摘要：設(shè)計了一種能無線遙控的小型攝像頭驅(qū)動控制轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)，通過對無線遙控器上簡單按鍵的操作既可使遠處攝像頭瞄準不同角度的目標，又同時進行實時取景。文中詳細闡述了系統(tǒng)的組成原理和軟硬件設(shè)計，經(jīng)過實際驗證該系統(tǒng)具有可擴展性好、成本低廉、性能穩(wěn)定的特點。
關(guān)鍵詞：無線遙控；直流減速電機；PWM

在云臺或攝像頭等微型轉(zhuǎn)臺的民用或商用系統(tǒng)中，需要根據(jù)被監(jiān)控目標的方向?qū)D(zhuǎn)臺作出快速旋轉(zhuǎn)等操作，并要求其響應(yīng)速度快并且穩(wěn)定。因此系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用了Silicon公司的C8051F020單片機為控制核心，集成功率芯片驅(qū)動直流減速電機推動小型轉(zhuǎn)臺，使具有遠端遙控操作簡易，體積小，成本低，可靠性高等優(yōu)點，是一款高集成度，小型的伺服系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成及原理
整個系統(tǒng)南兩部分組成：云臺驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)和操作控制器，分別如圖1和圖2所示。為了設(shè)計和調(diào)試統(tǒng)一、簡單，兩部分都采用了C8051系列單片機為控制核心，轉(zhuǎn)臺速度采用旋鈕變位器控制，通過模擬量采集獲取轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)方向和速度信號。轉(zhuǎn)臺驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)采用直流減速電機，通過12 V電池供電，其他控制電路可由12 V變換為需要的5 V或3．3 V電壓信號。電機選用額定電壓為12 V的MAXON直流有刷電機，自帶減速機構(gòu)，并且尾部同軸安裝了精密多圈變位器，用于反饋轉(zhuǎn)動位置信號。電機功率驅(qū)動芯片應(yīng)用了美國國家半導(dǎo)體公司(NS)推出的專用于直流電動機驅(qū)動的H橋器件LMD18200。它廣泛應(yīng)用于打印機、機器人和各種自動化控制領(lǐng)域。

無線遙控裝置用nRF403芯片作為核心收發(fā)器件，利用nRF403芯片和C8051F120單片機的簡單接口完成無線收發(fā)功能。nRF403是一個單片RF收發(fā)芯片，具有FSK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制。其主要性能指標為：
(1)靈敏度高達-105 dBm；
(2)最大發(fā)射功率達+10 dBm；
(3)工作頻率范圍：433～315 MHz；
(4)電源電壓：2．7～3．6 V；
(5)最大數(shù)據(jù)速率：20 kb／s；
(6)頻偏：±15 kHz。
其特性完全能滿足本系統(tǒng)遙控要求。

2 云臺驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計
2．1 硬件電路設(shè)計
整個電路分為控制電路、驅(qū)動電路和無線接收三個功能部分。以C8051系列單片機為控制核心，而電機驅(qū)動部分采用LMD18200，它可以與單片機、直流電機和多圈變位器構(gòu)成一個完整的運動控制系統(tǒng)。整個驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)由12V電池供電，經(jīng)隔離電源轉(zhuǎn)換成5 V和3．3 V電源，為單片機和無線收發(fā)電路供電?？刂齐娐?、無線接收與驅(qū)動電路的信號用光耦隔離，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。