智能红外遥控电风扇设计毕业设计文章教学幻灯片

《智能红外遥控电风扇设计毕业设计文章教学幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能红外遥控电风扇设计毕业设计文章教学幻灯片（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 论文题目： 智能红外遥控电风扇设计 学 生： 董书豪 指导教师： 崔莉 讲师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 12级电气2班 2016年5月哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 审 阅 评 语指导教师评语 指导教师成绩： 是否同意参加答辩：同意 不同意 指导教师签字 职 称 年 月 日 评阅人评语 评阅成绩： 是否同意参加答辩： 同意 不同意 评阅教师签字 职 称 年 月 日 哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 答 辩 评 语 及 成 绩答辩评语 答 辩 成 绩: 答辩小组组长签字： 年 月 日毕业设计（论文）成绩指导教师成绩： 评阅成绩： 答辩成绩： 综合指导教师成绩

2、、评阅成绩、答辩成绩，经答辩委员会评定，该学生毕业设计（论文）总成绩： 答辩委员会主任单位： 答辩委员会主任签字： 职称： 年 月 日1智能红外遥控电风扇设计摘 要本论文是基于STC12系列单片机为核心，设计了一种新型智能红外遥控电风扇控制系统。本系统由红外发射接收模块、液晶显示模块、按键控制模块、语音播报模块、温度检测模块以及电机控制模块组成。该系统能够利用遥控或者按键形式实现对电风扇不同档位的设置。电风扇的控制是通过遥控实现的，它是基于红外通信的原理，并且风速高低是利用PWM信号进行调节的。在按键控制下，系统能够实现语音提示，液晶显示单元能够显示系统运行的状态数据，充分展示了良好的人机交互

3、界面。本系统实现了电风扇的摇头、定时以及自动调速等智能化功能，让使用者能够依据实际使用情况对电风扇的运行时间进行设置，同时能够依据温度变化进行风速的自动调整。本系统的软硬件调试过程是在KEIL、PROTEL、PROTEUS等软件下完成的，整个系统的设计符合实际用户需求，充分展示了遥控电风扇的智能化和自动化，并且实现了智能家电的人性化发展。关键词：STC12系列单片机； 红外通信；PWM；人机交互界面；智能功能1目 录摘要I1 绪论11.1 课题背景和发展趋势11.2 课题研究意义和目的11.3 课题研究内容22 系统整体方案设计32.1 方案选择32.1.1 MCU的选择32.1.2 显示模块

4、的选择32.1.3 红外模块的选择32.1.4 语音模块的选择42.1.5 电机驱动的选择42.1.6 温度传感器的选择42.2 整体方案设计42.2.1 系统的整体设计思路42.2.2 系统的总体设计框图52.3 主要元器件的介绍52.3.1 STC12LE5A60S2单片机52.3.2 ISD4004语音芯片62.3.3 TFT彩屏82.3.4 红外通信92.3.5 DS18B20102.3.6 BTN7970驱动芯片113 系统的硬件设计133.1 系统硬件电路的总体设计思路133.2 系统的总体硬件电路图133.3 系统各个模块硬件电路设计143.3.1 单片机最小系统电路143.3.

5、2 红外收发电路153.3.3 显示电路153.3.4 语音播报电路163.3.5 按键控制电路173.3.6 驱动电路173.3.7 温度模块电路184 系统的软件设计194.1 系统总体流程图194.2 部分模块程序设计204.2.1 语音播放程序设计204.2.2 红外接收程序设计215 系统调试225.1 系统硬件调试225.2 系统软件调试225.3 调试中出现的问题225.4 调试结果分析23结论24致谢25参考文献26附录271哈尔滨剑桥学院毕业设计智能红外遥控电风扇设计1 绪论1.1 课题背景和发展趋势随着经济的快速发展，带动了电子产业和制造业突飞猛进的发展。社会生产率水平不断

6、提高，同时也带动了智能家居产业的发展。智能家居的要求很高，对智能化程度和自动化程度都具有较高的要求。通常意义上的智能家居，都需要做工优良和可靠性较高的设备作为基础。电风扇也是智能家居产业中的一种。虽然空调的出现，对传统形式的、机械形式的电风扇造成了很大的冲击，但是因为电风扇的功耗低，并且产生的风更自然，让人们感觉更舒服。所以，从空气流通的出发点来考虑的话，电风扇的优点还是很明显的。电风扇具有价格上的优势，其性价比高，并且使用方便，体积小，便于摆放。现在的电风扇在中小城市中都具有很大比例的份额，而传统的电风扇虽然优点很多，但是功能十分简单、并且还伴有较大的噪音，并不符合现在智能家居对设备提出的高

7、要求。要想提升电风扇在现在市场上的竞争力，就有必要在电风扇的技术层次上加以提高，使它更稳定、安全性更高以及具有较高的性价比。智能家居的智能化和自动化发展，必然带动电风扇行业的快速发展，电风扇也必然朝着智能化、自动化、安全性以及人性化的方向发展。综上所述，正是智能电风扇出现的原因。1.2 课题研究意义和目的智能电风扇的集成化程度很高，并且具有很多优点。本文研究的是一种智能红外遥控电风扇，本系统具有功耗低的特点，所以具有环保性的理念。这种智能电风扇在用户使用时，会让人感到更加舒适。它可以实现模拟自然风、睡眠风，并且让风速更加贴近实际风的感觉，更符合使用者的要求，更加具有人性化。本文研究的智能电风扇

8、具有无线传输功能以及语音播报功能，能够让老年人和残疾人进行无障碍操作。这种智能型的电风扇必然会促进智能家居产业的发展，智能家居的发展也必然会促进智能电风扇的智能化和自动化程度的提高，以及使用领域的扩展。智能红外遥控风扇包含了很多学科的知识，涉及到机械、电子、传感、通信以及自动化控制等多个方面。1.3 课题研究内容本课题设计的是一款基于STC12LE5A60S2单片机的智能化红外遥控电风扇。该设计最突出的特点就是更加人性化。具体功能如下：智能风扇的档位控制可通过两种方式实现，一是通过功能键来实现档位的设置，通过设置风扇座上的三个键，来调节不同的风速。其次就是通过无线的方式来实现对档位的设置，本设

9、计中采用的是红外通信的方式实现16档位风速的设置，使用者可以用遥控来控制风扇的风速。以往的电风扇仍然以机械旋钮或者简单红外遥控方式为主，无较好的人机界面。本次设计增加了显示功能和播报功能，液晶可以将风扇的各种运行状态显示出来，在风扇的控制过程有语音的提示，使用户可以更加舒适、方便地使用。当然，考虑到不同环境下的各种情况，本设计增加了自动调速系统，风扇可以根据室内的温度变速运行，当温度低于一定温度时，就自动关闭，高于该温度值就会继续工作。最后，就是可以手动设置风扇的运行时间和控制风扇的摇头功能。2 系统整体方案设计2.1 方案选择2.1.1 MCU的选择51单片机有增强型和基本型。STC89C5

10、2单片机是最为常见的基本型单片机，它的ROM是8K，RAM是256字节，工作电压是5V1。STC12LE5A60S2单片机是低功耗的增强型单片机。它的ROM是60K ，RAM是1280字节，并且它的内部集成了CCP/PWM模块，能够完全兼容基本型51单片机。其工作电压是3.3V2。因为本系统中要显示部分图片和大量的汉字，需要占用大量的内存，而且部分芯片的工作电压是3.3V，电机的驱动需要不同占空比的PWM信号。所以，本系统最终选用STC12LE5A60S2单片机，使得电路的设计简单，性价比高，并且编程实现容易。 2.1.2 显示模块的选择显示方式有很多种方法，例如：数码管显示，1602液晶显示

11、，12864液晶显示，TFT彩屏显示等3。数码管显示方法简单，仅可以显示数字以及简单的字符，线路连接比较复杂。但是，它的优点是控制较为简单，性价比较高4。1602液晶属于一种字符型液晶，能够显示字母、数字、符号等，能显示两行字符，是单色的，其电路建立较为简单，程序控制也容易实现，价格低廉5。12864液晶能投显示字母、数字、符合、图形、图片等。它的显示分辨率是12864 点，图片和图形的显示是单色形式6。电路设计较为简单，程序控制容易实现，价格低廉。TFT彩屏能够实现上述功能，图像分辨率很高，能够清晰的显示彩色图片，具有很好的视觉效果，电路实现简单。综上考虑各个显示模块，为了实现智能红外遥控电

12、风扇的良好人机界面，本文选TFT彩屏进行设计。2.1.3 红外模块的选择红外通信的实现能够通过自身设置的协议，通过构建电路进行实现，也能够应用特定的协议来操作。本文选用红外遥控来操作，主要是因为这种形式具有电路简单和使用简便的特点。2.1.4 语音模块的选择语言实现的方式有许多种方法，在实际中，最为常用的是蜂鸣器以及语音芯片。如果只是单纯的发出声音，并不会较好的实现语音功能。所以，为了得到更好的语音效果，本文选用ISD4004芯片，通过它实现语音的存储，而且获取更好的的声音效果。2.1.5 电机驱动的选择电机的驱动方式有多种形式，例如：H桥和BTN7970。H桥的建立比较简单，并且具有较高的性价比，然而它的驱动电流较小，易出现发热现象7。BTN7970驱动电流较大，电路的构建较容易，可以驱动大功率的电机8。本论文的电机驱动电流一般要求比较大，因此，本文选自后者驱动方式。2.1.6 温度传感器的选择温度的采集的数据有的为数字型，也有的为模拟型。常用的温度传感器类型有DS18B20和PT100。