手把手帶你做單片機(jī)控制的 多通道無線遙控裝置1

無電遙控裝置通常泛指以無線電波為媒介，將發(fā)射機(jī)一端的指令傳遞至接收端設(shè)備的總稱。由于電波在傳輸過程中具有速度快且不需要其他物理?xiàng)l件支持等特點(diǎn)，所以無線遙控在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防上獲得了廣泛的應(yīng)用與長足的發(fā)展。從近到我們身邊的遙控?zé)?、窗簾，遠(yuǎn)到航天領(lǐng)域中登月球、登火星系統(tǒng)工程，都可見到它的身影。
動(dòng)手制作模型遙控設(shè)備，不僅可以從中學(xué)到很多書本上學(xué)不到的知識(shí)，同時(shí)也是一項(xiàng)充滿樂趣的益智活動(dòng)，尤其對(duì)于在校學(xué)生來講，有這樣的歷練會(huì)使你在無線電方面的知識(shí)有突出的進(jìn)展，得益一生。
XJZ-18型套件是由北京鑫嘉智科技中心專為無線電愛好者設(shè)計(jì)的無線遙控裝置，可用于陸?？漳Ｐ瓦b控等。它的發(fā)射、接收單元以單片機(jī)為核心，特點(diǎn)如下：
一、電路簡單。由于將A/D轉(zhuǎn)換、濾波器、定時(shí)器等功能模塊以軟件的形式寫入到單片機(jī)內(nèi)，所以在功能多的情況下，外圍零件反而大幅減少，組裝之后幾乎不需調(diào)整，即可正常工作，適合無線電愛好者組裝。
二、功耗低。傳統(tǒng)的模擬式無線發(fā)射機(jī)必須一直開機(jī)工作，接收機(jī)才能正常工作，這就產(chǎn)生了發(fā)射機(jī)的幾百mA持續(xù)工作電流。而我們這款遙控裝置的發(fā)射機(jī)多數(shù)時(shí)間處于休眠狀態(tài)以降低耗電，當(dāng)MCU測(cè)到AD數(shù)據(jù)及開關(guān)量有變化時(shí)，才將一個(gè)數(shù)據(jù)串發(fā)出去，之后又進(jìn)入休眠狀態(tài)。如果AD數(shù)據(jù)及開關(guān)量一直沒有變化，發(fā)射機(jī)按一個(gè)可設(shè)定的周期去重發(fā)上一次的數(shù)據(jù)值。當(dāng)遙控裝置所控制的對(duì)象運(yùn)動(dòng)速度比較慢時(shí)，可將這個(gè)周期時(shí)間設(shè)定得長一些，如1s左右。當(dāng)遙控裝置所控制的對(duì)象運(yùn)動(dòng)速度比較快時(shí)，如飛機(jī)模型，則可以將周期設(shè)定到70~200ms左右。
三、抗干擾。本裝置發(fā)射機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)碼，在接收機(jī)接收后解調(diào)還原，在數(shù)碼排序中加入了握手?jǐn)?shù)據(jù)、頭數(shù)據(jù)、尾數(shù)據(jù)及校正數(shù)據(jù)等，只有接收到的數(shù)據(jù)符合約定規(guī)律時(shí)，接收器才執(zhí)行相應(yīng)指令。
本無線遙控裝置的電路原理圖見圖1，PCB圖見圖2，所涉及的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
發(fā)射機(jī)部分（見圖3）：

◆電源：DC12V，1.5V5號(hào)電池8節(jié)。
◆電流消耗：靜態(tài)時(shí)（未發(fā)射）≤1.9mA；發(fā)射時(shí)≤150mA，100ms。
◆頻率：433.92MHz；調(diào)制方式：ASK；天線1/4波長拉桿天線；發(fā)射輸出功率：標(biāo)準(zhǔn)配置約16dBm，增強(qiáng)配置約21dBm?？罩袛?shù)據(jù)速率：1200/2400bit/s，可設(shè)定。
◆通道：4路8位A/D搖桿電位器，4路撥動(dòng)開關(guān)。
◆功能：反舵設(shè)置、中心點(diǎn)設(shè)置、敏感度設(shè)置、可調(diào)發(fā)射間隔：36ms～20s，數(shù)據(jù)更新即發(fā)功能、屏上電池電壓顯示、發(fā)射數(shù)據(jù)流指示燈。
◆外觀尺寸：長：120mm；寬：26mm；高：100mm。
◆重量：250g（不含電池）。
飛機(jī)模型接收機(jī)部分（見圖4）：

◆電源標(biāo)稱：7.4V。
◆電流消耗：約16mA。
◆接收頻率：433.92MHzASK。
◆接收靈敏度：-96dBm，自動(dòng)AGC增益控制。
◆天線：1/4波長軟線天線。
◆驅(qū)動(dòng)能力：1路~2路PWM；7.4V/6A、直流有刷電機(jī)1~2只。
◆輸出信號(hào)：1）5V/1ms±0.5ms脈沖標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)信號(hào)二路。2）0~5V/15mA開關(guān)信號(hào)二路。
◆電源低落到6V時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)功能。
◆尺寸：長：41mm；寬：25mm；高8.5mm。
◆凈重量：7g（不含引線及插件）。
◆遙控距離（可視范圍）：發(fā)射機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置時(shí)：≥100m；發(fā)射機(jī)增加配置時(shí)：≥700m。
車模型接收器部分（見圖5）：

◆供電：電源5V，電流消耗約為10mA。
◆輸出信號(hào)：1路異步串行數(shù)據(jù)：19200bit/s81N。
2路開關(guān)量信號(hào)0～5V，15mA，一只數(shù)據(jù)流指示燈。
◆尺寸：29mm×25mm，其他相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與飛機(jī)模型相同。
下面我們就一起來動(dòng)手組裝這套無線遙控裝置吧！
第一步：收到XJZ-18套件后，按照零件清單仔細(xì)清點(diǎn)核對(duì)所有元器件（見圖6），并花些時(shí)間看看PCB線路板示意圖，做到心中有數(shù)，再動(dòng)手組裝。

第二步：按PCB圖資料插好所有的電阻，焊牢并切去多余引腳。其中R6、R7電阻是測(cè)量電池電壓的分壓器，精度為5‰的精密電阻，不能焊錯(cuò)或用普通電阻代替，否則會(huì)錯(cuò)報(bào)電池電壓和低壓保護(hù)關(guān)機(jī)。R5是LED指示燈限流電阻，它的阻值大小會(huì)影響到數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)LED指示燈的亮度，從低功耗角度考慮，這里選用了510kΩ電阻，讀者不要誤認(rèn)為寫錯(cuò)了吧，沒錯(cuò)，是510kΩ阻值，由于選用了超高亮綠色LED，所以在白天仍可清楚地看到數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)LED發(fā)光管在閃光。當(dāng)然制作者也可根據(jù)個(gè)人的愛好安裝其他顏色的LED指示燈，但請(qǐng)注意其限流電阻不要選得太小，阻值太小一是亮度增加的同時(shí)也增加耗電，另外由于這個(gè)LED指示燈取來自RF無線發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，電阻選太小時(shí)會(huì)影響到該數(shù)據(jù)信號(hào)前沿的陡度，對(duì)發(fā)射機(jī)工作不利，容易產(chǎn)生錯(cuò)碼。
第三步（圖7）：插好所有的瓷片電容和2只鋁電解電容焊牢。在這一步要注意電解電容的極性不要焊錯(cuò)。

第四步（圖8）：焊接LCD顯示屏的對(duì)比度調(diào)節(jié)電位器RP2，調(diào)節(jié)螺釘要放在左側(cè)，焊接電源開關(guān)S1和二針電源白插座J3，這時(shí)應(yīng)注意白插座的缺口方向應(yīng)向左。一定要將這幾個(gè)元件插到底，焊牢。

第五步（圖9）：焊接左搖桿電位器RP3-4，右搖桿電位器RP5-6，由于插線腳數(shù)多，要仔細(xì)將元件插到底且插平不能傾斜，并且應(yīng)先焊接上搖桿電位器四角的引腳固定銷，最后再焊電位器的連接腳。
第六步：將LED引線插入焊盤內(nèi)，右為正腳，將LED燈向下按，一直到LED燈用鋼尺測(cè)燈頂高為15mm時(shí)，先焊上一只腳，仔細(xì)扶正后，再焊另一只腳。焊好石英晶體及低壓差、低功耗三端穩(wěn)壓器H7150，4個(gè)按鈕SB1～SB4也焊上，注意按鈕一定要上下直、擺正并插到底，不然蓋上蓋時(shí)會(huì)有問題。

第七步（圖10）：將PCB板反過面來插上蜂鳴器，其正極朝向下邊3個(gè)按鈕方向。J2、S4、J5、S6這4個(gè)撥動(dòng)開關(guān)插件的雙針，也焊在PCB板反面，插好焊牢，還要注意J2及S4插件的雙針是朝向右邊的方向，不要將固定孔擋住以防以后無法固定PCB板。

第八步：焊上433.92MHz主頻振蕩器，標(biāo)準(zhǔn)式配置時(shí)示意圖見圖11，遙控距離超過100m以上時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮選用增加配置的高頻振蕩器（見圖12）。

第九步：取出遙控器外殼將三個(gè)支架銅柱螺絲向下旋入到塑料固定孔內(nèi)，將配套的4個(gè)撥動(dòng)開關(guān)焊上插頭線，固定在外殼上。將M2.5內(nèi)螺絲扣的天線底座銅螺柱用穿好焊片的螺釘固定外殼上，焊片上焊出約60mm長的連接線，見圖13。將連接線另一端焊在發(fā)射板的高頻輸出孔上。

第十步（圖14）：仔細(xì)再查一下所有的元器件，如無誤即可往下進(jìn)行。取16針排針，插在PCB板的焊盤上，不要多留出焊頭，只點(diǎn)焊二只腳臨時(shí)固定即可。安上LCD液晶顯示器支架雙頭銅螺絲，將LCD液晶板放好后，要反復(fù)對(duì)齊看正才可以固定螺絲釘，再將16針排針上下焊好。

第十一步：插好J2、S4、J5、S6開關(guān)插件，不必分極性，將整張PCB板放入發(fā)射盒內(nèi)，固定好二個(gè)M3×5的固定螺絲，試一下位置是否合適，是否有頂住、卡住的地方。
第十二步：取來8節(jié)5號(hào)干電池，按電池倉的正負(fù)標(biāo)記將電池裝進(jìn)電池倉，將電池倉引線插頭插入PCB板右側(cè)的白插座內(nèi)，注意上為負(fù)VSS（黑色線），下為正VCC12V（紅色線），切記千萬不可錯(cuò)，見圖15。向上撥動(dòng)遙控機(jī)殼右壁上的電源開關(guān)后，按下S4時(shí)LCD液晶顯示屏上背景燈應(yīng)點(diǎn)亮。調(diào)整RP2將LCD液晶顯示屏上的對(duì)比度調(diào)整為適當(dāng)明暗。

第十三步：關(guān)閉電源開關(guān)后，取出萬用表一只，調(diào)到直流電流100mA擋，把二只表筆將電源開關(guān)串入電路見圖16，電流應(yīng)在1.6～1.8mA上下。將萬用表調(diào)到直流電壓擋，黑色表筆放在搖桿電位器外殼上即VSS，紅色表筆小心的測(cè)一下H7150三端穩(wěn)壓器的最右腳即5V輸出腳是否為5V。

第十四步：取遙控器上蓋試蓋一下，看LED指示燈及SB1、SB2、SB3、SB4按鈕是否順利露出面板，如果有頂起上蓋的現(xiàn)象要根據(jù)實(shí)際情況直流電流100mA擋，把兩只表筆將電源開關(guān)串入電路進(jìn)行修正。蓋好上蓋還要再按一按這4只按鈕是否動(dòng)作靈活，不能卡住。
第十五步：蓋好上蓋，將4個(gè)固定螺絲從后背旋緊，將配套的拉桿天線旋緊在遙控發(fā)射上邊的天線座上，到此發(fā)射機(jī)組裝工作告一段落。
打開電源開關(guān)，看到LCD上已出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，同時(shí)，可以看到綠色LED以大約間隔2s(出廠設(shè)定值)一次的速率在閃亮。推動(dòng)左右的搖桿電位器動(dòng)作時(shí)，LED指示燈應(yīng)不停地在閃，每閃亮一次即是向空中發(fā)出無線數(shù)據(jù)