基于STC系列单片讥的多巴例遥接系统
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2009-03-13
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２００８年（第３７卷）第２期 谨 垂丝 木
基 于 ＳＴＣ 系 列 革 片 讥 的 巴例 遥 接 系 统
刘晓燕 ，蒋朝根
（西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都 ６１００３１）
摘要：本设计介绍 了一种采用 ＳＴＣ 系列带 Ａ／Ｄ转换的单 片
机 ｓＴｃ１２ｃ２Ｏ５２ＡＤ设计 的比例遥控 系统 。该 系统主要 包括发射
机 电路和接 收机 电路 。其 中，发射机 电路 采用多个 电位器（可变电
分压作为 比例控制信号，通过对发射 端单 片机 的软件程序设计
将输 出的 多路 经过 Ａ／Ｄ转换后 的数 字信号进行编码并 由 串行 口
送到发射模 块发射 ；接 收机电路 的任务 则是把接收到 的信号进行
适当放大并从中解调出编码信号 ，然后通过 对接收端单 片机的软
件程序设计将 该信 号转换成相应的 电动机驱动控制信号 ，从而完
成对模型 的方 向和 速度 的控 制。
关键词 ：单片机 比例遥控 Ａ／Ｄ转换
０ 引言
所谓 遥控技术 ，是指实现对被控 目标的远距离控制 。目前 ，这
一
技术在工业控制 、家用电器 、儿童玩具等领域有着非 常广 泛的
应用。它可以分为单通道遥控和多通道遥控 ，或分为开关型遥控
和比例型遥控。
所谓 比例遥控就是指受控模型的动作幅度（或速度 ）与操纵
者扳动发射机操纵杆的动作成比例关系。例如，在遥控机器人模
型中，当我们把发射机上的速度控制操纵杆 由中立位置向某一方
向偏移一定角度时 ，机器人行走的速度也 同时改变相应 的大小 ，
机器人的行走速度与操纵杆偏移的角度成 比例 。所谓通道 ，简单
地说 就是指控制模型的一路相关机能 。例如前进和后退是一路 ，
左转 和右转也是一路 。多个通道 可以同时独立 的工作 ，不能互相
干扰。事实上 ，比例型遥控优于开关型遥控 ，这是因为后者只能对
被控对象的电源通 断进行 控制 ，即使加上相应 的机械装置 ，也 只
能工作在两个相反 的极限状态，而无法按照操控者的意愿去控制
模型。因此，在一般 的应用中为了使模 型能够实现更多的功能 ，往
往需要使用多通道比例遥控器。另外，比例遥控还有控制灵活，可
以调整 的遥控距离 比一般遥 控远 ，驱动电路结构简单等优点 。
１ 比例遥控 系统的组成
本设计主要介绍了发射 机电路和接收机电路的具体方案。由
于涉及到加速 、减速 、前进和后退 四种状态 ，所 以发射机 电路采用
四个电位器分压作为四路比例控制信号，通过对单片机的软件程
序设计将输出的经过 Ａ／Ｄ转换后的数字信号进行编码并由串行
口送到发射模块发射 ；接收机电路则主要 负责 把接 收到的信号进
行适当放大并从中解调出编码信号 ，然后通过对接 收端单片机的
软件程序设计将该信号转换成相应的电动机驱动控制信号 ，从而
完成对模 型的方 向和速度 的控制。
在遥 控器 的发射端上是 一个 带旋钮的 比例表盘 ，把 ５Ｖ电压
平均分成 ３６０。 ，每一个小 的刻度代表一定 的电压值 。发射单片
机一直以一定 的时间间隔去查询 当前 的速度值，当旋钮转 动了一
定角度时（即输入 给发射单片 机一定 的电压值），单片机及时将读
到的数值根据单片机内部已经设置好 的计算公式 ，计算出模 型应
该前进 的距离或者当前应该的速度 ，并根据此值设置相应的定时
，计数器的初值 ，最后由系统外部驱动电路将接收单片机收到的
电信号转换成相直的机械动作；当定时器溢出产生中断以后，外
部相 应的驱动 电路也几 乎同时的发 出控制信号控 制模型停止任
何动作，发射单片机则继续查询外界是否有新 的控制指令 ，如此
循环下去。比例输出理论上分析可以达到 ０ Ｖ到 ＋Ｖｃｃ，然而实际
中只能尽量逼近且在一个很 小范围内的变动都必须视为 ０，这是
因为普通的线性电位器由于精度和性能的限制导致其旋转角度
是 ２７０。 ，表现在表盘上的剩下 ９Ｏ。在实际操作 中并没有意义。
图 １为 比例遥 控系统 的组成框图。
图 １ 比例遥控 系统的组成框图
２ 单片机 比例遥控系统的具体设计
比例遥控 系统主要由发射和接 收两个部 分组 成 ，发射部分完
成对遥控指令的发射，接收部分完成对指令的实施。在设计时可
以分开。
２．１发射电路设计
图 ２为使用单片机 ＳＴＣ１２Ｃ２０５２ＡＤ设计的比例遥控系统发
射机主电路 。由于使用了带 Ａ／Ｄ转换的单片机 ，所 以整个 电路变
得非常简洁。Ｐｌ口是比例遥控信号的输入端。如果需要设计更多
通道的比例遥控系统时 ，可 以合理利用没有使用 的Ｐｌ口外接 电
位器，并修改单片机程序进行功能扩展 。当没有控制信号时 ，Ｐｌ
口均为高电平。由软件控制将 Ｐｌ口的控制信号有效，然后送到单
片机内部进行处理。
ＳＴＣ１２Ｃ２０５２ＡＤ是 ２Ｏ脚封 装 的单时 钟 ，机器周 期 的兼 容
８０５１ ＲＩＳＣ型 ＣＰＵ内核 的单 片机 ，它是本设计 的核心器件 ，其特
点是：速度比普通 的 ８０５１快 ｌ２倍 ；功耗低 ；片上集 成 ２５６字节的
ＲＡＭ；１５个通用可编程 Ｉ／０ 口，可 以设置成 四种模式 ：准双 向 口 ，
弱上 拉 ，推挽 ，强上拉 ，仅为输入 ，高阻 ，，开漏 ，其 中复位后为 准
双向口，弱上拉模式 ；片内有 ＥＥＰＲＯＭ功能 ；共有 ２个 ｌ６位 定时
器，计数器；内部还集成了 ＲＣ振荡器，在精度要求不高时可以省
略外部晶体 ；具有较宽的电压操作范 围以及独立 的片内看 门狗定
时器 ；Ｐ１．７一Ｐ１．０共 ８路 ８位高精度的高速电压输入型 Ａ／Ｄ转换
器 ，速度 可以达到 １００ ＫＨｚ，可用于温度 检测 、电压检 测、频谱检
测等等，上电复位 后 Ｐｌ口为弱上拉 型 Ｉ／Ｏ 口，用户可以通过软件
设置将 ８路 中的任何一路设 置为 ＭＤ转换 ，不需要作 为 ＭＤ使
用的端口可以继续作为 Ｉ／Ｏ 口使用 ，作为 ＭＤ使用的端 口应先将
其设置为高阻输入模式或者开漏模式。本设计 中的单片机可以用
图 ２ 发射机 电路图
１５
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