小型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)電路圖如圖3所示。單片機(jī)P0．2和P3．1兩個(gè)端口分別輸出旋轉(zhuǎn)信號(hào)和PWM波電機(jī)控制信號(hào)。PWM控制信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦后輸入LMD18200的引腳5，而轉(zhuǎn)向信號(hào)則通過(guò)引腳3輸入。根據(jù)PWM控制信號(hào)的占空比來(lái)決定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。LMD18200提供雙極性驅(qū)動(dòng)方式和單極性驅(qū)動(dòng)方式。雙極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM周期里，電動(dòng)機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運(yùn)行平穩(wěn)性的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著電流波動(dòng)大，功率損耗較大的缺點(diǎn)，尤其是必須增加死區(qū)來(lái)避免開(kāi)關(guān)管直通的危險(xiǎn)，限制了開(kāi)關(guān)頻率的提高，因此只用于中小功率直流電動(dòng)機(jī)的控制。單極性驅(qū)動(dòng)方式是指存一個(gè)PWM周期內(nèi)，電動(dòng)機(jī)電樞只承受單極性的電壓，電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小只與PWM的占空比有關(guān)，占空比越大，轉(zhuǎn)速越大。這里采用單極性驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)PWM的占空比等于0時(shí)，電機(jī)靜止；當(dāng)PWM的占空比大于0時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)改變占空比，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，改變電機(jī)的方向控制信號(hào)(高低電平)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。驅(qū)動(dòng)電路的PWM、方向信號(hào)和報(bào)警信號(hào)，通過(guò)高速光電耦合器HCPL0600的隔離和電壓轉(zhuǎn)換后，輸入或輸出到單片機(jī)。
圖3表明了采用直流電機(jī)定頻調(diào)寬PWM調(diào)速方式，PWM信號(hào)為單極性工作制。圖3中電位器RP1的中間滑動(dòng)端接到C8051F020單片機(jī)自帶A／D模塊端口AIN0．6，它是電機(jī)尾部同軸向的角度化置反饋信號(hào)，可與控制指令形成閉環(huán)位置反饋，從而達(dá)到精確控制電機(jī)調(diào)速目的，其基準(zhǔn)電壓為3．3 V，從單片機(jī)的VREFD，VREF0，VREF1端口引入。滿幅值對(duì)應(yīng)電機(jī)末端旋轉(zhuǎn)一周。另外驅(qū)動(dòng)過(guò)熱保護(hù)信號(hào)也接入單片機(jī)P2．0端口，隨時(shí)停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)。
遙控部分由nRF403芯片實(shí)現(xiàn)：芯片的9腳及10腳：DIN輸入數(shù)字信號(hào)和DOUT輸出數(shù)字信號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)的邏輯點(diǎn)頻信號(hào)，需要發(fā)射的數(shù)字信號(hào)通過(guò)DIN輸入，解調(diào)出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)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(jī)P6．7。18腳電源開(kāi)關(guān)：PWR_UP=“1”為工作模式，PWR_UP=“0”為待機(jī)模式，接到單片機(jī)P5．7，而19腳發(fā)射允許，這里設(shè)置TXE N=“0”為接收模式，接到單片機(jī)P6．5，本電路板主要用于接收控制信號(hào)，指令解調(diào)出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)DOUT采入單片機(jī)。
2．2 布板設(shè)計(jì)
實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控的nRF403芯片采用了晶體振蕩和PLL合成技術(shù)，由壓控振蕩器輸出的信號(hào)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(shí)，使用印刷電路板(PCB)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到射頻性能。為了實(shí)現(xiàn)較好的性能，使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，PCB要使用雙面板來(lái)實(shí)現(xiàn)，即元件面和底面。為了防止各個(gè)模塊之間相互影響，無(wú)線接收模塊與控制模塊盡量分開(kāi)布置，控制與驅(qū)動(dòng)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(gè)小電容。為了達(dá)到減少分布參數(shù)的影響，PCB在設(shè)計(jì)時(shí)要避免電源線過(guò)長(zhǎng)，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(guò)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(shù)字信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)或者控制信號(hào)經(jīng)過(guò)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(xiàng)：nRF403的工作電壓為3．3 V，因此要在與控制器連接時(shí)應(yīng)注意電平匹配的問(wèn)題。接收模式接收到的數(shù)據(jù)可以直接送到單片機(jī)的接口或者經(jīng)過(guò)點(diǎn)頻轉(zhuǎn)換以后送給處理器。在待機(jī)模式情況下，電路有電流但是不接受和發(fā)射任何數(shù)據(jù)。