遥控赛车竞赛

遥控赛车的组装及调试

【实验目的】

1．了解5功能集成芯片SCTX2B/SM6135W的引脚功能和应用电路。

2．提高电路的识图能力。

3．巩固元器件的测试技能。

4．了解电子产品的制作程序和要求，学会组装并调试无线遥控赛车。

【工作原理】

1．主要元器件简介

SCTX2B／SM6135W是配套使用的无线遥控编解码集成电路，它们都有５个管脚，对应于５种编／解码功能。SCTX2B／SM6135W具有遥控车的完整控制功能，它们的工作电压为2.5Ｖ～6.0Ｖ，当无任何功能键按下时，芯片将自动断电，片上振荡器停止工作，从而减少工作电流。该编／解码器的使用十分简单，应用时只需很少的几个外部元件即可构成一个完整的实用电路。

SCTX2B／SM6135W电路的极限参数如下：

·电源电压为2.4V～6.0V；

·输入输出电压上下浮动±0.3 V；

·工作温度-10℃～+65℃；

·储存温度为-25℃～+125℃。制作时，不要超出极限参数中所列的数值范围，否则芯片可能会损坏。

（1）SCTX2B的主要性能结构

（a）编码电路结构

图1 SCTX2B内部结构图和外形引脚图（b）外部引脚排列

编码电路的内部结构和外形封装分别如图1(ａ)和 (ｂ)所示。由图可见：该编码器的内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成。输入电路有５个输入管脚，分别与５个功能按键forward (前进)、backward (后退)、right-ward (向右)、left-ward (向左)和turbo (加速)相对应。芯片中的编码电路向ＳＯ和ＳＣ两个输出管脚发送数字码，数字码与定义的功能按键相对应，ＳＯ编码输出端用于无线遥控，而ＳＣ编码输出端则用于红外遥控。芯片内时序电路中的一个计数器可使SCTX2B具有自动断电功能。其管脚ＰＣ输出端可用来控制外部工作电源的通、断状态。按下任何一个功能按键都会立即使芯片激活。编码器输出的编码格式和字格式分别如图2(ａ)和 (ｂ)所示。在编码格式中，Ｗ１表示功能码，Ｗ２表示开始码。SCTX2B的管脚功能说明如表1所列。

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图2 编码格式和字格式

表1 SCTX2B的各管脚说明

（2）解码电路SM6135W的功能结构

解码集成电路的内部电路结构和外形封装分别如图3(ａ)和 (ｂ)所示。该解码集成电路比编码集成电路复杂得多，它内部主要由３组放大器、信号取样和误码检测、解码电路、控制逻辑电路、振荡器、时序产生器、锁存器、输出电路组成。SM6135W有５个输出管脚，分别具有５种功能。接收的信号由三级放大器放大后对其进行信号取样、误码检测和解码，以控制遥控车的动作。编码和解码两种芯片的振荡器工作频率之间的相对误差必须小于±2.5％。编码和解码时序图如图4所示。SM6 135W的管脚功能说明如表2所列。

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第2/8页（a）解码电路结构

图3 SM6135W内部结构图和外形引脚图（b）外部引脚排列

图4 编码和解码时序图

表2 SM6135W的各管脚说明

2．基本原理：

图5 遥控赛车套件

玩具遥控车采用的是伺服电机无线遥控技术。遥控电路设计的基本要求是高性能、低成本、运行平稳、控制灵活、线路简单、抗干扰能力强。通常玩具遥控车的驱动要用两个微型直流伺服电动机来实现玩具遥控车的前进、后退、左转、右转和加速等功能。玩具遥控车市场竞争的日趋激烈，对玩具遥控车的电气性能也提出了越来越高的要求。玩具遥控车的无线遥控控制电路设计决定着玩具遥控车的整体性能。本系统主要采用SCTX2B／SM6135W集成电路控制器来设计完成。

普通玩具遥控车一般都具有前进、后退、左转、右转的基本功能，这些功能可分别由两台微型伺服电动机来完成，该电机没有调速功能。无线遥控电路的原理方框图如图6所示。

该电路由无线发射和无线接收两部分组成，其中无线发射由编码电路和ＲＦ发射电路组成。编码电路使用的集成电路型号是SCTX2B，该电路具有５种编码功能，其中Ｆ／Ｂ用于控制伺服电动机的前进、后退；Ｌ／Ｒ用于控制伺服电动机的左转、右转；turbo用于加速。无线接收电路部分的解码电路可以使用SM6

135W集成电路芯片来完成，解调后的ＲＦ信号被放大和滤波，然后得到基带信号。当系统在对该信号进行取样后，解码逻辑便可以提取Ｆ／Ｂ、Ｌ／Ｒ和来自接收信号的功能位，同时输出相应的前进、后退、左转、右转和加速功能所用的控制电平。为了满足玩具遥控车的安全需要，同时还应为伺服电机设计过载保护电路。

（1）发射机基本原理

在发射电路中的典型应用电路如图7所示，该电路使用3Ｖ电池供电，三极管Ｑ１和Ｑ２的工作电压均是3Ｖ，集成电路芯片的工作电压是3Ｖ。电阻Ｒ4用来决定编码器内部振荡器ＯＳＣ的振荡频率，改变Ｒ4阻值，可改变载波频率及编码脉冲波形输出。Ｒ4的取值范围为100kΩ～500kΩ。按键开关Ｌ、Ｒ用于控制遥控车的左、右转，按键开关Ｆ、Ｂ用于控制遥控车的前进、后退。10脚为发射状态指示端，可通过外接发光管LED来指示发射状态。三极管Ｑ１与T１、C3、C4组成了一个电容三点式载波振荡器，该振荡器的工作频率可以是２７ＭＨｚ或４９ＭＨｚ。编码器ＳＯ管脚（8脚）输出的编码数字信号，经后级相应的射频电路Ｑ１输出的载波信号同时加到Ｑ２的基极后，经Ｑ２调制放大，C1滤波后便由天线Ｌ1发射，然后再由与之配套的接收电路SM6135W接收解调。本套件使用无线遥控电路，即8脚输出，7脚为红外遥控输出，未使用。发射机线路板如图8所示。

第4/8页图7 发射机原理图

图8 发射机线路板图

（2）接收机基本原理

SM6135W在接收电路中的典型应用电路如图9所示，该电路使用的是6Ｖ电源电压，６Ｖ电压直接加在伺服电机Ｍ１和Ｍ２的两组H桥驱动器上。无线遥控信号经天线和射频接收电路（Ｑ１及其周围元件组成）接收解调后，还原成相应的码信号，该信号被由SM6135W的14脚、15脚、16脚及1脚内部反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后，送至SM6135W的编码输入端3脚，经内部译码后，将在输出端Right（6脚）、Left（7脚）、Backward（10脚）、Forwar d（11脚）分别输出相应的控制信号以驱动两个H桥电机驱动器。从而使桥路上