摘要：研究了具有優異性能的５功能無線遙控電路PT8A977/978的主要性能、內部電路結構特點以及控制邏輯關系，詳細介紹了PT8A977/978的典型應用電路及其電路工作原理。

１　引言

玩具遙控車采用的是伺服電機無線遙控技術。遙控電路設計的基本要求是高性能、低成本、運行平穩、控制靈活、線路簡單、抗干擾能力強。通常玩具遙控車的驅動要用兩個微型直流伺服電動機來實現玩具遙控車的前進、后退、左轉、右轉和加速等功能。玩具遙控車市場競爭的日趨激烈，對玩具遙控車的電氣性能也提出了越來越高的要求。玩具遙控車的無線遙控控制電路設計決定著玩具遙控車的整體性能。文中給出了一種具有優異性能的迷你型玩具遙控車電路的設計方案，該方案主要采用ＰＴ８Ａ９７７／９７８集成電路控制器來設計完成。

２ 遙控車無線遙控電路

普通玩具遙控車一般都具有前進、后退、左轉、右轉的基本功能，這些功能可分別由兩臺微型伺服電動機來完成，該電機沒有調速功能。無線遙控電路的原理方框圖設計如圖１所示。

該電路由無線發射和無線接收兩部分組成，其中無線發射由編碼電路和ＲＦ發射電路組成。編碼電路使用的集成電路型號是ＰＴ８Ａ９７７，該電路具有５種編碼功能，其中Ｆ／Ｂ用于控制伺服電動機的前進、后退;Ｌ／Ｒ用于控制伺服電動機的左轉、右轉；ｔｕｒｂｏ用于加速。

圖2和圖3

    無線接收電路部分的解碼電路可以使用ＰＴ８Ａ９７８集成電路芯片來完成，解調后的ＲＦ信號在ＰＴ８Ａ９９６中被放大和濾波，然后得到基帶信號。當系統在對該信號進行取樣后，解碼邏輯便可以提取Ｆ／Ｂ、Ｌ／Ｒ和來自接收信號的功能位，同時輸出相應的前進、后退、左轉、右轉和加速功能所用的控制電平。為了滿足玩具遙控車的安全需要，同時還應為伺服電機設計過載保護電路。

圖4

３　ＰＴ８Ａ９７７／９７８的主要性能結構

ＰＴ８Ａ９７７／９７８是配套使用的無線遙控編解碼集成電路，它們都有５個管腳，對應于５種編／解碼功能。根據外形封裝的區別，ＰＴ８Ａ９７７／９７８分別各有３種序列號，其系列產品如表１所列。ＰＴ８Ａ９７７／９７８具有遙控車的完整控制功能，它們的工作電壓為２．５～５．０Ｖ，當無任何功能鍵按下時，芯片將自動斷電，片上振蕩器停止工作，從而減少工作電流。該編／解碼器的使用十分簡單，應用時只需很少的幾個外部元件即可構成一個完整的實用電路。

表1 PT8A977/978系列產品簡介

３．１ 編碼電路ＰＴ８Ａ９７７ＢＰ／９７７ＢＷ的性能結構

編碼電路的內部結構和外形封裝分別如圖２(ａ)和圖２(ｂ)所示。由圖可見：該編碼器的內部主要由輸入電路、編碼電路、振蕩電路、時序產生器電路和輸出電路組成。輸入電路有５個輸入管腳，分別與５個功能按鍵ｆｏｒｗａｒｄ(前進)、ｂａｃｋｗａｒｄ(后退)、ｒｉｇｈｔ-ｗａｒｄ(向右)、ｌｅｆｔｗａｒｄ(向左)和ｔｕｒｂｏ(加速)相對應。芯片中的編碼電路向ＳＯ和ＳＣ兩個輸出管腳發送數字碼，數字碼與定義的功能按鍵相對應，ＳＯ編碼輸出端用于無線遙控，而ＳＣ編碼輸出端則用于紅外遙控。芯片內時序電路中的一個計數器可使ＰＴ８Ａ９７７ＢＰ／９７７ＢＷ具有自動斷電功能。其管腳ＰＣ輸出端可用來控制外部工作電源的通、斷狀態。按下任何一個功能按鍵都會立即使芯片激活。編碼器輸出的編碼格式和字格式分別如圖３(ａ)和圖３(ｂ)所示。在編碼格式中，Ｗ１表示功能碼，Ｗ２表示開始碼。ＰＴ８Ａ９７７／９７７ＢＷ的管腳功能說明如表２所列。

表2 PT8A977BP/977BW的各管腳說明

３．２ 解碼電路ＰＴ８Ａ９７８ＢＰ／９７８ＢＷ的功能結構

解碼集成電路的內部電路結構和外形封裝分別如圖４(ａ)和圖４(ｂ)所示。該解碼集成電路比編碼集成電路復雜得多，它內部主要由３組放大器、信號取樣和誤碼檢測、解碼電路、控制邏輯電路、振蕩器、時序產生器、鎖存器、輸出電路組成。ＰＴ８Ａ９７８ＢＰ／９７８ＢＷ有５個輸出管腳，分別具有５種功能。接收的信號由三級放大器放大后對其進行信號取樣、誤碼檢測和解碼，以控制遙控車的動作。編碼和解碼兩種芯片的振蕩器工作頻率之間的相對誤差必須小于±２．５％。圖５所示是具體編碼和解碼時序，該解碼器的管腳功能說明如表３所列。

表3 PT8A978BP/978BW管腳說明

４ ＰＴ８Ａ９７７／９７８的典型電路

４．１ ＰＴ８Ａ９７７ＢＰ／９７７ＢＷ在發射電路中的應用

    ＰＴ８Ａ９７７ＢＰ／９７７ＢＷ在發射電路中的典型應用電路如圖６所示，該電路使用９Ｖ電池供電，三極管Ｑ１和Ｑ２的工作電壓均是９Ｖ，集成電路芯片的工作電壓是４．７Ｖ。當開關Ｓ１閉合時，發光二極管ＬＥＤ１導通發光，表示工作電源接通。９Ｖ電壓直接加到Ｑ１、Ｑ２上，同時經Ｒ２、Ｄ１組成的穩壓電路可為芯片提供４．７Ｖ的工作電壓。電阻Ｒ１用來決定編碼器內部振蕩器ＯＳＣ的振蕩頻率；按鍵開關Ｌ、Ｒ用于控制遙控車的左、右轉；按鍵開關Ｆ、Ｂ用于控制遙控車的前進、后退。三極管Ｑ１與Ｌ１、Ｘ１、Ｃ３組成了一個電容三點式載波振蕩器，該振蕩器的工作頻率可以是２７ＭＨｚ或４９ＭＨｚ。編碼器ＳＯ管腳輸出的編碼數字信號和Ｑ１輸出的載波信號同時加到Ｑ２的基極后，經Ｑ２調制，Ｌ３、Ｃ８、Ｃ９濾波后便由天線Ｌ４發射出去。當載波頻率為２７ＭＨｚ時，ＲＦ電路的元件參數則是：Ｃ３＝４７ｐＦ、Ｃ８＝１８０ｐＦ、Ｃ９＝４７ｐＦ、Ｒ３＝１２０ｋΩ、Ｒ５＝１５ｋΩ、Ｌ１＝Ｌ２＝２．２μＨ、Ｘ１＝２７．１４５ＭＨｚ。載波頻率如果為４７ＭＨｚ，ＲＦ電路的元件參數是：Ｃ３＝２２ｐＦ、Ｃ８＝１００ｐＦ、Ｃ９＝３０ｐＦ、Ｒ３＝６８ｋΩ、Ｒ５＝２２ｋΩ、Ｌ１＝Ｌ２＝１μＨ、Ｘ１＝４９．８６０ＭＨｚ。

圖6

    ４．２ ＰＴ８Ａ９７８ＢＰ／９７８ＢＷ在接收電路中的應用

ＰＴ８Ａ９７８ＢＰ／９７８ＢＷ在接收電路中的典型應用電路如圖７所示，該電路使用的是６Ｖ電源電壓，當電源開關Ｓ１閉合時，６Ｖ電壓直接加在伺服電機Ｍ１和Ｍ２的兩組全橋驅動器上，再經Ｒ１０和穩壓二極管Ｄ１降到３．３Ｖ，以作為ＲＦ接收電路和解碼芯片的工作電壓。無線遙控信號經天線和Ｑ１組成的ＲＦ電路接收后，將送至解碼芯片的ＶＩ１輸入管腳。接收到的信號經芯片解碼后可從管腳７?Ｌｅｆｔ?、６?Ｒｉｇｈｔ?、１１?Ｆｏｒｗａｒｄ?和１０?Ｂａｃｋｗａｒｄ?腳輸出功能信號以驅動兩個全橋電機驅動器，從而使橋路上的驅動三極管交替導通以控制伺服電機的正、反轉。現以伺服電機Ｍ１為例：當解碼芯片Ｆｏｒｗａｒｄ管腳輸出為高電平，Ｂａｃｋｗａｒｄ管腳輸出為低電平時，Ｑ２、Ｑ６、Ｑ５導通，而Ｑ３、Ｑ７、Ｑ４關斷，Ｍ１中的電樞電流為從右至左，此時Ｍ１應正轉；反之，當解碼芯片Ｆｏｒｗａｒｄ管腳輸出為低電平，Ｂａｃｋｗａｒｄ管腳輸出為高電平時，Ｑ２、Ｑ６、Ｑ５關斷，而Ｑ３、Ｑ７、Ｑ４導通，Ｍ１中的電樞電流從左至右，此時，Ｍ１應反轉。當接收電路的載波頻率為２７ＭＨｚ時，ＲＦ接收電路的元件參數如下：Ｃ１＝１０ｐＦ、Ｃ２＝４７ｐＦ、Ｃ３＝４７ｐＦ、Ｃ４＝３３００ｐＦ、Ｑ１的型號為Ｃ１８１５－Ｙ、Ｒ１＝１５０ｋΩ、Ｒ２＝６８０Ω、Ｌ１＝７Ｔ、Ｌ２＝８．２μＨ；而載波頻率為４９ＭＨｚ時，ＲＦ接收電路的元件參數如下：Ｃ１＝１５ｐＦ、Ｃ２＝２５ｐＦ、Ｃ３＝１０ｐＦ、Ｃ４＝２２００ｐＦ、Ｑ１的型號Ｃ３８０－０、Ｒ１＝１８０ｋΩ、Ｒ２＝８２０Ω、Ｌ１＝５Ｔ、Ｌ２＝３．３μＨ。

圖7