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1、湖北经济学院法商学院 专科毕业论文(设计)题目：单片机多功能电扇控制器的设计（硬件设计） 专 业： 应用电子技术 系（部）： 电子工程系 班 级： 应电 08301 班 学 号： 0830530110 姓 名： 刘畅 指导教师： 陈莹 职 称： 讲师 湖北经济学院法商学院教务部 制摘 要为了让电风扇使用起来更方便，能达到在远处即可控制电风扇运行状态的目的。文本基于 AT89C51 单片机、 HS5104 红外遥控编码发 射器和 HS8206 解码器设计了这款红外遥控电风扇的硬件电路。系统分为信号发送和信号接收两大部分，信号发送部分由时钟电路，键盘电路，显示电路和数据发送模块组成；信号接收部分由
2、数据接收模块和电机控制电路组成。两大部分的协调运作构成了整个红外遥控电风扇系统。通过单片机的控制，本系统可以完成的主要功能有：用户可以通过遥控器按钮按下“启动”、 “关机” 、“风速”、 “风类”四个按键，对电风扇 进行远程遥控。电风扇的风速分“强风”、 “中风” 和“弱风”三种；风类分为“正常风” 、“自然 风”及“睡眠风” 三类。用户还可以通过遥控器面板上的指示灯查看当前风扇的工作状态。设计这种电风扇可以使电风扇的操作更加方便快捷，让人们在酷暑之中享受夏日的清凉。关键词：单片机；红外遥控；电风扇湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）1目 录1 系统功能概述 .12 系统结构及原理分析 .
3、23 主要元件介绍 .33.1 AT89C51 单片机 .33.2 HS5104 红外遥控编码发射器 .53.3 HS8206 解码器 .54 系统设计 .64.1 时钟振荡电路 .64.2 键盘电路 .64.3 显示电路 .74.4 数据发射电路 .84.5 数据接收电路 .84.6 电机控制电路 .105 红外线信号编码格式 .11附录 1 电风扇遥控器面板 .13附录 2 HS5104 键输出码表 .14参考文献 .15湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）21 系统功能概述本系统为单片机多功能电扇控制器的硬件组成部分，包括信号的发送模块和接收模块以及电风扇控制电路。其具体功能如下：1
4、遥控器采用无线遥控方式，可以通过遥控器键盘上的按键控制电风扇的工作，以及遥控器面板上的 LED 指示灯观察电风扇现在的工作模式；2用户按下“启动”按钮，电风扇开始工作，用户按下“关闭”按钮，电风扇停止工作；3当用户按“风速”按钮时，电风扇会在“弱风” 、 “中风” 、 “强风”三种风速之间切换；4若用户按“类型”按钮，电风扇将会在“正常风” 、 “自然风” 、 “睡眠风”三种风类之间进行切换；5遥控器的发送部分会完成对发送数据的编码、调制、载波输出，而接收部分会完成对接收数据的滤波、解调、解码。2 系统结构及原理分析图 1 单片机多功能电风扇系统结构框图湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）
5、3图 1 为单片机多功能电风扇系统的结构框图，如图 1 (a) 所示该系统的信号发送部分主要由 AT89C51 单片机和数据发射模块构成。数据发射模块采用 HS5104 红外遥控编码发射器，它将完成数据的编码、调制及载波输出的功能，将键盘输入的数字信号指令，经过处理之后转换成模拟信号发送给电风扇数据接收模块。如图 1 (b)，该系统的信号接收部分主要由数据接收模块、AT89C51 单片机及电机控制电路组成。接收模块采用 HS8206 解码器，数据发射模块发射的数据由数据接收模块采集，经过滤波、调制、解码等步骤，将模拟信号转换为数字信号指令并传送给单片机，通过软件程序来控制电机的操作，从而完成整
6、个过程。3 主要元件介绍系统信号发送接收部分都采用了 AT89C51 单片机，数据发送模块运用 HS5104 红外遥控编码发射器，数据接收模块所用的是 HS8206 解码器。3.1 AT89C51 单片机AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器 （Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的单片机芯片，它采用静态 CMOS 工艺制造，具有低电压，高性能的特点。该单片机具有如下资源：14KB 的内部 Flash 程序存储器，可实现 3 个级别的程序存储器保护功能。2128 字节的内部数据存储器。332 个可编程 I/O
7、 引脚42 个 16 位计数/定时器。55 个中断源，2 个优先级别。61 个可编程的串行通信口。如图 2 所示，AT89C51 单片机一共有 40 只引脚，引脚功能介绍：P0.0P0.7：P0 口 8 位双向口线。图 2 AT89C51 单片机引脚排列图湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）4P1.0P1.7：P1 口 8 位双向口线。P2.0P2.7：P2 口 8 位双向口线。P3.0P3.7：P3 口 8 位双向口线。ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE 用于把 P0 口输出的低 8 位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于 ALE 是以晶振的 1/6 固定频率
8、输出的正脉冲。因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。：外部程序存储器读选通信号。 有效（低电平）时，可实现对外部PSENPSENROM 单元的读操作。：访问程序存储控制信号。当 信号为低电平时，对 ROM 的读操作限定AA在外部程序存储器；当 信号为高电平时，对 ROM 的读操作是从内部程序存储器E开始的，并可延至外部程序存储器。RST：复位信号。当输入的复位信号线序两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。在进行单片机应用系统设计时，这个引脚一定要连接相应的电路，即复位电路。XTAL1 和 XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，两引脚用于外接石英晶体和
9、微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。这两个引脚连接的电路称为时钟电路，用来产生单片机正常工作时所需的时钟脉冲信号。GND：地线。VCC：+5V 电源。由于引脚数目有限，而单片机为实现其功能所需要的信号数目超过了引脚的数目，所以 AT89C51 单片机上某些引脚还具有第二功能。如 P3 口的 8 条线都定义了第二功能：P3.0/RXD：串行数据接收P3.1/TXD：串行数据发送P3.2/ ：外部中断 0 申请0INTP3.3/ ：外部中断 1 申请1P3.4/T0：定时/计数器 0 的外部输入湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）5P3.5/T1：定时/计数器 1 的外部输入P
10、3.6/ ：外部 RAM 写选通WRP3.7/ ：外部 RAM 读选通D3.2 HS5104 红外遥控编码发射器HS5104 是红外遥控编码发射器的一种，提供了 38KHz 红外载波输出，拥有八通道遥控输入/输出口和两个用户码选择。具有定向性好，抗干扰能力强，遥控距离远等特点。图 3 为 HS5104 红外遥控编码发射器的引脚图。各引脚功能为：C1、C2 ：用户码，接地代表0 ，浮空代表1K1K8：遥控按键输入，内接上拉电阻VSS：地位OSC2、OSC1：455KHzOSC 的输入、输出脚LED：接 LED 显示发射状态DO：38KHz 载波讯号输出VDD：正电源3.3 HS8206 解码器H
11、S8206 解码器一共有八种型号，本系统选用的的是 HS8206BA4K。它采用455KHz 振荡器作振荡输入，提供“正常风” 、 “自然风 ”、 “睡眠风”三种风类以及“强” 、 “中” 、 “弱”三种风速。具备记忆功能，不需要每次开机都重新输入运作模式。配合 HS5104 编码器可实现全功能遥控。图 4 为 HS8206BA4K 的引脚排列图，它一共有 18 只引脚，各引脚功能为：D1：遥控讯号输入OFF：关机键或开/关键输入及 LED 扫描输出端图 3 HS5104 红外遥控编码发射器引脚图湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）6TIMER：定时键输入及 LED 扫描输出端SPEED：
12、风速键输入及 LED 扫描输出端MODE：风类键输入及 LED 扫描输出端COM1：用户码 C1 选择及 LED 扫描公共端COM2：用户码 C2 选择及 LED 扫描公共端COM3：LED 扫描公共端SWING：摆头键及用户码选择二极管连接端SHO：摆头驱动、水平摆头STRONG：强风驱动MEDIUM：中风驱动LOW：弱风驱动VDD：正电源BUZ：蜂鸣器驱动OSC2、OSC1：455KHz 振荡器VSS：负电源4 系统设计系统设计部分将针对系统各个部分分别提出设计方案，并对此设计方案做出必要的解释和设计方法。4.1 时钟振荡电路AT89C51 单片机内部有一个高增益反向放大器，输入端为芯片上的 XTAL1 引脚，输出端为芯片上的 XTAL2 引脚，可用于构成振荡器。将两个电容和一个晶振接入单片机的 XTAL1 和XTAL2 引脚之间即可组成一个稳定的自激振荡器。具体电路如图 5 所示。电路中 C1、C2 两个电容的电容值约为图 4 HS8206BA4K 解码器引脚图图 5 时钟振荡电路湖北经济学院法商学院专科毕业论文（设计）730pF，并选用 6MHz 或
