基于紅外遙控的電風(fēng)扇控制系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上河南科技學(xué)院新科學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文基于紅外遙控的電風(fēng)扇控制系統(tǒng)學(xué)生姓名：張金浩 所在系別：電氣工程系 所學(xué)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化導(dǎo)師姓名：張偉 完成時(shí)間：2013年4月 摘 要為了讓電風(fēng)扇使用起來(lái)更方便，能達(dá)到在遠(yuǎn)處即可控制電風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)的目的。本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為控制核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)分為信號(hào)發(fā)送和信號(hào)接收兩大部分，信號(hào)發(fā)送部分由時(shí)鐘電路，鍵盤電路，顯示電路和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊組成；信號(hào)接收部分由數(shù)據(jù)接收模塊和電機(jī)控制電路組成。實(shí)現(xiàn)了無(wú)線遙控控制風(fēng)扇工作模式的切換，這種電風(fēng)扇具有操作方便、成本低廉等特點(diǎn),可以讓人們?cè)诳崾钪邢硎芟娜盏那鍥?。關(guān)鍵字：遙

2、控，編碼，AT89C51 專心-專注-專業(yè)The electric fan control system based on the infrared remote control ABSTRACTIn order to make the electric fan is more convenient to use, can achieve in the distance you can control the operation state of the electric fan. The system uses the AT89C51 MCU as the control core. Sys

3、tem is divided into signal sending and receiving signal of two parts, signal transmitting part is composed of a clock circuit, keyboard circuit, display circuit and a data transmission module; the signal receiving part comprises a data receiving module and a motor control circuit. The switching wire

4、less remote control fan working mode, the electric fan has the characteristics of convenient operation, low cost, can let people enjoy the cool in the heat of summer.Keywords: Remote control, code, AT89C51 目 錄1緒論遙控電風(fēng)扇是九十年代初期在廣東珠江三角洲地區(qū)做大量的研發(fā)和生產(chǎn)，在炎熱的夏天，人們離不開可以降溫的家電，雖然在城市生活中空調(diào)已經(jīng)非常普遍，但是電風(fēng)扇引起便宜的價(jià)格、小巧的體積、

5、擺放方便等優(yōu)點(diǎn)仍然占領(lǐng)著中小城市和農(nóng)村家庭的大部分市場(chǎng)，而且技術(shù)也越來(lái)越成熟，功能越來(lái)越完善。本文提出了一種可以通過(guò)紅外遙控器實(shí)現(xiàn)定時(shí)調(diào)速控制風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，到處都可見到單片機(jī)的蹤影。因此，單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。1.1電風(fēng)扇的發(fā)展歷史電風(fēng)扇是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)以使空氣加速流通來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)束清涼的目的的，它起源于1830年，一名叫詹姆斯·拜倫的人從鐘表的結(jié)構(gòu)中受到啟發(fā)發(fā)明了可

6、以固定在天花板上的機(jī)械風(fēng)扇，這種風(fēng)扇利用發(fā)條驅(qū)動(dòng)，但是要得到清涼的風(fēng)需要爬到天花板高度上發(fā)條，使用很麻煩。1872年，法國(guó)人約瑟夫研制出靠發(fā)條渦輪啟動(dòng)、利用齒輪鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械風(fēng)扇。到了1880年，美國(guó)人舒樂(lè)將扇葉直接裝在電動(dòng)機(jī)上，接上電源，利用電能控制風(fēng)扇，這就是真正意義上的電風(fēng)扇。1908年，美國(guó)的埃克發(fā)動(dòng)機(jī)電氣公司研制出了齒輪左右搖頭的電風(fēng)扇，防止了電風(fēng)扇不必要的三百六十度轉(zhuǎn)頭送風(fēng)問(wèn)題。此后，電風(fēng)扇的種類開始越來(lái)越豐富，臺(tái)扇、吊扇、地扇、壁扇等，可以根據(jù)場(chǎng)合的需求選擇種類，而且控制方式也開始改進(jìn)，從旋鈕、按鈕的控制方式發(fā)展為觸摸式、遙控式控制方式，后來(lái)又出現(xiàn)了可以定時(shí)、自動(dòng)換擋的智能型風(fēng)扇

7、。1.2紅外遙控電風(fēng)扇的現(xiàn)狀中國(guó)的第一臺(tái)電風(fēng)扇生產(chǎn)于1916年，發(fā)明者楊濟(jì)川在上海四川路開辦了生產(chǎn)變壓器的工廠，以“中華民族更少”之意，取名為華生電器制造廠，至1925年華生電扇正式投產(chǎn)，很快成為著名品牌。在此之后，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，電風(fēng)扇的品種也開始日益豐富。臺(tái)扇、地扇、吊扇、壁扇，根據(jù)不同的場(chǎng)合的需要，電風(fēng)扇不僅從外形到控制方式都有了不少的改變。從最開始的旋鈕、按鈕控制方式到之后的觸摸式操作。扇葉材質(zhì)也從最開始的金屬材質(zhì)換成了塑料材質(zhì)。如今，電風(fēng)扇是夏季家庭必備的電器設(shè)備之一，在家電市場(chǎng)上，各種規(guī)格、樣式的電風(fēng)扇一直是廣大消費(fèi)者十分關(guān)注的商品。近幾年，電風(fēng)扇的

8、發(fā)展迅速，隨著電子技術(shù)與傳感技術(shù)的發(fā)展，電風(fēng)扇不斷向高檔次，電子控制及能產(chǎn)生模擬自然風(fēng)方向發(fā)展?，F(xiàn)在的電風(fēng)扇的用途太多了，比如在車庫(kù)可以用來(lái)排風(fēng)，在廚房可以用來(lái)排油煙。特別是炎熱的夏季，可以給人們帶來(lái)一陣陣涼風(fēng)，使人們?cè)谑孢m的環(huán)境下安心工作。目前風(fēng)扇的品種較多，有落地扇、坐式、壁式、吊式等，從控制方式上可以分為檔位式、按鍵式、紅外遙控式等。但不管那種方式都各有各的好處。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步、人民生活水平的不斷提高，先前的產(chǎn)品還存在有很多的不足已經(jīng)不能夠滿足人們的需求，那么就迫切的要求新產(chǎn)品的問(wèn)世，為解決上述問(wèn)題，本論文開發(fā)了紅外遙控電風(fēng)扇控制電路的課題，即采用紅外遙控來(lái)控制電風(fēng)扇

9、。紅外遙控電風(fēng)扇控制電路是利用紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外信號(hào)通過(guò)譯碼電路，由控制電路來(lái)進(jìn)行有效地功能控制。該裝置與紅外遙控傳統(tǒng)產(chǎn)品比較具有控制好靈敏度高等特點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，人們生活節(jié)奏也越來(lái)越快，隨之人們對(duì)方便、快捷的要求也不斷提高。遙控器的出現(xiàn)，在一定程度上也滿足了人們這個(gè)要求。遙控器是由高產(chǎn)的發(fā)明家robert adler 在五十年代發(fā)明的。而紅外遙控是20世紀(jì)70年代也才開始發(fā)展起來(lái)的一種遠(yuǎn)程控制技術(shù)，其原理是利用紅外線傳來(lái)的控制信號(hào)而接收器接受下來(lái)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的各種功能的遠(yuǎn)程控制。1.3紅外遙控電風(fēng)扇的發(fā)展前景隨著空調(diào)的普遍使用，傳統(tǒng)家用電器電風(fēng)扇的市場(chǎng)受到了嚴(yán)重

10、沖擊。傳統(tǒng)的手動(dòng)開/關(guān)、調(diào)速功能已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需求，人們希望電風(fēng)扇在體積小、工作方便的基礎(chǔ)上擁有更多的功能，而紅外遙控電風(fēng)扇的廣泛應(yīng)用及單片機(jī)技術(shù)的成熟，使得紅外遙控系統(tǒng)成為了電風(fēng)扇的發(fā)展趨勢(shì)。紅外遙控具有獨(dú)立性、物理特性與可見光相似性、無(wú)穿透的能力及較強(qiáng)的隱蔽性等特點(diǎn)。隨著紅外遙控技術(shù)的開發(fā)和迅速發(fā)展，很多電器都應(yīng)用了紅外遙控，電風(fēng)扇也不例外。從單純的在電風(fēng)扇面板上通過(guò)按鈕控制，到短距離的遙控，雖然變化不大，但其帶來(lái)的便利無(wú)疑巨大。而紅外遙控技術(shù)的成熟也使得遙控電風(fēng)扇變的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。作為老牌電器，電風(fēng)扇具有價(jià)格便宜，擺放方便，體積輕巧等特點(diǎn)。雖然空調(diào)在城市中已經(jīng)相當(dāng)普及，并有代替

11、電風(fēng)扇的趨勢(shì)，但由于大部分家庭的消費(fèi)水平限制，電風(fēng)扇作為一個(gè)成熟的家庭成員。尤其在中小城市，以及在鄉(xiāng)村將來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)仍將占有一大部分市場(chǎng)份額。市場(chǎng)的需求促使電風(fēng)扇的發(fā)展。隨著“智能化”的興起，電風(fēng)扇的功能也越來(lái)越多，越來(lái)越貼近人們的生活。因此，對(duì)于電風(fēng)扇的開發(fā)和設(shè)計(jì)依然有著較大的使用價(jià)值?，F(xiàn)有市場(chǎng)上多功能遙控電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，人們提出了一種新型的智能電風(fēng)扇，相對(duì)于過(guò)去的電風(fēng)扇，智能電風(fēng)扇添加了很多人性化設(shè)計(jì)，如安全保護(hù)，傾倒保護(hù)，智能照明等功能，使電風(fēng)扇更加人性化。而本設(shè)計(jì)就是以電風(fēng)扇為對(duì)象，通過(guò)紅外遙控對(duì)電風(fēng)扇幾種功能的控制，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械電風(fēng)扇，體現(xiàn)了更加方便快捷的特點(diǎn)2紅外遙控電風(fēng)扇控制

12、系統(tǒng)的簡(jiǎn)要概述2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)理論基于紅外線遙控發(fā)射、接收系統(tǒng)的原理，給出了以AT89C51作為遙控器的主控芯片加上外圍電路組成的發(fā)射器和89C51作為遙控接收系統(tǒng)解碼器的一種巧妙實(shí)現(xiàn)方法，給出了詳細(xì)的發(fā)射部分信號(hào)的編碼原理和接收部分的信號(hào)的解碼方式，以及完整的51匯編程序代碼。包括發(fā)射、接收的原理圖及其編程的主程序、發(fā)送程序、接收程序、定時(shí)中斷程序的流程過(guò)程，從而完成此設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，參考流程方框圖的構(gòu)思過(guò)程，可以編寫應(yīng)用軟件。以上用一種簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)了紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收，實(shí)現(xiàn)了紅外遙控信號(hào)的編/解碼，發(fā)射部分包括了鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括了光、電轉(zhuǎn)換放大器、解

13、調(diào)、解碼電路。2.2控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制器，通過(guò)紅外遙控器實(shí)現(xiàn)遙控功能，接收端采用紅外接收三極管接收紅外信號(hào)并將其送至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)不同編碼確定不同按鍵，進(jìn)而根據(jù)按鍵功能控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)控制框圖如圖1所示。圖1 紅外遙控電風(fēng)扇控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3紅外遙控電風(fēng)扇控制系統(tǒng)中各模塊的設(shè)計(jì)3.1紅外遙控各模塊工作原理3.1.1紅外遙控模塊為了能遠(yuǎn)離距的控制電風(fēng)扇，采用了紅外遙控器。通常紅外遙控器由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射部分由單片機(jī) 89C51等構(gòu)成。紅外發(fā)射器由指令鍵、指令信號(hào)產(chǎn)生電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路及紅外發(fā)射器組成。紅外遙控常用的載波頻率

14、為38kHz，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷1237.9 kHz38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。89C51的P1口構(gòu)成矩陣式鍵盤，當(dāng)有按鍵按下超過(guò)36ms時(shí)，振蕩器電路使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，同時(shí)單片機(jī)的INT0產(chǎn)生定時(shí)中斷，驅(qū)動(dòng)89C51的P3.3口產(chǎn)生一個(gè)38K的方波，作為紅外線的調(diào)制基波，發(fā)射的周期為108ms的編碼脈沖是由“0” 和“1”組成的32位二進(jìn)制碼，此脈沖經(jīng)38KHZ的載頻進(jìn)行二次調(diào)制，提高發(fā)

15、射效率，將這些按鍵指令信號(hào)由調(diào)制電路調(diào)制成38 kHz的信號(hào)，作為紅外線的調(diào)制基波。將發(fā)送的數(shù)據(jù)和P3.0進(jìn)行邏輯與后，經(jīng)過(guò)CD40106緩沖整形，用三極管放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外遙控信號(hào)。3.1.2 紅外遙控電源部分介紹圖2 電源部分電路電源采用電池來(lái)提供電源，并用一個(gè)二極管（IN4148）進(jìn)行降壓，降壓后經(jīng)濾波電路輸出電壓接近+5V提供整個(gè)遙控器的電源。如圖2所示。3.1.3紅外遙控調(diào)制 采用CD40106進(jìn)行緩沖放大并整形.發(fā)送的數(shù)字信號(hào)與38K的載波進(jìn)行相與，將其調(diào)制在一起,整形并緩沖放大,經(jīng)過(guò)三極管8050進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管,使其發(fā)射紅外光。3.1.4紅外發(fā)射電路紅外發(fā)射部分的

16、主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。發(fā)射紅外線去控制相應(yīng)的受控裝置時(shí)，其控制的距離與發(fā)射功率成正比。為了增加紅外線的控制距離，紅外發(fā)光二極管工作于脈沖狀態(tài)，因?yàn)槊}動(dòng)光（調(diào)制光）的

17、有效傳送距離與脈沖的峰值電流成正比，只需盡量提高峰值電流 ，就能增加紅外光的發(fā)射距離。提高峰值電流的方法，是減小脈沖占空比，即壓縮脈沖的寬度。減小沖占空比還可使小功率紅外發(fā)光二極管的發(fā)射距離大大增加。要使紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生調(diào)制光，只需在驅(qū)動(dòng)管上加上一定頻率的脈沖電壓。如下圖3是紅外發(fā)射原理框圖。鍵盤編碼調(diào)制發(fā)射38K載波發(fā)生器圖 3 遙控器原理框圖常用的紅外發(fā)光二極管（如SE303·PH303），其外形和發(fā)光二極管LED相似，發(fā)出紅外光（近紅外線約0.93m ）。管壓降約1.4V ，工作電流一般小于20mA。為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常串有限流電阻。如下圖4是紅外遙控發(fā)射電路。

18、圖4 紅外發(fā)射電路3.2紅外遙控組成部分功能介紹3.2.1 AT89C51單片機(jī)AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器PEROM和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。此單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2K字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，15個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通訊口，內(nèi)置

19、一個(gè)精密比較器，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，同時(shí)AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的工作模式，空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。3.2.2 CD40106簡(jiǎn)介 CD40106是六施密特觸發(fā)器，芯片CD40106內(nèi)部含有施密特觸發(fā)器，可將輸出脈沖整形，以消除“抖動(dòng)”信號(hào)的干擾。經(jīng)過(guò)整形后其2腳得到的信號(hào)應(yīng)為整形后的方波。該施密特觸發(fā)器還有一個(gè)反相的作用。施密特觸發(fā)器的用途很廣，其典型的應(yīng)用有：波形的整形和變換，整形通常是由測(cè)量裝置來(lái)的信號(hào)，經(jīng)放

20、大后可能是不規(guī)則的波形，必須經(jīng)密特觸發(fā)器整形。作為整形電路時(shí)，如果要求輸出和輸入同相，則可在上述集成施密特反相器后在加一級(jí)反相器；幅度鑒別：利用施密特觸發(fā)器輸出狀態(tài)取決于V1幅度的工作特點(diǎn)，可以用它來(lái)作為幅度鑒別電路；多諧震蕩器：利用施密特觸發(fā)器也可以構(gòu)成多諧震蕩器。對(duì)于CD40106而言，施密特觸發(fā)器具有上限閾值電壓V2、下限閾值電壓V1的特性，且受電源限制。當(dāng)=5V時(shí)，下限閾值電壓V1=1.4V，上限閾值電壓V2=3.6V。3.3紅外遙控發(fā)射過(guò)程介紹發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送器。使用89C51芯片 將按鍵信號(hào)調(diào)制在 38KHz 的載波信號(hào)上通過(guò)三極管放大后發(fā)射出去。紅外編碼為

21、： 全碼 =引導(dǎo)碼+系統(tǒng)碼+系統(tǒng)反碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。89C51 的 P1口構(gòu)成矩陣式鍵盤，用INT0產(chǎn)生定時(shí)中斷，驅(qū)動(dòng)P3.3產(chǎn)生一個(gè)38K的方波，作為紅外線的調(diào)制基波。將發(fā)送的數(shù)據(jù)和P3.0進(jìn)行邏輯與后，經(jīng)過(guò)40106整形，用三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射。多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí)，相應(yīng)地在接收端有不同的輸出狀態(tài)。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，寬度一般在100ms左右。“電平”輸出是指發(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出“有效電平”，發(fā)

22、射端松開鍵時(shí)，接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時(shí)為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時(shí)為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效。“自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵，接收端對(duì)應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來(lái)為高電平變?yōu)榈碗娖?，原?lái)為低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。 K1低檔、中檔、高檔，相應(yīng)的指示燈亮，鍵值為 01H K2控制彩燈，鍵值為 02H K3風(fēng)扇速度調(diào)整開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)手動(dòng)

23、控制，值03H K4每按動(dòng)一次可分別設(shè)定30分鐘，1小時(shí)，2小時(shí)，4小時(shí)的累計(jì)定時(shí)。并由相應(yīng)的指 示燈點(diǎn)亮，鍵值為04HK5具有開機(jī)功能和關(guān)機(jī)功能 ，它能切斷風(fēng)扇功能和已經(jīng)設(shè)定的30分鐘，1小時(shí)，2小時(shí)，4小時(shí)的累計(jì)定時(shí)，鍵值為05H 當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，延時(shí)10秒后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。 當(dāng)有按鍵按下時(shí)，INT0中斷產(chǎn)生中斷，同時(shí)喚醒CPU進(jìn)行工作狀態(tài)。3.4電風(fēng)扇部分組成元件簡(jiǎn)介T1838是一種用于紅外遙控接收或其它方面的小型一體化接收頭，中心頻率為37.9kHz,可改善自然光的反射干擾。獨(dú)立的PIN二極管同前置放大器集成在同一封裝上。光電檢測(cè)和前置放大器集成在同一封裝上。 內(nèi)帶PC

24、M頻率濾波器。 對(duì)于自然光有較強(qiáng)的抗干擾性。 改進(jìn)了對(duì)電場(chǎng)干擾的防護(hù)性。 電源電壓5V，低功耗。 輸出電平兼容TTL，CMOS。 電源電壓5V，低功耗。 輸出電平兼容TTL，CMOS。 電源電壓，Vcc：5，工作溫度Topr：-10+60儲(chǔ)存溫度Tstg：-2075，焊接溫度Tsd：260，最長(zhǎng)時(shí)間5秒消耗電流Icc5.0mA，無(wú)信號(hào)的情況下波幅P：940nm，調(diào)諧頻率f0：37.9KHz，高電平輸出電壓Voh：4.2V，低電平輸出電壓Vol：0.5V，高電平輸出脈寬Twh：400，800s，低電平輸出脈寬Twh：400，800s發(fā)射器和檢測(cè)器之間的距離L：10.0m，半角：±45d

25、eg，水平方向 無(wú)外加壓力時(shí)儲(chǔ)存和使用或運(yùn)輸不會(huì)引起質(zhì)量的改變。 無(wú)腐蝕氣體或鹽分的天氣儲(chǔ)存和使用。 不可以在極度濕度的環(huán)境下儲(chǔ)存和使用。 在定值條件下焊接管腳。焊接后不可以加高壓。 該接收頭不可以洗?？捎密洸驾p輕地擦拭二極管邊上污垢。也可用溶劑溶解，只可用甲醇、乙醇、丙烯。 前置放大器可確保人體的防靜電感應(yīng)損壞，且在使用前必須焊接鐵制品接地。 不要在電源和地之間放成對(duì)的接收頭，以減少因電源線所引起的噪聲。 遙控器的性能取決于外界環(huán)境和外圍元器件的性能?？蛻魬?yīng)根據(jù)在各種條件下來(lái)評(píng)價(jià)整體性能。該器件由指令、宏指令和接收模式三部分組成。3.5紅外遙控電路設(shè)計(jì)原理圖 圖5 遙控器電路原理圖 3.6電

26、風(fēng)扇單元中接受部分工作原理 紅外接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。CPU板將單片機(jī)、控制、鍵盤組合在一起完成了人機(jī)對(duì)話。用AT89C51單片機(jī)來(lái)作主芯片控制，采用紅外T1838接收頭，用雙向可控硅MC97A6控制電機(jī)檔位，具有紅外遙控功能。 3.6.1 電風(fēng)扇單元中控制部分圖6 電機(jī)引線圖 K1：低、中、高檔，相應(yīng)的指示燈亮。 K2：控制彩燈，相應(yīng)的指示燈亮 。K3：風(fēng)扇速度調(diào)整開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)手動(dòng)控制 。 K4: 每按動(dòng)一次可分別設(shè)定30分鐘，1小時(shí)，2小時(shí)，4小時(shí)的累計(jì)定時(shí)。并由相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。K5：具有開機(jī)功能和關(guān)機(jī)功能 ，它能切斷風(fēng)扇功能和已經(jīng)設(shè)定的30分鐘

27、，1小時(shí)，2小時(shí)，4小時(shí)的累計(jì)定時(shí)。30分鐘1小時(shí)2小時(shí)4小時(shí)圖7 定時(shí)循環(huán)圖3.6.2 電風(fēng)扇風(fēng)類的設(shè)計(jì) 自然風(fēng)的處理流程 : 停6秒弱風(fēng)6秒中風(fēng)6秒強(qiáng)風(fēng)6秒睡眠風(fēng)的處理流程 :停6秒弱風(fēng)6秒停6秒中風(fēng)6秒停6秒高風(fēng)6秒正常風(fēng)的處理流程 :高風(fēng)10秒弱風(fēng)10秒中風(fēng)10秒 圖8 自然風(fēng) 睡眠風(fēng) 正常風(fēng)循環(huán) 自然風(fēng)的處理流程：停->開低檔->延時(shí)6秒->開中檔->延時(shí)6秒->開高檔->循環(huán) 。睡眠風(fēng)的處理流程：停6S->開低檔10S->停延時(shí)10S->開中檔10S->停延時(shí)10S->開高檔10S->循環(huán)。正常風(fēng)的處理流程：開

28、低檔10S-> 開中檔10S-> 開高檔10S-> 循環(huán)。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分4.1紅外遙控軟件設(shè)計(jì) 采用中斷的處理程序完成整個(gè)系統(tǒng)的操作，INT0中斷處理完成鍵盤掃描以及發(fā)送。初始化系統(tǒng)寄存器：這是上電之后進(jìn)入的第一個(gè)程序模塊，同時(shí)也是RESET進(jìn)入的程序模塊。在這個(gè)程序模塊中，系統(tǒng)首先對(duì)系統(tǒng)寄存器進(jìn)行了初始設(shè)置，包括：開中斷，中斷服務(wù)寄存器清零，TM0和BTM初始設(shè)置，定義PORTA為輸入口、PORTB為輸出口，定義PA1為38K載波紅外發(fā)射口并對(duì)PSG進(jìn)行紅外發(fā)射初始化。接著初始化用戶寄存器，大部分用戶寄存器初始值為00H，但也有少部分寄存器要設(shè)置初始值。程序流程圖如下所

29、示： 圖9 遙控器軟件主程序流程圖4.2紅外發(fā)射的編碼方式 遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以日本 NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。 “0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)

30、到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管發(fā)射。遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制0FFH；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼，UPD6121G最多有128種不同組合的編碼。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在4563ms之間。     當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9

31、ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms）,高8位地址碼（9ms18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms18ms）組成。如果在鍵按下超過(guò)108ms仍未松開，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與發(fā)射代碼反向）16位地址碼的最短寬度：1.12×16=18ms 16位地址碼的最長(zhǎng)寬度：2.24ms×16=36ms，易知8位數(shù)據(jù)代碼及其8位反代碼的寬度和不變：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms所以32位代碼的寬度為（18ms+27ms）(

32、36ms+27ms)。其相關(guān)的波形圖如圖11所示：圖10 遙控編碼4.3紅外遙控程序設(shè)計(jì)4.3.1 紅外解碼程序設(shè)計(jì) 用89C51單片機(jī)來(lái)作主芯片控制，采用紅外1838接收頭,可控硅采用MC97A6，可自動(dòng)控制電風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)其各風(fēng)種的流程：自然風(fēng)的處理流程：停->開低檔->延時(shí)6秒->開中檔->延時(shí)6秒->開高檔->循環(huán)；睡眠風(fēng)的處理流程：停6S->開低檔10S->停延時(shí)10S->開中檔10S->停延時(shí)10S->開高檔10S->循環(huán);正常風(fēng)的處理流程：開低檔10S-> 開中檔10S-> 開高檔10S-> 循

33、環(huán)。紅外解碼程序主要工作為等待紅外線信號(hào)出現(xiàn)，并跳過(guò)引導(dǎo)信號(hào)，開始收集連續(xù)32位的表面數(shù)據(jù)，存入內(nèi)存的連續(xù)空間。位信號(hào)解碼的原則是：以判斷各個(gè)位的波寬信號(hào)來(lái)決定高低信號(hào)。位解碼原理如下：1.解碼為0：低電平的寬度0.56ms+高電平的寬度0.56ms。2.解碼為1：低電平的寬度1.68ms+高電平的寬度0.56ms。程序中必須設(shè)計(jì)一個(gè)精確的0.1ms延時(shí)時(shí)間作為基礎(chǔ)時(shí)間，以計(jì)數(shù)實(shí)際的波形寬度，若讀數(shù)為5表示波形寬度為0.5ms，若讀數(shù)為16表示波形寬度為1.6ms，以此類推。高電平的寬度1.12ms為固定，因此可以直接判斷低電平的寬度的計(jì)數(shù)值5或時(shí)16，來(lái)確定編碼為0或是1。程序中可以減法指令

34、SUBB來(lái)完成判斷，指令“SUBB A，R2”中若R2為計(jì)數(shù)值，A寄存器設(shè)為8，就可如下：1.當(dāng)“8R2”產(chǎn)生借位，借位標(biāo)志C=1，表示編碼為1。2.當(dāng)“8R2”沒(méi)有產(chǎn)生借位，借位標(biāo)志C=0，表示編碼為0。將借位標(biāo)志C經(jīng)過(guò)右移指令“RRC A”轉(zhuǎn)入A寄存器中，再經(jīng)由R0寄存器間接尋址存入內(nèi)存中。4.3.2遙控的解碼過(guò)程單片機(jī)收到一個(gè)中斷后,開始計(jì)數(shù)， 然后在主程序有一個(gè)判斷子程序,首先判斷是否8MS,是否有高電平，再判斷是否>4MS的低電平，然后再判斷是否是0或1，循環(huán)32次完成,32個(gè)碼的接收和存儲(chǔ)。解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56m

35、s的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可。根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)束碼完成后才能讀碼。4.3.3 控制板程序流程圖紅外接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 C

36、PU板將單片機(jī)、控制、鍵盤組合在一起完成了人機(jī)對(duì)話。用AT89C51單片機(jī)來(lái)作主芯片控制，采用紅外T1838接收頭，用雙向可控硅MC97A6控制電機(jī)檔位，具有紅外遙控功能。軟件流程圖如下所示：圖11 控制板主程序流程圖 5結(jié)束語(yǔ)感謝學(xué)校給我這次鍛煉的機(jī)會(huì),使我在即將畢業(yè)時(shí)獨(dú)立完成這次項(xiàng)目,讓我核查了自己在專業(yè)知識(shí)上存在的一些不足之處,使之進(jìn)一步完善。盡管這次的設(shè)計(jì)花了我一個(gè)月，但我覺(jué)得我是無(wú)悔的,因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)全是一個(gè)人獨(dú)立完成自己查資料畫原理圖、寫程序。在這過(guò)程中我體驗(yàn)到了其中的樂(lè)趣，是我對(duì)電子越來(lái)越感興趣，我打算將來(lái)仍然走電子這條路，我也希望在電子這行奉獻(xiàn)出自己的綿薄之力。 感謝指導(dǎo)老師，這篇論文的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開你的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下。而你開開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我們能夠較好的完成畢業(yè)論文。 參考文獻(xiàn)1 李建華.實(shí)用遙控器原理與制作M.北京:人民郵電出版社.19962 周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社.20023 何立明.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京航空航天大學(xué)出