利用SM6135W芯片组装玩具汽车

1 【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

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。

图1 SCTX2B内部结构图和外形引脚图 （a） 编码电路结构 （b） 外部引脚排列 2

表1 SCTX2B的各管脚说明 管脚号 管 脚 名 功 能 说 明 1 Right 带上拉电阻，此脚接地，则选择右转功能 2 Test 带有上拉电阻，测试端。此脚可用于测试方式 3 GND 电源负极 4 Backward 带有上拉电阻，此脚接地选择后退功能 5 Forward 带有上拉电阻，此脚接地选择前进功能 6 Turbo 带有上拉电阻，此脚接地选择加速功能 7 SC 带有载波频率的编码信号输出端，用于红外遥控 8 SO 不带载波频率的编码信号输出端，用于无线遥控 9 Vcc 电源正极 10 PC 电源控制输出端 11 OSCO 振荡器输出端 12 OSCO 振荡器输入端 13 NC 空脚 14 Left 带有上拉电阻，此脚接地选择左转功能

（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。SM6135W的管脚功能说明如表2所列。

图2 编码格式和字格式 3

表2 SM6135W的各管脚说明 管 脚 号 管 脚 名 功 能 说 明 1 VO2 放大器2输出管脚 2 GND 负电源 3 SI 解码信号输入端 4 OSCI 振荡器输入端 5 OSCO 振荡器输出端 6 Right 右转输出端 7 Left 左转输出端 8 RD 带有上拉电阻，该脚接地选择右转功能无效 9 LD 带有上拉电阻，该脚接地选择左转功能无效 10 Backward 后退输出端 11 Forward 前进输出端 12 Turbo 加速输出端 13 Vcc 电源正极 14 VI1 放大器1输入端

图4 编码和解码时序图 （a） 解码电路结构 （b） 外部引脚排列

图3 SM6135W内部结构图和外形引脚图 4

15 VO1 放大器1输出端 16 VI2 放大器2输入端 2．基本原理：

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SM6135W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 SCTX2B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

前进后退左转右转加速 编码 SCTX2B RF 发射 RF 接收 解码 SM6135W 前进后退左转右转加速 图6 原理方框图

图5 遥控赛车套件 5

图8所示。 （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）、Forward（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。从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。4脚和5脚外接的电阻R3，其阻值不得误差太大，否则接收电路SM6135W内部基准频率与发射电路SCTX2B内部基准频率不一致时，接收电路SM6135W可能无法调出相应的编码信号。现以伺服电机Ｍ１为例：当解码芯片Forward（11脚）管脚输出为高电平，Backward（10脚）管脚输出为低电平时，Q2、Q6、Q12导通，而Q3、Q7、Q13关断，Ｍ１中的电枢电流为从左至右，此时Ｍ１应前进；反之，当解码芯片Forward（11脚）管脚输出为低电平，Backward（10脚）管脚输出为高电平时，Q3、Q7、Q13导通，而Q2、Q6、Q12关断，Ｍ１中的电枢电流从右至左，此时，Ｍ１应后退。接收机线

图8 发射机线路板图

图7 发射机原理图 6

路板如图10所示。 【调试说明】 接

通遥控器电源，机板靠近频谱仪的天线，调整机板上T1可调电感，使频谱仪感应到的频率读数在27MHz±100k范围内即可。接收板的调试方法相同。要注意的是必须和遥控器调在同一频率上（调T1），成对应关系，没有仪器时，可把整车装好后打开电源倒过来放，不让四轮触地。同时接通遥控器电源，拨通前进功能键并靠近整车体，看车轮是否转动，否则微调L1；使轮转动后拉开几米距离再轻轻微调L1，使车轮还能转动即可。注意，使用的电池必须是高能电池才能带动汽车。

图10 接收机线路板图

图9 接收机原理图 7

【元器件清单】 接收板 序号 名称规格 用量 位号 序号 名称规格 用量 位号 31 导线9×1.2×80MM 2 MR．ML 1 线路板 1 32 导线9×1.2×110MM 1 VCC 2 集成电路SM6135 1 U2 33 导线9×1.2×45MM 1 GND 3 三极管C1815 1 Q1 34 导线9×1.2×75MM 1 VDD 4 三极管C945 4 Q2．Q3．Q4．Q5 35 导线9×1.2×55MM 1 ANT 5 三极管8050 4 Q6．Q7．Q8．Q9 36 外壳半成品 1套 6 三极管8550 4 Q10．Q11．Q12．Q13 发射板 7 可调电感 1 T1 序号 名称规格 用量 位号 8 色环电感5.6μH 1 L1 1 线路板 1 9 电阻100Ω 1 R4 2 集成电路SCTX2B 1 10 电阻180kΩ 1 R3 3 三极管C945 2 Q1．Q2 11 电阻2.2kΩ 5 R8．R9．R10．R11．R12 4 色环电感2.2μH 1 L2 12 电阻2.2MΩ 2 R6．R7 5 色环电感6.8μH 1 L1 13 电阻2.2kΩ 2 R13．R14 6 可调电感 1 T1 14 电阻270kΩ 1 R2 7 电阻560Ω 1 R1 15 电阻3.9kΩ 1 R5 8 电阻47kΩ 1 R2 16 电阻47Ω 4 R15．R16．R17．R18 9 电阻220kΩ 1 R4 17 电阻560Ω 1 R1 10 瓷片电容5P 1 C4 18 瓷片电容104P 4 C7．C9．C13．C14 11 瓷片电容30P 1 C3 19 瓷片电容10P 1 C2 12 瓷片电容68P 1 C2 20 瓷片电容203P 1 C6 13 瓷片电容151P 1 C1 21 瓷片电容332P 2 C1．C10 14 瓷片电容403P 1 C5 22 瓷片电容471P 1 C8 15 跳线 20MM 4 R5．R6．R7．R8 23 瓷片电容56P 2 C3．C4 16 螺丝PB2.6×6MM 3 机板×2．电池门 24 瓷片电容4.7μF 1 C5 17 螺丝PB2.6×8MM 6 外壳 25 瓷片电容220μF 1 C12 18 五金片 2 26 电源开关 1 （已安装在车上） 19 天线焊片2.7 1 27 螺丝PB2.6×6MM 2 机板 20 导线9×1.2×45MM 3 VCC．GND．ANT 28 螺丝PB2.6×8MM 4 外壳 21 外壳半成品 1套 29 天线焊片2.7 1 30 天线9×1.2×50MM 2 MF．MB 【实验总结】 （1）实验中遇到哪些问题？如何解决？ （2）心得体会。