红外遥控电风扇控制系统设计（doc）.doc

毕业设计（论文）任务书专业 班级 姓名 一、课题名称： 红外遥控电风扇控制系统设计 二、主要技术指标：1）电风扇控制系统主要通过单片机进行编码。编出的码元经过单片机进行解码2）经过相应的电路能过时电风扇输出各种类的风 K1：低档、中档、高档；键值为 01H K彩灯：键值为 02H K3：自然风、睡眠风、正常风键；值为03H K4定时；键值为04H K5开/关机；键值为05H 三、工作内容和要求：1）通过网上收集资料和查阅图书馆借的有关电子资料，对自己所要设计的电路进行设计把原理图画出来。 2）材料的选购 根据自己电路要求 去电子市场选购电子元器件。 3）利用protel99se 软件对自己画的草图再一次绘制。 4）进一步核查原理图和程序。 5）元器件的安装和调试，总装成产品。 四、主要参考文献：【1】电机拖动与控制/张勇主编-北京：机械工业出版社，2001.8 【2】继电器与PC控制原理、设计及调试/邵浪成-北京：北京航空航天大学出版社。 【3】_国外继电器样本选译/王保保-人民邮电出版社，2008.4_ 【4】单片机应用技术/西安大学出版社，2002，3 学 生（签名） 2008年 6月26日 指 导 教师（签名） 2008年 6 月26日 教研室主任（签名） 2008年 6月 27日 系 主 任（签名） 2008年 6月 28日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目红外遥控电风扇控制系统设计一、 选题的背景和意义：EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。随着社会的发展，人们生活水平的提高，对物质要求有了进一步的提高，特别是电子产品这样的东西，人们对其有了新的要求，希望他们有着，节能，使用方便以及智能等要求，若于是电器也向着智能化方向发展，各种智能电风扇，电饭锅，电磁炉，等层出不穷。本文专对智能电风扇进行了一系类的阐述和全面的设计方案。二、 课题研究的主要内容：1.掌握各类计数器及它们相连的设计方法2.掌握多个数码管显示的原理和方法3. 51单片机，模拟电子，数字电子，编码技术，解码技术通过对这些知识的研究，让自己的电路更加完善。三、 主要研究（设计）方法论述：1、研究单片机的编码，以及解码, 汇编语言，2、类电路的设计.将此项设计任务分成若干模块，对每个模块的功能原理分析。四、设计（论文）进度安排：时 间工 作 内 容2009.6.182009.7.2毕业设计（论文）任务书2009.7.32009.7.4毕业设计（论文）开题报告2009.7.52009.7.7目录构思与制作2009.7.82009.7.13设计思路与整体构造2009.7.142009.7.19方案的选择与概要2009.7.202009.7.25系统单元模块的制作2009.7.262009.7.31系统的调试2009.8.12009.8.3感想与体会2009.8.42009.8.9总体查看与修改2009.8.102009.8.28提交给指导老师，听取意见进行修改2009.8.292009.8.30最终完成，提交给老师五、指导教师意见： 指导教师签名： 2009年7月 3 日六、系部意见： 系主任签名： 2009 年 7月 4日 目 录【摘要】【关键词】Key words: - 60. 引 言 - 71. 遥 控 器 - 7 1.1 工 作 原 理 及 组 成 部 分 - 7 1.2 红外发射 - 7 1.3 红外发射的编码方式 - 8 1.4 硬件设计 - 9 1.5 软件设计 - 92. 电 风 扇 控 制 板 - 10 2.1工 作 原 理 及 组 成 部 分 - 10 2.2设计方案 - 11 2.3硬件设计 - 12 2.4软件设计 - 123 结束语 - 22答谢辞 - 23参考文献 - 23红外遥控电风扇控制系统设计摘要：遥控电风扇是90年代初期在广东珠江三角洲地区作做大量的研发和生产，并有专门的掩模芯片作为主控芯片使用，现本人用单片机作了接收和发射的配套使用的系统方案。红外遥控电路现在已成为一种设计电路的时尚,现简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用 89C2051作为遥控接收系统解码器的一种巧妙实现方法，以及完整的51汇编程序代码。包括发射、接收的原理图及其编程的主程序、发送程序、接收程序、定时中断程序的流程过程，从而完成此设计的要点，参考流程方框图的构思过程，可以编写应用软件。遥控电风扇控制系统分为两大部分：遥控器和电风扇控制板，下面分别加以描述。关键词：89c2051;编码;解码;电风扇控制. The design of Infrared remotecontrol electric fan control systemAbstract:Electric remote control is the early 90s for the Pearl River Delta region in Guangdong, a great deal of R & D and production, as well as a dedicated control chip chip mask use, is I made use of single-chip receive and transmit system supporting the use of program. Infrared remote control circuit design has become a fashion circuit, it is a simple introduction to infra-red remote control launching, the principle of the receiving system is given by 89C2051 system as a remote control decoder to receive an ingenious method, as well as a complete compilation of the 51 program code. Including the launch, receive the schematic diagram of the main program and its programming, sending process, receiving process, from time to time interrupted the course of processes in order to complete the design of the main points of reference the idea of the process flow block diagram, you can prepare applications. Remote fan control system is divided into two major parts: a remote control and electric control panel,respectively, are described below. Key words: 89c2051; encoding; decoding; electric fan control. 0引言随着社会的发展，人们生活水平的提高，对物质要求有了进一步的提高，特别是电子产品这样的东西，人们对其有了新的要求，希望他们有着，节能，使用方便以及智能等要求，于是电器也向着智能化方向发展，各种智能电风扇，电饭锅，电磁炉，等层出不穷。本文专对智能电风扇进行了一系类的阐述和全面的设计方案。现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic DesignAutomation)技术。就是依赖功能强大的计算机，使设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。在这样的背景下，传统的电子电路的设计方法发生了革命性的变化。在现代高新电子产品的设计和生产中，微电子技术和现代电子设计技术是相互促进、相互推动又相互制约的两个技术环节。微电子技术代表了物理层在广度和深度上硬件电路实现的发展，现代电子设计技术则反映了现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺和设计技术与最新的计算机软件技术有机的融合和升华。EDA技术应用是这二者的结合，是这两个技术领域共同孕育的奇葩。1遥控器为了能远离距的控制电风扇，采用了红外遥控器。通常红外遥控器由发射和接收两部分组成，发射部分由单片机 80C2051等构成。接收部分装在电风扇的控制器内，由89C51等构成。11工作原理及组成部分 (1)CPU采用AT89C2051单片机，AT89C2051的功能: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、15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。（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。（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。(4)红外发射方原理见图（1）所示。 （图1）遥控器原理框图12红外发射 （1）发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。使用89C2051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。89C2051 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40106整形，用三极管驱动红外发射管发射。(2)按键功能 K1：低档、中档、高档；键值为 01H K2彩灯：键值为 02H K3：自然风、睡眠风、正常风键；值为03H K4定时；键值为04H K5开/关机；键值为05H (3)当无键按下时，延时10秒后进入待机状态，系统处于低功耗模式。当有按键按下时，INT0中断产生中断，同时唤醒CPU进行工作状态。13红外发射的编码方式 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)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，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。(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。 (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。(4)其相关的波形图如下图2:（图2）遥控编码14.硬件设计 硬件设计见电路原理图（3）所示。 (图3)遥控器电路原理图15软件设计(1)采用中断的处理程序完成整个系统的操作，INT0中断处理完成 键盘扫描以及发送。(2)程序流程图：见图4:遥控器软件流程图 （图4）遥控器软件流程图2 电风扇控制板21工作原理及组成部分红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。 (1)CPU板将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。用AT8C51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)电源部分：交流220V经变压器降压为28V，全波整流后再由三端稳压器LM7805稳压，供给控制板。(3)电风扇控制板框图如图5（图5）电风扇控制板框图22设计方案 (1)控制部分，如下图6（图6）电机引线图K1：低、中、高档，相应的指示灯亮。参见（图6）K2：控制彩灯，相应的指示灯亮 K3：自然风、睡眠风、正常风控制 。参见图8、图9、图10 K4: 定时30分钟，1小时，2小时，4小时。相应的指示灯亮。见图7K5：具有开机功能和关机功能(图7)定时时循环图(2)风类自然风的处理流程 : （图8)自然风的循环图睡眠风的处理流程: (图9)自然风的循环图正常风的处理流程: (图10)正常风循环(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。23硬件设计：参见（图11） （图11）电风扇控制板电路原理图24软件设计: (1)红外遥控输入在P3.2（INT0），面板按键P3.3（INT1）。(2) 遥控的解码过程： (图12) 编码 (图13)数据帧图形单片机收到一个中断后,开始计数，然后在主程序有一个判断子程序,首先判断是否8MS,是否有高电平，再判断是否4MS的低电平，然后再判断是否是0或1，循环32次完成,32个码的接收和存储。(3)程序流程图: (图14)控制板主程序流程 (图15)键值处理流程电风扇红外发射（遥控器）程序;按键说明：21K1：低风档，键值为 01K2：中风档，键值为 02K3：高风档，键值为 03K4：彩灯档，键值为 04K5：自然风档，键值为05K6：睡眠风档，键值为06K7：正常风档，键值为07K8：定时档，键值为08K9：开关机，键值为9采用41.5V供电，用89C2051作CPU芯片，当没有按键按下时，入待机状态,按键采用INT0进行中断，只采用了8个按键include(2051RAM.INC)ORG 0000H JMP MAINORG 0003H JMP KEY_INT0ORG 000BH JMP FM_T0ORG 0100HMAIN:MOV R0,#7FHCLR AMAIN 0MOV R0,ADJNZ R0,MAIN0清缓冲地址单元值MOV SP,#60HMOV P1,#00001111B 将P1置输入CLR KEYONCLR IT0设置电平触发SETB PT0SETB EX0 SETB EA MOV 40H,#0FFH MOV 41H,#0FFH MOV 42H,#0FFHCLR DATAOUT CLR FMOUT 38K的中断初始值 MOV TMOD,#02H MOV TH0,#0F7HSETB FMOUT CLR TR0 1/3的高电平标志 MOV R2,#02H2/3的循环次数DJNZ 40H,LOOP1 DJNZ 41H,LOOP1DJNZ 42H,LOOP1 MOVPCON,#01H;进入待机LOOP1:JMP MAIN中断程序：完成其按键按下的标志位KEY_INT0: PUSH ACCPUSH PSWCLR EX0MOV A,P1CPL AANL A,#0FHMOV R2,A 将行号存入R2中MOV P1,#0F0H 将列置输入端MOV A,P1CPLAANL A,#0F0H取列号并存入A中MOV R1,#03H置列初号MOV R3,#03H 置循环次数 CLR CPINT01:RLCA取列号JCPINT01DECR1DJNZR3,PINT01PINT02:MOVA,R2取行号MOVR2,#00HMOVR3,#03H置循环次数PINT03:RRCAJCPINT04INC R2DJNZR3,PINT03PINT04:MOVA,R2CLR CRLC ARLC AADD A,R1MOVSENDBUF+2,A键号存32H单元CPL AMOVSENDBUF+3,A存键号的反码MOVSENDBUF,#0FFH系统码在30H单元中MOV SENDBUF+1,#00H系统反码在31H单元中LCALLSENDSETBET0发送引导码SETBTR0启动T0LCALLPP发送一帧数据.包括系统码和数据码CLRTR0当发送完后关断定时器CLRET0关T0的中断SETBEX0执行完后打开外INT0MOV40H,#0FFHMOV41H,#0FFHMOV42H,#0FFHPOPPSWPOPACCRETIFM_T0:JBF0,IT01DJNZR2,GRETMOVR2,#2IT01:CPLFMOUTCPLF0GRET:RETI引导脉冲子程序SEND:SETBDATAOUTLCALLDY9000usCLRDATAOUTLCALLDY4500usRET发送四个缓冲单元中的内容程序：PP:MOVR3,#4发送的字节数MOVR1,SENDBUFPP0:MOVR2,#08H让其循环8次MOVA,R1将数据首址CLRC清CYPP1:RRCA右环移带进位JCONE若C等1ZER0:SETBDATAOUT若C等0CALLDY562usCLRDATAOUTCALLDY562usONE:SETBDATAOUTCALLDY562usCLRDATAOUTCALLDY1687usDJNZR2,PP1 INC R1DJNZR3,PP0等四个字节的发送完RET DY1687us: MOVR31,#38L2: PUSH R31L3: DJNZ R31,L3 POP R31 DJNZ R31,L2 RETDY562us:MOVR31,#20L22: PUSH R31L33: DJNZ R31,L33 POP R31 DJNZ R31,L22 RET延时9000us子程序: DY9000us: MOVR31,#91L2A: PUSH R31L3A: DJNZ R31,L3A POP R31 DJNZ R31,L2A RET延时4500us子程序DY4500us:MOVR31,#67L2B: PUSH R31L3B: DJNZ R31,L3B POP R31 DJNZ R31,L2B RET DY10S:MOVR6,#10 L2C:MOVR4,#2 L3C:MOVR5,#248DJNZR5,$DJNZR4,L3CDJNZR6,L2CRETENDINC文件内容AT89C2051 内存RAM分配 Fiel = 2051ram.INCSAVENOLISTR31DATA1FHKEYONBIT20H按键按下的标志RESTOR电风扇红外接收(控制板)程序用89C51单片机来作主芯片控制，采用红外1838接收头,可控硅采用MC97A6风扇具有红外遥控功能K1：低档，中档, 高档，相应的指示灯亮K2：彩灯，相应的指示灯亮K3：自然风控制 睡眠风的控制正常风的控制K4：定时30分钟，1小时，2小时，4小时K5:开关机功能自然风的处理流程：停-开低档-延时6秒-开中档-延时6秒-开高档-循环睡眠风的处理流程：停6S-开低档10S-停延时10S-开中档10S-停延时10S-开高档10S-循环正常风的处理流程：开低档10S- 开中档10S- 开高档10S- 循环INCLUDE(REG51.INC) INCLUDE(89C51RAM.INC) ORG 0000HJMPSTARTORG0003HJMPJISH_INT0;红外遥控中断设置ORG000BHJMPLP0;定时中断ORG0013HJMPKEY_INT1;按键中断ORG0100HSTART:MOVR0,#7FH;预使用单元清0CLRAMAIN0: MOVR0,ADJNZR0,MAIN0MOVSP,#60HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CH;定时50MSMOVTL0,#0B0HSETBLLOW关低风SETBMDI关中风SETBHIGHT关高风SETBLLAP关彩灯MOVP0,#0FFH关所有的指示灯SETBEX0SETBEX1SETBEACPU开中MAIN:JBLKEYON,KEYHANDLE检按键标志位JBREC,KEYHANDLE检接收中断标志位JMPMAIN转主程序键值的处理的程序键盘处理程序K1键:完成弱、中、强控制,相应的指示灯点亮K2键:完成彩灯控制,相应的指示灯点亮K3键:完成自然风、睡眠风、正常风的控制,相应的指示灯点亮K4键:完成定时的控制,同时0.5H,1H,2H,4H,相应的指示灯点亮K5键:开/关机定时控制KEY4:CJNEA,#04H,KEY5K4的定时处理程序JBSJ01,DY1HJBSJ02,DY2HJBSJ03,DY4HJNBSJ00,FAN4CLR SJSETB TR05H JMP MAINDY1H: JNB SJ01,FAN4CLR SJ01SETB TR0JMP MAINDY2H: JNBSJ02,FAN4CLRSJ02SETBTR0JMPMAINDY4H: JNBSJ03,FAN4CLRSJ02SETBTR0FAN4:JMPMAIN INCMINMOVA,MINJBSJ01,LOOP_1H定时1hJBSJ02,LOOP_2H定时2h JBSJ03,LOOP_4H定时4h CJNEA,#30,GRET0.5h到向下执行MOV P1,#0FFH 关断所有档位MOV P0,#0FFHSETBSJ01将1H的标志位置 1JMPGRETLOOP_1H: CJNE A,#60,GRETh到,向下执行MOV P1,#0FFHMOV P0,#0FFHCLRSJ01将1H的标志位置 0SETBSJ02将2H的标志位置 1JMPGRETLOOP_2H: CJNEA,#60,GRET1h到,向下执行INCHOURMOVA,HOURCJNEA,#2,GRETMOVP1,#0FFH关断MOVP0,#0FFHLRSJ02关断2H的标志位SETBSJ03将4H的标志位置位JMPGRET中断返回LOOP_4H: CJNEA,#60,GRET1小时到,向下执行INCHOURMOVA,HOURCJNEA,#4,GRET4小时到,向下执行MOVP1,#0FFH关断MOVP0,#0FFHCLRSJ03将4H的标志位清零JMPGRET中断返回GRET: CLRTR0POPPSWPOPACCRETIINT0中断处理程序：对接收数据进行接收JISH_INT0: PUSHACCPUSHPSWCLREX0关断中断MOVR6,#10避开9MS时间的引导码SB:CALLDY882USJBP3.2,EXITEX检测为1时退出DJNZR6,SB检测为0时,引导码过JNBP3.2,$检测为0时，等待ACALLDY4700US避开4.5MS时间的引导码MOVR7,#16避开系统码JJJJA:JNBP3.2,$ LCALLDY882USMOVC,P3.2将P3.2送C中JNCUUUA 若C=0则转LCALLDY1000USUUUA:DJNZR7,JJJJAMOVR1,#MRDMOVR2,#2PP:MOVR3,#8右移的次数JJJJ:JNBP3.2,$=0则等LCALLDY882USMOVC,P3.2送C中JNCUUULCALLDY1000USUUU:MOVA,R1送存贮的首址RRCAMOVR1,A送存贮单元中DJNZR3,JJJJ完成一个字节INCR1DJNZR2,PPMOVA,MRDCPLACJNEA,31H,EXIT数据码和数据的反码比较EXIT:POPPSWPOPACCSETBLREC置REC的标志位SETBEX0打开INT0的中断RETIINT1的中断处理KEY_INT1: PUSHACCPUSHPSWCLREX1关断INT1LCALLSCANKEYCALL KEY_K10置高中低的标志位CALL FENG_3 置风类的标志位CALL JS 置定时时间标志位SETB LKEYON按键标志位SETB EX1打开中断位POP PSWPOP ACCRETIRETDY882US:MOVR4,#20D1:MOVR5,#20DJNZR5,$DJNZR