小型遙控轉臺系統(tǒng)設計

該系統(tǒng)電路圖如圖3所示。單片機P0．2和P3．1兩個端口分別輸出旋轉信號和PWM波電機控制信號。PWM控制信號經過光耦后輸入LMD18200的引腳5，而轉向信號則通過引腳3輸入。根據PWM控制信號的占空比來決定直流電機的轉速。LMD18200提供雙極性驅動方式和單極性驅動方式。雙極性驅動是指在一個PWM周期里，電動機電樞的電壓極性呈正負變化。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運行平穩(wěn)性的優(yōu)點，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點，尤其是必須增加死區(qū)來避免開關管直通的危險，限制了開關頻率的提高，因此只用于中小功率直流電動機的控制。單極性驅動方式是指存一個PWM周期內，電動機電樞只承受單極性的電壓，電機的轉速大小只與PWM的占空比有關，占空比越大，轉速越大。這里采用單極性驅動方式，當PWM的占空比等于0時，電機靜止；當PWM的占空比大于0時，電機轉動。通過改變占空比，可以實現(xiàn)電機的調速，改變電機的方向控制信號(高低電平)來控制電機的轉向。驅動電路的PWM、方向信號和報警信號，通過高速光電耦合器HCPL0600的隔離和電壓轉換后，輸入或輸出到單片機。
圖3表明了采用直流電機定頻調寬PWM調速方式，PWM信號為單極性工作制。圖3中電位器RP1的中間滑動端接到C8051F020單片機自帶A／D模塊端口AIN0．6，它是電機尾部同軸向的角度化置反饋信號，可與控制指令形成閉環(huán)位置反饋，從而達到精確控制電機調速目的，其基準電壓為3．3 V，從單片機的VREFD，VREF0，VREF1端口引入。滿幅值對應電機末端旋轉一周。另外驅動過熱保護信號也接入單片機P2．0端口，隨時停止電機運轉保護機構。
遙控部分由nRF403芯片實現(xiàn)：芯片的9腳及10腳：DIN輸入數字信號和DOUT輸出數字信號均為標準的邏輯點頻信號，需要發(fā)射的數字信號通過DIN輸入，解調出來的信號經過DOUT輸出。12腳通道選擇：FREQ=“0”為通道#1(433．92 MHz)，F(xiàn)REQ=“1”為通道#2 (315．16 MHz)，接到單片機P6．7。18腳電源開關：PWR_UP=“1”為工作模式，PWR_UP=“0”為待機模式，接到單片機P5．7，而19腳發(fā)射允許，這里設置TXE N=“0”為接收模式，接到單片機P6．5，本電路板主要用于接收控制信號，指令解調出來的信號經過DOUT采入單片機。
2．2 布板設計
實現(xiàn)無線遙控的nRF403芯片采用了晶體振蕩和PLL合成技術，由壓控振蕩器輸出的信號直接送到功率放大器，從功率放大器提供的射頻輸出到天線。單端天線列接到nRF403時，使用印刷電路板(PCB)的設計直接關系到射頻性能。為了實現(xiàn)較好的性能，使系統(tǒng)達到預期的結果，PCB要使用雙面板來實現(xiàn)，即元件面和底面。為了防止各個模塊之間相互影響，無線接收模塊與控制模塊盡量分開布置，控制與驅動兩部分電源隔離。射頻電路的電源要使用高性能的射頻電容去耦，并且所使用的去耦電容要盡可能與nRF403的VDD端靠近，一般還要在大容量面所安裝的電容旁并聯(lián)一個小電容。為了達到減少分布參數的影響，PCB在設計時要避免電源線過長，要使各器件緊靠芯片周圍，所有元件地線、VDD連線等圍繞nRF403芯片。除此之外，射頻電路的電源也要與接口電路的電源分離。nRF403的VSS端直接接到接地面(PCB板的兩面最好敷銅接地，將兩層的敷銅用較多的過孔緊密相連，然后再把VSS引腳連接到敷銅面)。另外，需要注意的是，不要將數字信號、開關信號或者控制信號經過PLL回路濾波器元件和電感，以保障PLL環(huán)路濾波器電壓的正常。使用中的注意事項：nRF403的工作電壓為3．3 V，因此要在與控制器連接時應注意電平匹配的問題。接收模式接收到的數據可以直接送到單片機的接口或者經過點頻轉換以后送給處理器。在待機模式情況下，電路有電流但是不接受和發(fā)射任何數據。