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1、图2-2 红外发射和接收器件示例红外一体化接收头内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的。图2-3为红外发射和接收解码的示意图。在发射部分设计一个38kHz的载波，在发射数据（全码）为高电平时输出载波，发射数据（全码）为低电平时输出低电平，二者实现
2、了逻辑与的关系，得到的信号（红外发射）驱动红外发射二极管向空间发射红外线。红外一体化接收头接收到红外信号后，解码出与发射数据（全码）逻辑相反的数据。图2-3 红外发射和接收解码的示意图3系统硬件设计3.2红外遥控单元本设计中作为发射部分使用的遥控器为M5046AP机芯的电视机遥控器。电视机遥控器应用的是红外收发原理，即遥控器前端侧面的红外发射管发射出红外信号，电路板上红外接收管接收到信号后送到单片机内部，经译码后变成相应的操作指令，以实现定时、遥控风扇的功能。红外遥控器的内部关键电路和接收管电路如图3-1所示。 图3-13.3单片机控制单元本设计以AT89S51单片机为主控器，单片机控制电路设
3、计如图3-2所示。单片机的P1.2-P1.4口用于控制风扇的3个档次，设计中用继电器来模拟风扇换挡开关；P1.6和P1.7引脚控制时钟电路；P2口作为液晶显示的8位数据线；P3.0和P3.1口控制风扇工作状态指示灯，分为手动和自动2个状态；P3.2中断0用于接收红外遥控编码信号；P3.4接收温度数据；P3.5-P3.7三个引脚分别控制液晶显示器的控制端。图3-2为单片机控制电路。图3-23.4时钟单元3.4.1DS1307简介种低功耗、BCD码的8引脚实时时钟芯片。DS13DS1307是I2C总线接口的日历时钟芯片,片内有8个特殊寄存器和56的BSPAM,是一07的主要技术性能如下：具有秒、分
4、、时、日、星期、月、年的计数功能，并具有12小时制和24小时制计数模式，可自动调整每月天数及闰年；具有自动掉电保护和上电复位功能；可输出不同频率的方波信号。DS1307的引脚排列如图3-3所示。图3-3DS1307引脚图VCC：+5V电源；VBAT：+3V电源输入；X1、X2：32.768kHz的晶振输入端；SDA：数据线；SCL：时钟线；SQW/OUT：方波信号输出端。3.4.2时钟电路设计单片机控制时钟电路如图3-4所示。DS1307的X1与X2通过32.768KHz的晶振相连，以提供计时基准。SCL与SDA分别连接至单片机的P1.6和P1.7引脚，完成单片机读取时间值。 图3-4单片机控
5、制时钟电路3.5测温单元3.5.1DS18B20简介DS18B20是美国DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功效、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于多点测温系统，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55+155摄氏度，可编程为912位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远程引用，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS
6、18B20通信，占用微处理器端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使得DS18B20成为此次设计的首选。引脚定义：DQ：数字信号输入/输出端；GND：电源地；VCC：外接供电电源输入端（寄生供电方式时接地），如图3-5所示。图3-5DS18B20温度传感器芯片引脚3.5.2测温电路设计该部分电路设计如图3-6所示。DS18B20有两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。寄生供电适合多点测温
7、。鉴于本设计为单片测温，故采用外部电源供电法。DS18B20是单总线控制，I/O引脚与单片机P3.4引脚相连即可实现与单片机之间的通信。图3-6温度测量电路3.6液晶显示单元电路本设计的显示器选用LCD1602液晶显示器。LCD1602可显示162个字符，芯片工作电压为4.5-5.5V，工作电流为2.0mA(5.0V)，模块的最佳工作电压为5.0V。LCD1602的接口信号说明如表3-1所示。表3-1LCD1602引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DataI/O4RS数据/命令选择端（H
8、/L）12D5DataI/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6DataI/O6E使能信号14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正极8D1DataI/O16BLK背光源负极液晶显示电路如图3-7所示。单片机的P2口为液晶显示器的数据线，P3.5-P3.7引脚分别控制液晶显示器的复位端RST、读/写端R/W、使能端E。调节VR1电位器可以调节液晶显示器的对比度。图3-7液晶显示电路3.7风扇档位控制单元单片机控制风扇档位电路如图3-8所示。3个继电器分别接至单片机的P1.2、P1.3、P1.4引脚，当环境温度需要风扇调为一档时，单片机的P1.2引脚输出高电平，此时三极管Q1
9、导通，则继电器K1导通，风扇调为一档。二档与三档的工作控制原理与一档同理。图3-8风扇档位控制电路4系统软件设计本系统软件设计流程图如图4-1所示。图4-1系统软件设计流程图5 硬件制作5.1元件清单本设计所用元器件如表5-1所示元器件名称个数元器件名称个数AT89S51单片机1万能红外遥控器1红外接收头1LCD16021DS18B202DS13071继电器3LED灯2三极管901341N4148二极管110K电阻932.768MHz晶振15.1K电阻110K滑线变阻器112MHz晶振122P电容210U电解电容11K电阻1按键1导线若干2K电阻147K电阻13V直流电风扇28排针23排针44排针1表5-1附录电路原理图
