC 5 构成的左、右直流电动机驱动电路,使直流电动机按照指令正转、反转或停转,以实现车模的遥控运动。

该车模的前进、倒退、左转弯、右转弯、停车等功能均由遥控器遥控,控制原理如图3-49方框图所示。

图3-49无线遥控车模方框图

① 静止状态时,左、右各两个驱动器的输出“L 1 ”、“L 2 ”、“R 1 ”、“R 2 ”均为“0”,左、右直流电机M 1 、M 2 均不转动。

② 当无线遥控器发出“A(前进)”指令时,无线接收解码器的A输出端为“1”,经与门D 1 、D 2 使D 7 双稳态触发器翻转, Q 7 =0,又使555施密特触发器IC 2 、IC 4 输出端“L 1 ”、“R 1 ”均变为“1”,直流电动机M 1 和M 2 均正转,车模前进。

③ 当无线遥控器发出“D(倒退)”指令时,无线接收解码器的D输出端为“1”,经与门D 3 、D 4 使D 8 双稳态触发器翻转, Q 8 =0,则使555施密特触发器IC 3 、IC 5 输出端“L 2 ”、“R 2 ”均变为“1”,直流电动机M 1 和M 2 均反转,车模倒车。

④ 在车模运行(前进或倒退)中,当无线遥控器发出“B(左转弯)”指令时,无线接收解码器的B输出端为“1”,与非门D 5 输出端 YF 5 =0。而555施密特触发器IC 2 、IC 3 的复位控制端(④脚)受D 5 控制,当 YF 5 =0时,IC 2 、IC 3 被强制复位,其输出端“L 1 ”、“L 2 ”均变为“0”,直流电动机M 1 停转(即左后轮停转),使车模左转弯。

⑤ 同理,在车模运行中,当无线遥控器发出“C(右转弯)”指令时,无线接收解码器的C输出端为“1”,与非门D 6 输出端 YF 6 =0,IC 4 、IC 5 被强制复位,其输出端“R 1 ”、“R 2 ”均变为“0”,直流电动机M 2 停转(即右后轮停转),使车模右转弯。

发射电路

无线电遥控器和接收模块采用微型无线电遥控组件,该遥控组件采用数字编码,保密性和抗干扰性都很强,遥控距离可达100m。遥控器为4位微型遥控器,包括控制部分(具有A、B、C、D四个按键)、编码电路、调制电路、高频振荡与发射电路以及内藏式天线,其原理如图3-50方框图所示。

图3-50遥控器方框图

接收控制电路

接收控制电路包括无线接收模块、脉冲形成电路、正反转控制电路等部分。

(1)无线接收模块

接收电路采用与微型遥控器相配套的接收模块TWH9238(IC 1 ),其内部电路结构如图3-51方框图所示,由内藏式天线和无线接收电路、放大整形电路、解码电路、锁存电路和输出电路组成,具有“A、B、C、D”四个锁存输出端和“I o ”一个非锁存输出端。

图3-51接收模块方框图

A、B、C、D四个锁存输出端对应遥控器上的A、B、C、D四个按键,任何一个按键按下时I o 均输出一窄脉冲。

(2)脉冲形成电路

由于整机控制电路的逻辑需要,必须将无线接收解码电路的锁存输出转变为非锁存脉冲输出。脉冲形成电路由与门D 1 、D 3 、与非门D 5 、D 6 构成。

当A、B、C、D任一键按下时,其相应端为“1”,但由于I o 端仅在按键按下的时间内为“1”,因此经过与门或与非门后,A、B、C、D端输出的便是与按键按下时间相等的控制脉冲。

遥控器上A键按下时D 1 输出为“1”,B键按下时D 5 输出为“0”,C键按下时D 6 输出为“0”,D键按下时D 3 输出为“1”。

(3)双稳态触发器

正转、反转控制电路均采用了D触发器构成的双稳态触发器。D触发器由时钟脉冲CP的上升沿触发,每输入一个CP脉冲,其输出端( Q 或杠Q)的状态就翻转一次。

驱动电路

驱动电路由4个555施密特触发器构成。由于双极型555时基电路具有200mA的驱动能力,因此可以直接驱动车模上的直流电动机,使得驱动电路完全集成化。

IC 2 、IC 3 组成左轮驱动电路,当IC 2 输出端 L 1 =1时直流电动机M 1 正转,左轮前进。当IC 3 输出端 L 2 =1时M 1 反转,左轮倒退。当 L 1 =0、 L 2 =0时M 1 停转,左轮不动。

同理,IC 4 、IC 5 组成右轮驱动电路,控制右轮的前进、倒退和停止不动。

逻辑互锁控制电路

车模不可能同时处于既前进又后退的状态,为避免误操作,设置了逻辑互锁控制电路,由与门D 2 、D 4 等构成。控制“前进”指令传输的与门D 2 受反转控制双稳态触发器D 8 控制,控制“倒退”指令传输的与门D 4 受正转控制双稳态触发器D 7 控制。

当车模处于前进状态时,D 7 输出端 Q 7 =0,封闭了D 4 ,使得D端输出的“倒退”指令不能通过。当车模处于倒退状态时,D 8 输出端 Q 8 =0,封闭了D 2 ,使得A端输出的“前进”指令不能通过。从而保证电路不会处于同时执行“前进”和“倒退”指令的错误状态。

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