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基于单片机的遥控直升飞机系统设计.doc
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基于单片机的遥控直升飞机系统设计.doc
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摘 要
随着航空模型的发展,特别是无线电遥控模型飞机的日臻完善,航空模型的
用途越来越广泛。
本文主要研究了基于单片机的遥控直升飞机控制,以 STC89C51 作为核心部
件进行逻辑控制及信号产生,实现了红外远程遥控直升机的目的。论文首先介绍
了单片机的基本理论,然后对软件设计中所涉及的红外遥控发射、接收、调速等
单元的设计流程及工作原理进行了详细的说明,并阐述了遥控直升飞机的飞行原
理。由于飞机配件的选择及组装是本次设计的重要内容之一,因此文中对涉及到
的电机、舵机、螺旋桨、锂电池等飞机主要配件及组装注意事项进行了重点讲解。
最后通过对软硬件的反复调试,完成直升机的装机和控制系统设计,达到设计要
求,实现对遥控直升飞机平衡、上升、下降、左转、右转等简单的控制。该遥控
直升机具有接收信号灵敏,控制简单等优点。
关键词:遥控直升机;单片机;汇编语言;红外遥控
Abstract
With the development of aviation models, especially the radio-controlled model
airplanes are becoming perfection, the model airplane is getting more sophisticated and
more widely used.
In this paper,
the microcontroller-based remote control helicopter is researched. It
takes STC89C51 as the core components to have the logic control and generate signals,
in order to achieve the purpose of the infrared remote control helicopter. First, the
article introduces the basic theory of the microcontroller; then illustrates the designing
process and working principles of infrared remote control transmitter, receiver, and
speed control unit involved in software design; and expounds the flight theory of remote
control helicopter. Because the selection and assembly of aircraft parts are one of the
important parts of this design, this paper will pay attention to issues of motors, steering
gear, propellers, lithium and other aircraft involved in the main parts and assembly.
Finally, after the repeatedly testing of the hardware and software, this paper will
complete the installment and control system design of the helicopter, meet the design
requirements, to achieve the balance, up, down, turn left, turn right and some simple
control of the remote control helicopter. The remote control helicopter has
advantages of received signal sensitively and controlled simply.
Keywords: remote control helicopter; microcontroller; assembly language; infrared
remote control
I
目 录
第 1 章 概 述 ...................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景和意义 ................................................................................1
1.2 国内外航模的发展状况 ................................................................................1
1.3 论文主要内容 ................................................................................................3
第 2 章 单片机简介 .........................................................................................................4
2.1 单片机概述 ....................................................................................................4
2.2 单片机的应用领域 ........................................................................................4
2.3 STC89C51 单片机的功能及简介 ..................................................................5
2.4 本章小结 ........................................................................................................9
第 3 章 遥控直升飞机组件与安装...............................................................................10
3.1 直升机的基本理论 ......................................................................................10
3.2 直升飞机各组件名称与作用 ......................................................................14
3.3 硬件组装 ......................................................................................................17
3.4 本章小结 ......................................................................................................20
第 4 章 系统的设计与实现...........................................................................................21
4.1 遥控码的发射 ..............................................................................................21
4.2 红外接收 ......................................................................................................23
4.3 调速单元 ......................................................................................................26
4.4 系统调试 ......................................................................................................28
4.5 本章小结 ......................................................................................................30
结 论 ...............................................................................................................................31
致 谢 ...............................................................................................................................32
参考文献 .........................................................................................................................33
附录 1 发射程序 .............................................................................................................34
附录 2 接收程序 ............................................................................................................37
II
附录 3 PWM 信号(产生移位脉冲)..........................................................................40
附录 4 红外发射电路图................................................................................................42
附录 5 红外接收电路图................................................................................................43
东北石油大学本科生毕业设计(论文)
1
第 1 章 概 述
1.1 课题研究的背景和意义
人类自古以来就幻想着飞行。在载人的航空器出现之前,人类就创造了许多
能飞行的航空模型,不断地探索着飞行的奥秘。距今 2000 多年前的春秋战国时期,
我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。另外,还制作出种类繁多的孔明灯、风筝
和竹蜻蜓等。美国的莱特兄弟是世界上第一架飞机的制造者,他们的飞机在 1903
年 12 月 17 日试飞成功。
在飞机发明之前,航空模型具有强烈的探索性质,在飞机发明之后,航空模
型仍然是研究航空科学的必要工具。每一种新飞机的试制,都要先在风洞里用模
型进行试验,甚至连航天飞机这样先进的航空器,也要经过模型试验阶段,取得
必要的数据,才能获得成功。
航空模型是很有实用价值的器具。我国汉代就有用风筝测量距离和传递信息
的。随着航空模型的发展,特别是无线电遥控模型飞机的日臻完善,航空模型的
用途越来越广泛。
可以利用无线电遥控模型飞机作为部队和民兵对空射击训练的靶机。在训练
的时候,通过无线电遥控设备控制航模靶机完成直线飞行、转弯、上升、俯冲等
飞行动作,甚至在靶机上完成空投降落伞、发射模型火箭、投放炸弹、施放拖靶
等特技动作。在实弹射击时候,可以在航模靶机尾部几十米远处拖拽一个彩色靶
袋,以靶袋作为目标,避免击毁靶机。在无线电遥控模型飞机上装上摄影机,就
可以对地面进行航空摄影,拍摄一些人们不容易接近的野生动植物,甚至可以拍
摄一些危险性很大 的惊险镜头或战斗场面等。
航空模型是普及航空知识的玩具。航模活动是很多航模爱好者和广大青少年
学生喜欢参加的课外活动。这不仅是学生的年龄层次决定的,更重要的是航模活
动集科技性、知识性、趣味性、竞技性、实践性等优点,对锻炼青少年动手动脑
能力,促进全面素质的提高,有着十分积极的作用。
1.2 国内外航模的发展状况
经过千年的努力,被美国国家航空和空间博物馆称为“最早的飞行器”的风筝,
被英国和法国的航空先驱者们,用来探讨旋翼原理的竹蜻蜓,采用轻于空气的原
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