遥控器DIY详细教程--硬件篇 [iYue出品]

只看该作者 · 2013-6-30 22:33

本帖最后由 oyingzi007 于 2013-6-30 22:34 编辑

潜水已久，最近做了一款遥控器，跟大家分享下过程。

一、介绍：1. 观看视频
优酷视频： v.youku.com/v_show/id_XNTc2MjcxNzY4.html （复制到地址栏打开）

2. 资源说明

3. 适用场合：

遥控器软件开源，可自行修订通信协议。因此，该遥控器可以用于遥控如：四轴飞行器、各类航模、直立小车、飞思卡尔智能车等。用途在哪主要取决于应用场所。

二、硬件原理篇：1. 硬件介绍：
1.1 拨盘电位器：

外观：

可用于如速度控制、位置控制。十分灵活。拨盘电位器选用阻值为10K。

1.2 拨码开关：

外观：

可用于设定状态，如调试模式、正常模式、极限模式等。拨上为导通。

1.3 按键：

外观

可用于参数设定、紧急按钮等作用。可通过软件识别触发、或者常按。

1.4 3D摇杆：

外观：

作用：可获得操控的力度及方向，实质是两个垂直摆放的电位器来获得的。通过电位器的线性变化，可以获得对应的摇杆坐标值。可用于方向遥控、速度遥控、姿态遥控等。

1.5 nRF24L01：

2.4G通信，可用于发送我们遥控器的数据。操作简单易上手。采用SPI通信方式。

1.6 预留MPU6050以及AK8975.

MPU6050集成陀螺仪和加速度计，AK8975是磁力计。通过这三样可以进行融合，获取Yaw、Pitch以及Roll。

采用IIC通信方式。

1.7 UART接口：

数据不仅可以通过2.4G无线通信，也可以通过串口进行数据通信。

2. 原理讲解：2.1 AD部分：

外设基本情况就上面介绍的那样。遥控器上有2个摇杆、2个拨盘电位器，也就是说控制器至少要有6路AD对其进行采样。控制器采塘M054，是ARM 32-bit Cortex-M0内核。

AD采样计算：

AD基准电压是Vref(这个电压一般就是VDD)，那么AD口的电压和AD值的关系就是：

V= Vref * (AD / MAX)；

AD是12位，所以MAX = 2^12 – 1 也就是4095，系统的参考电压是3.3V

Vx处电压值：

单位：V

这样可以算出通过测量得出的电压值与系统AD采集完计算的值是否正确。

以上AD部分适用于拨盘电位器、3D摇杆以及锂电池电压测量。

2.2 按键及拨码开关：

按键触发时，电平被拉低。单片机进行周期性采集可以获得按键的状态。但是由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动：

可用软件滤波的方法来去除这些干扰。常见的为软件延时、或者隔10ms以上的间隔进行采样。以此进行消抖。

拨码开关常处以常开或者常闭状态，故方便处理。程序上将拨码开关的状态认为是按键一直按住或者断开来处理。十分方便。

2.3 电源处理：

锂电池充满电为4.2V左右，释放完电量大概在3.7V。遥控器的电压为3.3V，也就是说没电时候的压差大概在0.4V或者更低。根据ASM1117-3.3 这款芯片压差范围在0.4V底下是无法工作提供3.3V电压（实际测量也是无**常工作中极低压差）。因为稳压器的选择选用XC6206P332MR，这款芯片可以提供3.3V电压，也能正常工作在这么低的压差。

2.4 OLED12864显示屏：

OLED显示自发光，无需背光源，无论白天夜晚显示明亮锐利！全屏点亮显示整机耗电约22.75mA；全黑不显示不休眠，耗电1.2mA；普通汉字整屏显示，耗电约5mA；休眠状态约几百uA。如何显示将在软件篇介绍。

2.5 2.4G通信模块：

采用nRF24L01，SPI通信接口。非常方便存数据，短距离通信是否方便。

2.6 单片机选择：

NuMicro M054是以ARM® Cortex™-M0为内核的32位微控制器，价格合适。可以用J-Link V8、ST-Link、Nu-Link进行仿真调试。调试接口是SWD。以上三种仿真器都测试过，可以完美下载仿真。程序底层代码与STM32库的使用方法类似，一些驱动已完成编写，利用C语言模块化编程，可以比较快的上手。

2.7 NuMicro M054资源如下：

Memories:

- SRAM: 4K

- App Flash: 16K

- ISP Flash: 4K

- Data Flash: 4K

Features:

- I/O: up to 40

- Timer: 4x32bit

- UART: 2

- SPI: 2

- I2C: 1