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1、丽水学院课程设计题 目 基于单片机的红外遥控电风扇设计 指导教师 院 系 机电建工学院电子系 班 级 自动化 071 学 号 姓 名 2011 年 1 月 5 日目 录引言-2一、红外发射电路-21.1 红外通信原理-21.2 硬件电路-31.3 软件编码解码-51.4 流程图-6二、红外接收电路-72.1 接收电路工作原理及组成部分-72.2 液晶显示-92.3 调速电路 -102.4 流程图 -11三、软件设计-12四、仿真调试以及出现的问题-13五、总结评价-14谢词-15参考文献-16附录-17附录一：元器件清单-17附录二：发射原理图-17附录三：接收原理图 -19附录四：发射程序-
2、19附录五：接收程序-22引 言电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然
3、在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。一、红外发射部分1.1 红外通信原理红外遥控有发送和接收两个组成部分。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。使用 89C52 芯片 将按键信号调制在 38KHz 的载波信号上通过三极管放大后发射出去。红外编码为： 全码 =引导码+系统码 +系统反码+数据码+数据反码。89
4、C52 的 P1 口构成矩阵式键盘，用 T1 产生定时中断，驱动 P3.3 产生一个 38K 的方波，作为红外线的调制基波。将发送的数据和 P3.0 进行逻辑与后，经过调制电路整形，用三极管驱动红外发射管发射。（图 1）遥控原理图1.2 硬件电路1.2.1 红外遥控器由发射和接收两部分组成，发射部分和加收部分分别有两块 89C52单片机构成。工作原理及组成部分 (1)CPU 采用 AT89C52 单片机，MCS-8051 产品兼容、2KB 可重编程闪速存储器、耐久性:1000 写/擦除周期、2.7V6V 的操作范围、全静态操作：0Hz24MHz、两级加密程序存储器、1288 位内部 RAM、1
5、5 根可编程 I/O 引线、6 个中断源、可编程串行 UART 通道、直接 LED 驱动输出、片内模拟比较器、低耗空载和掉电方式。1.2.2 电源采用 4 节 7 号电池来提供电源，并用一个二极管（IN4148）进行降压。1.2.3 调制部分：采用 CD40106 进行缓冲放大并整形.发送的数字信号与 38K 的载波进行相与，将其调制在一起,整形并缓冲放大,经过 8050 进行放大驱动红外发射管,使其发射红外光。1.2.3 红 外 线 发 射 管 ： 在 LED 封 装 行 业 中 有 三 个 主 要 且 常 用 的 波 段 ， 如 下850NM、 875NM、 940NM。 根 据 波 长
6、的 特 性 运 用 的 产 品 也 有 很 大 的 差 异 ， 850NM 波 长 的主 要 用 于 红 外 线 监 控 设 备 、 875NM 主 要 用 于 医 疗 设 备 、 940NM 波 段 的 主 要 用 于 红 外 线控 制 设 备 。 本 设 计 采 用 940NM 的 红 外 管 。（ 图 2） 红 外 发 射 管1.2.4 按键功能介绍K1：微风档；键值为 01H K2：低风档：键值为 02HK3：中风挡；键值为 03HK4：高风档；键值为 04HK5：定时 30s；键值为 05HK6：定时 60s；键值为 06HK7：定时 300s；键值为 07HK8：开关键；键值为 0
7、8H1.3软件编码、解码遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本 NEC 的 uPD6121G 组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：1.3.1 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为 0.565ms、间隔 0.56ms、周期为 1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为 0.565ms、间隔 1.685ms、周期为 2.25ms 的组合表示二进制的“1”。“0”和“1”组成的 32 位二进制码经 38kHz 的载频进行二次调制以提高发射效率
8、，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管发射。1.3.2 遥控编码是连续的 32 位二进制码组，其中前 16 位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制 0FFH；后 16位为 8 位操作码（功能码）及其反码。1.3.3 遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种 32 位二进制码，周期约为 108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在4563ms 之间。1.3.4 其相关的波形图如下:（图 3）遥控编码1.4 程序流程图（图 4）遥控器软件流程图二、红外接收部分2.1 接收电路工作原理及组
9、成部分2.1.1 红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。CPU 板将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。 用 AT89C51 单片机来作主芯片控制，采用红外 T1838接收头，用双向可控硅 MC97A6 控制电机档位，具有红外遥控功能。2.1.2 电源部分：由四节干电池题供 6V 电压给控制板。2.1.3 电风扇控制板框图（图 5 ）电风扇控制板框图2.2 液晶显示2.2.1 液晶显示器各种图形的显示原理线段的显示：点阵图形式液晶由 MN 个显示单元组成，假设 LCD 显示屏有 64 行，每行有128 列，每 8 列对应 1 字节的 8 位，即每行由 16 字节，共 168=128 个点组成，屏上6416 个显示单元与显示 RAM 区 1024 字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 区的 000H00FH 的 16 字节的内容决定，当（000H）=FFH 时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为 8 个点；当（3FFH）=FFH 时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H
