电风扇的智能红外遥控器系统设计毕业论文设计.doc

电风扇的智能红外遥控器系统设计电风扇的智能红外遥控器系统设计 摘摘 要要 为了家用电风扇的使用更加方便快捷 以为了家用电风扇的使用更加方便快捷 以 C8051F020C8051F020 为主控模块 为主控模块 SM0038 为红外一体化接收发射管 设计了一个简易的单片机红外遥控电风扇系统 该为红外一体化接收发射管 设计了一个简易的单片机红外遥控电风扇系统 该 系统设计实现了以下电风扇的基本功能 开关功能 调速功能 定时功能 风类选择系统设计实现了以下电风扇的基本功能 开关功能 调速功能 定时功能 风类选择 功能 系统添加了防触电保安器 大幅提高了使用安全性 系统仿真表明 智能红外功能 系统添加了防触电保安器 大幅提高了使用安全性 系统仿真表明 智能红外 遥控风扇具有操作简单 实用性强 安全快捷等优点 遥控风扇具有操作简单 实用性强 安全快捷等优点 关键词关键词 红外遥控红外遥控 信号调制信号调制 编码编码 解码解码 The Design of Infrared Remote Control System of Intelligent Electric Fan Electrical Engineering and Automation Specialty CHENG Xiang Abstract For more convenient and quick of with C8051F020 as the main control module SM0038 as the integration of infrared receiving tubes designed a simple micro controller infrared remote control electric fan system Under this system design of the electric fan switch function the function of speed adjustment timing function wind class selection function added to prevent electric shock protector a substantial increase in the use of security System simulation show that the intelligent infrared remote control fan strong practicability safe and fast Key words Infrared Remote Control Signal Modulation Encoding Decoding 目目 录录 1 引言引言 1 1 1 课题的研究背景及意义课题的研究背景及意义 1 1 2 国内 外发展现状国内 外发展现状 1 1 3 系统结构组成系统结构组成 2 2 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 2 2 1 系统工作原理系统工作原理 2 2 2 系统主控模块设计系统主控模块设计 3 2 2 1 C8051F020 单片机的引脚结构及功能说明单片机的引脚结构及功能说明 3 2 2 2 C8051F020 单片机的最小系统设计单片机的最小系统设计 4 2 3 发射端电路模块设计发射端电路模块设计 5 2 3 1 红外发射电路设计红外发射电路设计 7 2 3 2 键盘电路设计键盘电路设计 8 2 3 3 显示电路设计显示电路设计 9 2 4 接收端电路模块设计接收端电路模块设计 11 2 4 1 红外接收电路设计红外接收电路设计 11 2 4 2 键盘电路设计键盘电路设计 12 2 4 3 显示电路设计显示电路设计 13 2 4 4 电源电路设计电源电路设计 13 2 5 电机控制电路电机控制电路 14 2 5 1 电机工作原理电机工作原理 14 2 5 2 风的类型风的类型 14 2 5 3 工作方式工作方式 15 2 5 4 调速原理调速原理 15 2 5 5 调速方法调速方法 16 2 6 其它外围电路其它外围电路 16 2 6 1 按键去抖动电路按键去抖动电路 16 2 6 2 防触电保安器防触电保安器 17 3 系统软件设计系统软件设计 18 3 1 红外发射端程序设计红外发射端程序设计 18 3 2 遥控码的发射遥控码的发射 18 3 3 红外接收红外接收 20 3 3 1 接收端程序设计接收端程序设计 20 3 3 2 数码帧的接收处理数码帧的接收处理 20 3 4 程序流程程序流程 21 3 4 1 系统主程序流程图系统主程序流程图 21 3 4 2 各附程序流程图各附程序流程图 22 4 系统仿真与调试系统仿真与调试 24 4 1 编程环境编程环境 24 4 2 系统仿真系统仿真 24 结束语结束语 26 参考文献参考文献 27 附录附录 28 致谢致谢 37 1 1 引言引言 1 1 课题的研究背景及意义课题的研究背景及意义 科技的发展 科学技术的进步日新月异 导致社会节奏加快 因此人们对于方便 科技的发展 科学技术的进步日新月异 导致社会节奏加快 因此人们对于方便 智能的要求不断提高 遥控器能迎合这一需求 红外遥控是一种远距离 利用红外信智能的要求不断提高 遥控器能迎合这一需求 红外遥控是一种远距离 利用红外信 号来操作的一种技术 由发射端发出指令 接收端处理信号 最终实现远距离的控制 号来操作的一种技术 由发射端发出指令 接收端处理信号 最终实现远距离的控制 红外遥控技术有很强的隐蔽性和穿透性 基本适合各类场合 目前大部分电器运用红外遥控技术有很强的隐蔽性和穿透性 基本适合各类场合 目前大部分电器运用 了红外遥控技术 电风扇也是其中之一 红外遥控是一个小小的科技创新 但随之而了红外遥控技术 电风扇也是其中之一 红外遥控是一个小小的科技创新 但随之而 来的事极大的便利 此项技术的长足进步 也促使遥控风扇的设计更容易 造价更低来的事极大的便利 此项技术的长足进步 也促使遥控风扇的设计更容易 造价更低 廉 作为一种常用的电器 电风扇具有体积轻巧 价格便宜 摆放方便等特点 空调廉 作为一种常用的电器 电风扇具有体积轻巧 价格便宜 摆放方便等特点 空调 虽然现在在城市中已经相当普遍 而且有替代电风扇的趋势 但是由于家庭消费水平虽然现在在城市中已经相当普遍 而且有替代电风扇的趋势 但是由于家庭消费水平 所限 在将来的一段时间里 电风扇在中小城市和农村仍有较大的市场份额 所限 在将来的一段时间里 电风扇在中小城市和农村仍有较大的市场份额 市场的需求促使了电风扇的发展 市场的需求促使了电风扇的发展 智能化智能化 的兴起 使得电风扇的功能也越来越的兴起 使得电风扇的功能也越来越 多 越来越贴进人们生活 在现有市场多功能红外遥控电风扇的基础上 提出了一种多 越来越贴进人们生活 在现有市场多功能红外遥控电风扇的基础上 提出了一种 新型的智能电风扇 相对于旧式电风扇 智能电风扇设置了很多人性化的设计 如智新型的智能电风扇 相对于旧式电风扇 智能电风扇设置了很多人性化的设计 如智 能照明 安全保护 倾倒保护 智能照明等功能 使得电风扇更加人性化 相信其丰能照明 安全保护 倾倒保护 智能照明等功能 使得电风扇更加人性化 相信其丰 富的功能 人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力 富的功能 人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力 1 2 国内 外发展现状国内 外发展现状 随着电子制造业的不断发展 社会对生产率的要求越来越高 各行业都需要精良随着电子制造业的不断发展 社会对生产率的要求越来越高 各行业都需要精良 高效 高可靠性的设备来满足要求 风扇老式家电的一类 曾被认为是空调产品冲击高效 高可靠性的设备来满足要求 风扇老式家电的一类 曾被认为是空调产品冲击 下的淘汰品 但电风拥有价格便宜 使用方便 体积小等特点 由于许多的家庭消费下的淘汰品 但电风拥有价格便宜 使用方便 体积小等特点 由于许多的家庭消费 水平并不是很高 电风扇在中地区以及农村将来一段时间里还是会占有市场的许多份水平并不是很高 电风扇在中地区以及农村将来一段时间里还是会占有市场的许多份 额 但老式电风扇功能简单 不能满足智能化的要求 为提高电风扇的市场竞争力 额 但老式电风扇功能简单 不能满足智能化的要求 为提高电风扇的市场竞争力 使之在技术含量上有所提高 且更加安全可靠 智能电风扇随之被提出 使之在技术含量上有所提高 且更加安全可靠 智能电风扇随之被提出 相比之下 国外的只能电风扇起步较早 目前各类研究也比较成熟 电风扇在中相比之下 国外的只能电风扇起步较早 目前各类研究也比较成熟 电风扇在中 2 国仍然具有很大的市场 所以我国对电风扇的优化研究是很积极的 智能电风扇已经国仍然具有很大的市场 所以我国对电风扇的优化研究是很积极的 智能电风扇已经 开始投入市场 目前这方面的技术已经成熟 下一阶段的研究将是使其更加人性化 开始投入市场 目前这方面的技术已经成熟 下一阶段的研究将是使其更加人性化 更好的满足不同群体的人的需求 美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇 这是更好的满足不同群体的人的需求 美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇 这是 针对不同的人群而专门研制的 具有智能化控制系统的电风扇 针对不同的人群而专门研制的 具有智能化控制系统的电风扇 国外在电风扇方面的国外在电风扇方面的 研究相对我国不那么积极 但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功研究相对我国不那么积极 但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功 1 3 系统结构组成系统结构组成 本设计方案就是以电风扇为对象 通过红外遥控系统来实现电风扇的几种常用功本设计方案就是以电风扇为对象 通过红外遥控系统来实现电风扇的几种常用功 能 如 开关功能 调速功能 定时功能等的控制 相对于传统的机械控制 体现出能 如 开关功能 调速功能 定时功能等的控制 相对于传统的机械控制 体现出 了更加方便 更加快捷的优点 了更加方便 更加快捷的优点 系统由硬件和软件两部分组成 都采用了模块化的结构 其硬件接口部分主要包系统由硬件和软件两部分组成 都采用了模块化的结构 其硬件接口部分主要包 括括 SM 红外接收模块 红外接收模块 LED 显示模块 键盘处理模块 防触电保护模块 软件部分则显示模块 键盘处理模块 防触电保护模块 软件部分则 包含红外发生程序 红外接收程序和风扇控制程序 包含红外发生程序 红外接收程序和风扇控制程序 C8051F020 键盘功能输入 遥控功能输入 电机调速 控制输出 图图 1 系统组成框图系统组成框图 2 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 2 1 系统工作原理系统工作原理 红外遥控是单向的红外通信方式 整个信号传输中 需要一个发射端和一个接收端 红外遥控是单向的红外通信方式 整个信号传输中 需要一个发射端和一个接收端 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 红外接收端普遍采用价格便宜 性能可靠的一体化红外接收头发射管发射红外信号 红外接收端普遍采用价格便宜 性能可靠的一体化红外接收头 3 接收红外信号 它对信号进行放大后送解调电路将以调制的指令编码信号解调出来 接收红外信号 它对信号进行放大后送解调电路将以调制的指令编码信号解调出来 即还原为编码信号 再送给单片机 经单片机解码并控制相关对象 即还原为编码信号 再送给单片机 经单片机解码并控制相关对象 2 2 系统主控模块设计系统主控模块设计 系统采用的主控器是系统采用的主控器是 C8051F020 单片机 单片机 C8051F 系列单片机就是一种典型的系列单片机就是一种典型的 SOC 型单片机 原是型单片机 原是 Cygnal 公司的产品 该公司于公司的产品 该公司于 2003 年并入年并入 Silicon Laboratories 公司 公司 C8051F 系列具有与系列具有与 MCS 51 单片机兼容的内核 运用流水线式运算技术 不再单片机兼容的内核 运用流水线式运算技术 不再 把时钟周期以及机器周期进行细致区分 可以在执行指令的同一时刻 预处理接下来把时钟周期以及机器周期进行细致区分 可以在执行指令的同一时刻 预处理接下来 的指令 增加了指令执行速率 其中的指令 增加了指令执行速率 其中 C8051F020 是该系列单片机中功能较全 最具有是该系列单片机中功能较全 最具有 代表性的一款代表性的一款 C8051F020 提供以下标准功能 提供以下标准功能 64k bytes 字节字节 Flash 存储器 存储器 4352 4096 256 B 的片内的片内 RAM 64 个数字个数字 IO 引脚 引脚 5 5 个通用的个通用的 16 位定时器 硬件实现的位定时器 硬件实现的 SPI SMBUsI CSPI SMBUsI C 和两个和两个 UARTUART 串行通接口 串行通接口 可寻址可寻址 64KB64KB 地址空间的外部数据存贮器接口 模拟外设以及数字外设都能由固件使能地址空间的外部数据存贮器接口 模拟外设以及数字外设都能由固件使能 或禁止 配置 同时 或禁止 配置 同时 FlashFlash 存储器也可以在线系统重新编程 可用于不易失类数据储存储器也可以在线系统重新编程 可用于不易失类数据储 存 并可以现场刷新存 并可以现场刷新 80518051 固件 支持断点 观察点 单步运行和停机命令固件 支持断点 观察点 单步运行和停机命令 1 在使用 在使用 JTAGJTAG 引脚都容许引脚都容许 5V5V 的输入信号电压 的输入信号电压 C8051F020C8051F020 为为 100100 引脚引脚 TQFPTQFP 封装 如图封装 如图 2 2 所示 所示 片内原理框图如图片内原理框图如图 3 3 所示 所示 2 2 1 C8051F020 单片机的引脚结构及功能说明单片机的引脚结构及功能说明 4 图图 2 2 C8051F020C8051F020 芯片示意图芯片示意图 2 2 2 C8051F020 单片机的最小系统单片机的最小系统设计设计 单片机最小系统设计如图单片机最小系统设计如图 3 3 所示所示 C8051F020 电源电路 复位电路 仿真接口电路 图图 3 C8051F020 最小系统原理框图最小系统原理框图 5 1 1 C8051FC8051F 系列系列 MCUMCU 振荡器振荡器 每个每个 C8051FC8051F 系列系列 MCUMCU 都包含内部振荡器以及外部振荡器驱动电路 每个驱动电路都包含内部振荡器以及外部振荡器驱动电路 每个驱动电路 都可以作系统时钟 都可以作系统时钟 MCUMCU 在复位后从内部振荡器启动 系统时钟能够在内部和外部振荡在复位后从内部振荡器启动 系统时钟能够在内部和外部振荡 器间切换 也可以在选择的时候 让其中一个振荡器保持在允许状态 这样可以避免器间切换 也可以在选择的时候 让其中一个振荡器保持在允许状态 这样可以避免 切换时的延迟 外部振荡器的可配置性是相当可观的 足以为用户带来多种选择切换时的延迟 外部振荡器的可配置性是相当可观的 足以为用户带来多种选择 2 2 时基信号可以来自外时基信号可以来自外 CMOSCMOS 时钟源或者晶体谐振器 陶瓷谐振器喝时钟源或者晶体谐振器 陶瓷谐振器喝 RCRC 组合电路以及外组合电路以及外 部电容也可以 振荡器的工作方式是受部电容也可以 振荡器的工作方式是受 SFRSFR 控式 内外各一个 即控式 内外各一个 即 OSCICNOSCICN 内部振荡器内部振荡器 控制寄存器和控制寄存器和 OSCXCNOSCXCN 外部振荡器控制寄存器 外部振荡器控制寄存器 2 2 C8051F020C8051F020 交叉开关配置交叉开关配置 C8051F020C8051F020 单片机内部的数字和模拟资源可以通过单片机内部的数字和模拟资源可以通过 P0 P3P0 P3 3232 个个 IOIO 引脚使用 每引脚使用 每 个端口引脚可以被定义为通用个端口引脚可以被定义为通用 IO GPIO IO GPIO 又可以分配给一个数字外设或功能 例如 又可以分配给一个数字外设或功能 例如 UART0UART0 或或 INT1INT1 如图所示 其中 如图所示 其中 P1P1 口的引脚可以用作口的引脚可以用作 ADC1ADC1 的模拟输入 设计者完全的模拟输入 设计者完全 控制数字功能的引脚分配 只受控制数字功能的引脚分配 只受 3 3 端口 端口 IOIO 初始化步骤初始化步骤 1 1 用端口输入方式寄存器 用端口输入方式寄存器 PnMDINPnMDIN 选择所有的端口引脚输入方式 模拟或数字 选择所有的端口引脚输入方式 模拟或数字 2 2 用端口输出方式寄存器 用端口输出方式寄存器 PnMDOUTPnMDOUT 选择所有的端口引脚输出方式 选择所有的端口引脚输出方式 3 3 将引脚分配给要使用的外设 将引脚分配给要使用的外设 4 4 使能交叉开关 使能交叉开关 XBARE 1XBARE 1 4 4 程序流程图 程序流程图 6 上电 复位 功能模块n 功能模块2 功能模块1 初始化程序 图图 4 最小系统框图最小系统框图 2 3 发射端电路模块设计发射端电路模块设计 发射端电路 单片机系统及显示电路 红外发射电路 按键电路和稳压电路等组成 发射端电路 单片机系统及显示电路 红外发射电路 按键电路和稳压电路等组成 C8051F020 矩阵按键 数码管显示 红外发射管 5V电源 图图 5 5 手持式遥控器方框图手持式遥控器方框图 1 1 C8051F020C8051F020 的功能 的功能 1 1 高速 流水线结构的 高速 流水线结构的 80518051 兼容兼容 的的 CIP 51CIP 51 内核 可达内核 可达 25MIPS25MIPS 2 2 64KB64KB 可重编程闪速存储器可重编程闪速存储器 7 3 3 真正真正 1212 位 位 100ksps100ksps 的的 8 8 通道通道 ADCADC 带 带 PGAPGA 4 4 4352B4352B 的片内的片内 RAMRAM 5 5 可寻址可寻址 64KB64KB 地址空间的外部数据存储器接口地址空间的外部数据存储器接口 6 6 硬件硬件 SPI SMBusI CSPI SMBusI C 和两个和两个 UARTUART 串行接口串行接口 7 7 5 5 个通用个通用 1616 位定时器位定时器 8 8 两个两个 1212 位位 DACDAC 9 9 低耗空载和掉电方式 低耗空载和掉电方式 2 C8051F0202 C8051F020 端口输入输出端口输入输出 SMBus PRT3CF寄 存器 T0 T1 T2 比较器输出 PCA UART SPI 数字交 叉开关 优先级 译码器 XBR0 XBR1 XBR2 寄存器 PRT0CF PRT 1CF PRT2CF 寄存器 P0 I O 单元 P2 I O 单元 P1 I O 单元 P3 I O 单元 P0 0 P3 0 P3 7 P3 7 P3 0 P2 0 P1 7 P1 0 P0 7 P2 7 P3 P2 P1 P0 P0 0 P0 7 P2 0 P2 7 P1 0 P1 7 图图 6 6 端口端口 IOIO 功能框图功能框图 MCUMCU 中有大量的数字资源需要通过数字中有大量的数字资源需要通过数字 IOIO 端口端口 P0P0 P1P1 P2P2 和和 P3P3 才能使用 端口才能使用 端口 0 0 1 1 2 2 中的每个引脚既可以定义为对应的端口中的每个引脚既可以定义为对应的端口 IOIO 又可以分配给一个内部非模拟资 又可以分配给一个内部非模拟资 源 如图源 如图 7 7 所示所示 3 设计者对功能分配有完全的控制 只受所选器件可用引脚多少的限 设计者对功能分配有完全的控制 只受所选器件可用引脚多少的限 8 制 这种灵活性分配得益于优先权交叉开关译码器的强大功能 无论交叉开关怎么配制 这种灵活性分配得益于优先权交叉开关译码器的强大功能 无论交叉开关怎么配 置 端口置 端口 IOIO 引脚状态都能够被送到对应锁存器 引脚状态都能够被送到对应锁存器 引脚名称引脚名称引脚号引脚号引脚类型引脚类型说明说明 VDDVDD18 2018 20 数字电压源数字电压源 DGNDDGND17 2117 21 数字地数字地 AV AV 9 299 29 模拟电压源模拟电压源 AGNDAGND8 308 30 模拟地模拟地 TCKTCK1414 数字输入数字输入带内部上拉的带内部上拉的JTAGJTAG测试时钟测试时钟 TMSTMS1313 数字输入数字输入带内部上拉的带内部上拉的JTAGJTAG测试模式选择测试模式选择 TDITDI1515 数字输入数字输入带内部上拉的带内部上拉的JTAGJTAG测试数据输入测试数据输入 TDOTDO1616 数字输出数字输出带内部上拉的带内部上拉的JTAGJTAG测试数据输出测试数据输出 XTAL1XTAL11010 模拟输入模拟输入晶体输入晶体输入 XTAL2XTAL21111 模拟输出模拟输出晶体输出晶体输出 RSTRST1212 数字数字IOIO芯片复位芯片复位 VREFVREF3 3 模拟模拟IOIO电压基准电压基准 CP0 CP0 2 2 模拟输入模拟输入比较器比较器0 0的同相输入端的同相输入端 CP0 CP0 1 1 模拟输入模拟输入比较器比较器0 0的反相输入端的反相输入端 CP1 CP1 模拟输入模拟输入比较器比较器1 1的同相输入端的同相输入端 CP1 CP1 模拟输入模拟输入比较器比较器1 1的反相输入端的反相输入端 DAC0DAC03232 模拟输出模拟输出数模转换输出口数模转换输出口0 0 DAC1DAC13131 模拟输出模拟输出数模转换输出口数模转换输出口1 1 AIN0 AIN7AIN0 AIN74 4 7 7 模拟输入模拟输入模拟模拟MIXMIX通道输入通道输入0 70 7 P0 0 P0 7P0 0 P0 7 1919 2222 2727 数字数字IOIO端口端口0 0位位0 70 7 P1 0 P1 7P1 0 P1 7 数字数字IOIO端口端口1 1位位0 70 7 P2 0 P2 7P2 0 P2 7 数字数字IOIO端口端口2 2位位0 70 7 P3 0 P3 7P3 0 P3 7 数字数字IOIO端口端口3 3位位0 70 7 表表 1 1 引脚定义引脚定义 9 2 3 1 红外发射电路设计红外发射电路设计 本遥控发射器采用码分制遥控方式 码分制红外遥控就是指令信号产生电信号以不本遥控发射器采用码分制遥控方式 码分制红外遥控就是指令信号产生电信号以不 同的脉冲编码 不同的脉冲数目及组合 代表不同的控制指令 同的脉冲编码 不同的脉冲数目及组合 代表不同的控制指令 在确定选择在确定选择 C8051F020C8051F020 作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后 作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后 加上一个简单红外发射电路和加上一个简单红外发射电路和 12M12M 晶体震荡器便可实现红外发射 晶体震荡器便可实现红外发射 红外发光二极管为发射部分的主要元件 由于红外发光二极管的内部材料与普通二红外发光二极管为发射部分的主要元件 由于红外发光二极管的内部材料与普通二 极管不同 所以它是一个特殊的发光二极管 在它的两端加上一定的电压时 其发出极管不同 所以它是一个特殊的发光二极管 在它的两端加上一定的电压时 其发出 来的是红外线不再是可见光 现在市面上常用的红外发光二极管的波长为来的是红外线不再是可见光 现在市面上常用的红外发光二极管的波长为 940nm940nm 其与 其与 普通普通 5 5 的发光二极管外形相同 但是颜色不同的发光二极管外形相同 但是颜色不同 4 遥控发射通过键盘 每按下一个键 即产生具有不同的编码数字脉冲 这种代码指遥控发射通过键盘 每按下一个键 即产生具有不同的编码数字脉冲 这种代码指 令信号调制在令信号调制在 40KHz40KHz 的载波上 激励红外光二极管产生不同的脉冲 通过空间传送到的载波上 激励红外光二极管产生不同的脉冲 通过空间传送到 受控机的遥控接收器 受控机的遥控接收器 P1P1 口作为按键部分 口作为按键部分 P0 7P0 7 口作为发射部分 电路图如图口作为发射部分 电路图如图 7 7 所示 所示 本系统采用本系统采用 PH303PH303 红外发射二极管 波长为红外发射二极管 波长为 940940 正向电压在 正向电压在 1 5V1 5V 以下 以下 R1 红外发射管 LED NPN P0 7 VCC P0 1 发射部分 按键部分 图图 7 7 红外发射电路红外发射电路 10 2 3 2 键盘电路设计键盘电路设计 单片机系统的键盘主要有两种 一种是有编码键盘 另一种是非编码键盘 单片机系统的键盘主要有两种 一种是有编码键盘 另一种是非编码键盘 编码键盘 包括按键和产生键码的硬件电路 当使用时 按下键盘上的按键 硬件编码键盘 包括按键和产生键码的硬件电路 当使用时 按下键盘上的按键 硬件 电路就会产生这个键的代码 简称键码 电路就会产生这个键的代码 简称键码 在此时还会产生一个脉冲信号 脉冲信号传 在此时还会产生一个脉冲信号 脉冲信号传 递给递给 CPUCPU 以接收键码 编码键盘的优点是编写程序简单而且使用方便 缺点所使用的以接收键码 编码键盘的优点是编写程序简单而且使用方便 缺点所使用的 硬件复杂 硬件复杂 非编码键盘 排列成行或列矩阵形式是其按键的特点 按键只能简单地实现接点的非编码键盘 排列成行或列矩阵形式是其按键的特点 按键只能简单地实现接点的 接通或断开 所以要有与之相应的程序相配合 从而实现相应的键码 而且非编码键接通或断开 所以要有与之相应的程序相配合 从而实现相应的键码 而且非编码键 盘的一个优点是不需要附加硬件电路盘的一个优点是不需要附加硬件电路 5 为了简洁电路 使用非编码键盘 如图为了简洁电路 使用非编码键盘 如图 8 8 所示 所示 U1U6U8U10 U5U7U9U11 U12U14U16U118 U13U15U17U19 P10 P11 P12 P13 6 7 8 5 P13 P12 P11 P10 图图 8 8 矩阵键盘原理图矩阵键盘原理图 2 3 3 显示电路设计显示电路设计 显示器是一类比较多见的设备 其种类繁多 但在单片机实例中常用发光二极管显显示器是一类比较多见的设备 其种类繁多 但在单片机实例中常用发光二极管显 示器示器 LED LED 以及液晶显示器 以及液晶显示器 LCDLCD 两种 由于这两种显示其结构简单 价格便宜 接 两种 由于这两种显示其结构简单 价格便宜 接 11 口容易实现 因而得到广泛应用 下面介绍口容易实现 因而得到广泛应用 下面介绍 LEDLED 的结构 工作原理以及它的接口电路 的结构 工作原理以及它的接口电路 LEDLED 显示器又称为数码管 它主要由显示器又称为数码管 它主要由 8 8 段发光二极管组成 如图段发光二极管组成 如图 9 9 所示 图所示 图 9 9 中 中 a ga g 为数字或字符显示段 为数字或字符显示段 bin Single chip microcomputer principle and application M Wuhan system and simulation PROTELDXP M Zhengzhou zhengzhou university press 2005 3 56 58 附录附录 部分仿真电路图部分仿真电路图 12 部分程序源代码部分程序源代码 主程序主程序 include reg51 P1 5 include 0 0 i i 循环循环 600 255600 255 次次 机器在这里执行需要一段时间机器在这里执行需要一段时间 也就达到了延时效果也就达到了延时效果 for jfor j 110 110 j j 0 0 j j voidvoid restart restart 初始化程序初始化程序 EA 1 EA 1 ET0 1 ET0 1 ET1 1 ET1 1 TMOD 0 x11 TMOD 0 x11 TH0TH0 0 xB1 0 xB1 TL0TL0 0 xE0 0 xE0 TH1TH1 0 x3C 0 x3C TL1TL1 0 xB0 0 xB0 numnum 0 0 测试四个管都显示测试四个管都显示 P2 0 xff P2 0 xff TR0 1 TR0 1 TR1 1 TR1 1 fly 0 fly 0 tf 0 tf 0 f1 0 f1 0 t1 0 t1 0 qs 0 qs 0 t3 0 t3 0 L1 1 L1 1 L2 1 L2 1 L3 1 L3 1 style 0 style 0 14 voidvoid display display 显示数码管程序显示数码管程序 baiwei num60 10 baiwei num60 10 shiwei num60 xiaoshishiwei num60 xiaoshi fenwei num 60 10 shimiaofenwei num 60 10 shimiao miao num 10 miao num 10 miaomiao P0 0 x00 P0 0 x00 P2 0 x01 P2 0 x01 P0 pattern P0 baiwei P0 pattern P0 baiwei delay 5 delay 5 P0 0 x00 P0 0 x00 P2 0 x02 P2 0 x02 P0 pattern dP shiwei P0 pattern dP shiwei delay 5 delay 5 P0 0 x00 P0 0 x00 P2 0 x04 P2 0 x04 P0 pattern P0 fenwei P0 pattern P0 fenwei delay 5 delay 5 P0 0 x00 P0 0 x00 P2 0 x08 P2 0 x08 P0 pattern P0 miao P0 pattern P0 miao delay 5 delay 5 voidvoid pwn pwn 风速风速 1 1 秒转动占空比设定秒转动占空比设定 if fly 0 if fly 0 f1 0 f1 0 elseelse if fly 1 if fly 1 if tf 10 if tf 10 f1 1 f1 1 15 elseelse f1 0 f1 0 elseelse if fly 2 if fly 2 if tf 20 if tf 20 f1 1 f1 1 elseelse f1 0 f1 0 elseelse if fly 3 if fly 3 if tf 30 if tf 30 f1 1 f1 1 elseelse f1 0 f1 0 tf tf if tf 50 if tf 50 tf 0 tf 0 voidvoid t seep t seep 档位处理档位处理 if dwh 0 if dwh 0 if dw 50 if dw10 if dw 10 16 dw dw 10 dw dw 10 voidvoid fenglei fenglei 风类检测与判定风类检测与判定 if pingchang 0 if pingchang 0 style 1 style 1 L1 0 L1 0 L2 1 L2 1 L3 1 L3 1 elseelse if ziran 0 if ziran 0 style 2 style 2 L1 1 L1 1 L2 0 L2 0 L3 1 L3 1 elseelse if shuimian 0 if shuimian 0 style 3 style 3 L1 1 L1 1 L2 1 L2 1 L3 0 L3 0 elseelse style 0 style 0 voidvoid qiangfeng qiangfeng if qfs 2 if qfs 2 17 fly fly qfs qfs elseelse if qfs 3 if qfs 3 qfs qfs fly 0 fly 0 elseelse if qfs 4 if qfs 4 fly 3 fly 3 qfs 0 qfs 0 voidvoid style nima style nima if style 0 if style 0 风类有启动风类有启动 t3 t3 if t3 80 if t3 80 判断是否四秒了判断是否四秒了 t3 0 t3 0 if style 2 if style 2 判断是不是自然风判断是不是自然风 if fly 2 if fly 2 自然风四个循环是否处于强风 不是的话继续叠加占空比自然风四个循环是否处于强风 不是的话继续叠加占空比 fly fly elseelse fly 0 fly 0 是最强风就重置停止四秒是最强风就重置停止四秒 elseelse if style 3 if style 3 判断是不是睡眠风判断是不是睡眠风 qiangfeng qiangfeng 18 elseelse fly 2 fly 2 前面两种都不是的话就是平常风前面两种都不是的话就是平常风 elseelse fly 0 fly 0 L1 1 L1 1 L2 1 L2 1 L3 1 L3 1 什么风雷都不是就不启动什么风雷都不是就不启动 dis dis 定时按键监测与数据显示处理定时按键监测与数据显示处理 num 0 num 0 TR0 0 TR0 0 TR1 0 TR1 0 delay 200 delay 200 do do display display if numh 0 if numh 0 delay 900 delay 900 num num 10 num num 10 if numl 0 if numl 0 delay 900 delay 900 num num 10 num num 10 if ds 0 if ds 0 num 0 num 0 disp 0 disp 0 19 qs 0 qs 0 delay 40 delay 40 if qr 0 if qr 0 disp 0 disp 0 qs 1 qs 1 delay 40 delay 40 while disp 1 while disp 1 delay 400 delay 400 TR0 1 TR0 1 TR1 1 TR1 1 disp 1 disp 1 intint main main restart restart num 1 num 1 while 1 while 1 if ds 0 if ds 0 dis dis voidvoid time0 time0 interruptinterrupt 1 1 fenglei fenglei display display if yaobai 0 if yaobai 0 摇摆程序检测与计数处理摇摆程序检测与计数处理 t2 t2 20 if ybb 0 if ybb 0 ybb 1 ybb 1 f2 1 f2 1 f3 0 f3 0 首次初始化首次初始化 if t2 60 if t2 60 f2 f2 f2 f2 f3 f3 f3 f3 t2 0 t2 0 elseelse ybb 0 ybb 0 f2 0 f2 0 f3 0 f3 0 t2 0 t2 0 pwn pwn TH0TH0 0 xb1 0 xb1 TL0TL0 0 xe0 0 xe0 20ms20ms voidvoid time1 time1 interruptinterrupt 3 3 定时倒数处理定时倒数处理 if qs 1 if qs 1 t1 t1 if t1 19 if t1 19 num num t1 0 t1 0 21 if num 0 if num 0 qs 0 qs 0 restart restart 假设定时结束 关闭一切并重新初始化假设定时结束 关闭一切并重新初始化 上面是倒数计时程序 接下来是风类计时计类上面是倒数计时程序 接下来是风类计时计类 style nima style nima 风类占空比时间处理风类占空比时间处理 TH1 0 x3c TH1 0 x3c TL1 0 xb0 TL1 0 xb0 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿 蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃 薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆 螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈