电风扇遥控电路设计

1、四川师范大学成都学院本科毕业设计电风扇遥控电路设计学生：丁 强 指导教师：康万新内容摘要：该设计主要由单片机控制模块、液晶显示模块、温度传感模块、红外收发模块、电机驱动模块模块组成；能够实现温度检测并在液晶显示器上显示以及设定上下限温度报警阀值，同时能根据红外遥控器遥控电机转速，实现红外控制风扇快速、中速、慢速三级档位功能。在应用方面，凭着红外遥控操作方便，实用性高，成本低廉特点足可取的广泛的市场好评，随着消费性电子智能化发展的趋势，红外遥控电子系产品将会有广阔的发展空间。 关键词：电风扇 红外遥控 三级档位 温度传感器 液晶显示Design for Electric fan control

2、circuit Abstract: The design of MCU control module, the LCD module LCD1602, the temperature sensing module, the infrared transceiver module, motor drive module and the keyboard module; can realize temperature detection and the LCD display and the setting of the upper and lower limits of temperature

3、alarm threshold, at the same time according to the infrared remote control motor speed, in order to achieve infrared control fan fast, slow speed, level three file function. On the application of infrared remote control, with convenient operation, high practicality, low cost features foot desirable

4、wide praise of the market, with the consumer electronics intelligent development trend, infrared remote control of electronic products will have a broad space for development.Key words: Electric fan Infrared remote control Three stage gear Temperature sensor LCD Display.目 录前言11 红外遥控电风扇的介绍21.1 红外遥控电风

5、扇功能分析21.2 MCU的选型31.3 MCS-51的概述31.3.1 单片机的产生41.3.2 单片机的定义及功能特点51.3.3 单片机的发展趋势61.4 AT89C51单片机的基本结构及原理62 红外遥控电风扇硬件系统设计62.1 各单元模块功能介绍及电路设计62.1.1 AT89C51控制系统设计72.1.2 电源模块设计92.1.3 电风扇驱动电路设计102.1.4 温度传感模块设计122.1.5 红外接收模块设计122.1.6 液晶显示模块设计132.2 系统硬件电路总结143 红外遥控电风扇软件设计153.1 软件设计原理153.2 设计任务的确定153.3 程序设计部分153

6、.3.1 遥控发射部分软件结构图及其功能说明153.3.2 遥控接收部分软件结构图及其功能说明174 红外遥控电风扇总体设计184.1 红外遥控电风扇控制要求184.2 总控制程序设计184.3 运行185 结束语196 致谢20附录1：红外遥控电风扇完整原理图21附录2：红外遥控电风扇PCB图22附录3：红外遥控电风扇实物图23附录4：红外遥控电风扇部分源程序24参考文献3031电风扇遥控电路设计前言 电子快速发展的今天，家居智能化设备应运而生，电风扇从原始的人触动电源开关到现在设计研究的电风扇遥控电路及红外遥控技术，它可以实现一定距离无接触式控制方式来唤醒智能化风扇，同时温度传感器和热释红

7、外模块将自动采集环境温度和感应人体热释红外来更好的服务于大众，于此电风扇遥控电路主要采用到红外线通信方式。红外遥控技术是一种直线通信的技术，它相应的软硬件发展都相当成熟；由于无线电波的波长远大于红外线波长，故在使用红外遥控方式时，对附近的电器不会有所干扰，当然也不会影响周围无线设备。红外遥控是用0.76m-1.5m长度的近红外线波来传递控制信号的。有如下特点：1肉眼观察不到红外线，对环境的影响小；同时不会影响周围的无线设备和电器。2红外线隐蔽性高，在防盗方面成效卓越。3红外线遥控有工作可靠性高、抗干扰能力强、结构简单、方便制作、低廉成本等诸多列优点。同时，红外遥控电路，所需工作电压低，低功耗，

8、外围电路简单，因此在生活中得到广泛应用。 其技术上的主要优点：不需专门申请特定频率的使用执照；具有体积小、功率低的特点；传输速率适合于办公室和家庭使用的网络；信号无干扰，传输精度高。不足处在于：它的通讯具有方向限制，进行红外遥控时，中间不能有物体阻挡;还有就是传送距离较短。自1950年初，一些发达国家着手于研究基于民用产品的遥控技术，但由于受到时代技术的限制，阻碍其快速发展。70年代末，随着计算机技术和大规模集成电路的发展，遥控技术才随着快速发展。在遥控方式上主要经历了有线到无线的超声波、振动子到红外线、总线的微机红外遥控这三阶段。不管哪种方式，重要在于准确传输信号数据。最初的无线遥控电路使用

9、的是电磁波传输信号，因电磁波易产生干扰和受到外界干扰，故逐渐采用红外线来传输信号。最近几年红外遥控技术取得高速发展，尤其在家电领域如彩电、DVD、空调等，同时在电子领域也应用广泛，随着社会的发展，人们对生活质量的追求，促使产品更方便、更具智能化，红外遥控技术正是一个热门的发展方向。现在红外遥控在家用电器中得到了较广的应用。随着红外光电器的大量出现,红外遥控已经广泛应用在家用电器,防盗系统中；如电风扇的遥控、音响设备的遥控、电视机的遥控、录像机的遥控、安全保卫报警器、遥控空调器、自动门等均可采用红外遥控技术来实现。红外遥控电路可以设计多个按钮以实现不同的控制功能。当发射端键入某一值时，相应的接受

10、端点就会有不同地输出状态。接收端地输出状态总体可分为数据、脉冲、电平、自馈、互锁五种形式。“数据”输入时指在发射端不同按键上施加不同的编号，在几个不同的输出端用二进制来代表不同的输入。“脉冲”输出是当按下发射端键时，接收端对应输出端输出一个宽度在100ms左右“有效脉冲”。“ 电平”是指高低电平，一般为TTL电平。“自馈”输出是指在输出一个数据有对应的反馈来说明数据传输出去。“互锁”输出时指多个输出相互清除，在同一时间内只保留一个输出信号。 1 红外遥控电风扇的介绍1.1 红外遥控电风扇功能分析这部分阐述了红外遥控电风扇各种动作功能和控制要求，给出了完整的红外遥控运作规程，并介绍了红外遥控电风

11、扇系统中所包括的人工操作步骤：红外遥控电风扇是一种方便生活的智能化系统，不需要人工与风扇的直接接触而在远距离进行控制。在本设计中，红外遥控电风扇系统由单片机控制模块、LCD1602液晶显示模块、温度传感模块、红外收发模块、电机驱动模块和键盘模块组成；能实现温度检测并在液晶显示器上显示和设定上下限温度报警阀值，同时能根据红外遥控器遥控电机转速，实现红外控制风扇快速、中速、慢速三级档位功能，工作流程图如下： 开始初始化按显示亮度数据设定调光脉冲延时值P0口输出显示调延时程序NY风扇工作图1.1-1 红外遥控电风扇工作流程图1.2 MCU的选型 使用C2000作控制器，TI公司开发了种类最全面的高性

12、能、高效率代码数字控制解决方案。凭借TI功能强大而低价格的C2000控制器，设计人员现在拥有了可推进技术创新、缩短产品上市场进程并降低系统成本的有利工具。在数据处理上，C2000有足够的优势，有专门的PWM进行控制。并且是32Bit的MCU，但是编写程序和系统控制有较高的要求，并且仿真较贵，也不易自己制作，不便使用。故不采用此方案。使用Stellaris Cortex-m3作控制器，Stellaris基于实现了革命性突破的ARM Cortex-m3技术之上，是业界领先的高可靠性实时微处理器产品系列。优点：实现单周期闪存应用最优化；准确快速的中断处理，始终不超过12个周期，使用末尾连锁（tail

13、-chaining）技术则为6个周期；具有低功耗时钟门控（Clock Gating）的3种睡眠模式；单周期乘法指令以及硬件除法；ARM Thumb2混合16/32位指令集；1.25DMIPS/MHZ优于ARM7与ARM9；包括数据观察点与闪存补丁（flash patching）等在内的额外故障调试支持。功能超越ARM7，可充分满足微处理器市场需求所需的闪存（代码空间）约为ARM7应用的一半；MCU控制应用的速度提升2至4倍；不再需要汇编代码。Cortex-m3是32位的ARM，处理速度快，可以倍频，并且每个管脚的输出驱动电流可以调整，可以根据使用的具体情况进行设置。但是其开发成本较高，不适用与

14、普通系统，故在此设计中不适用。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-AT89C51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C-AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，如用TMS320 C2000和Cort

15、ex-m3过于麻烦，大材小用，本设计所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用AT89C51单片机来完成本设计，既方便也很实用。本设计所用到的输入输出端口不多，用AT89C51单片机完全可以完成本设计，其方便实用的性能相对其他同类芯片更适合于本设计。1.3 MCS-51的概述AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-AT89C51指令集和输出管脚

16、相兼容。 主要特性：·4K字节可编程闪烁存储器·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式图1.3-1 单片机硬件结构图1.3.1 单片机的产生 在1970年微型计算机研制成功之后，单片微型计算机就应运而生。1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，它具有价格低、功能强、体积小等特点，获得了广泛应用，为单片机的发展奠定了基础，其发展可分为三个阶段： 第一阶段（1976年至1978年）：是单片机刚出现的阶段，以Intel公司的MCS-

17、48系列单片机为代表，此系列单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围不大于4KB，没有串口。 第二阶段（1978年至1982年）：这是高性能单片微型计算机阶段，如Intel公司推出的MCS-51、Motorola公司推出的6801和Zilog公司的Z-8系列。该单片微型计算机有多级中断处理系统、串口和16位时序同步计速器，RAM和ROM容量加大，寻址范围可达64，有的芯片还有A/D转换接口。 第三阶段（1982年至今）：8位单片微型计算机优化型及16位与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机MCS-96系列，32位单片机ARM系列；Intel

18、公司在20世纪80年代初发布了MCS-51系列单片机，其芯片包括8051、8031、8052、8032、8751、8752，这些统称为51系列单片机。截至目前，世界各地厂商研制出大概50个系列、300多个品种的单片机产品，其中有Mototola公司的6801和6802、Zilog公司的Z-8系列等一系列单片机。尽管目前单片机的品种繁多，但其中最具典型的MSC-51单片机应用很广，在单片机中很流行。国内尤其以MSC-51单片机应用最为广泛。 1.3.2 单片机的定义及功能特点单片机的定义：即微型计算机，是集控制器、RAM/ROM、输入输出I/O口于一块硅片上的微型计算机。单片机的功能特点：单片机

19、除了具备体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、灵活性强、可靠性高等优点外，它与普通微型计算机相比，在硬件结构和指令功能方面还具有以下独特之处：存储器ROM和RAM严格分工：ROM用作程序存储器，只存放程序、常数和数据表格：而RAM用作数据存储器，存放临时数据和变量。这样的设计方案使单片机更适合用于实时控制系统。配置较大的程序存储空间，将以调试好的程序固化（即对ROM编程，也称为烧录或者烧写），这样不仅掉电时程序不会丢失，防止了程序被破坏，从而保证了程序的安全性。实时控制仅需容量较小的RAM，用于存放少许的随机数据，这样有助提高单片机的操作速度。采用面向控制的指令系统：单片机的指令系统有很强

20、的端口操作和位操作能力，在实时控制方面，尤其是位操作方面单片机有着不俗的表现。I/O端口引脚具有多用功能:I/O端口引脚通常设计有多种功能，以充分利用数量有限的芯片引脚。在应用时，究竟使用多功能具体某功能，这由用户决定。品种规格的系列化：属于同一个品种系列、不同信号的单片机，常具有相同的内核、相同或兼容的指令系统，其主要的差别仅次于片内配置了一些不同种类或不同数量的功能部件和容量大小不同的ROM或RAM，以适应不同的应用场合。硬件具有广泛的通用性：单片机硬件具有广泛的通用性。同一种单片机可以用在不同的控制系统中，只是其中配置的软件不同而已。换言之，给单片机固化上不同的软件，便可以形成用途不同的

21、智能产品。1.3.3 单片机的发展趋势 单片机具备计算机的基本结构，按照裸计算机基本工作机制运行，是针对一个特定任务群而设计的数模混合电路超大规模集成芯片；从而根据这些特点，单片机前景光明，发展趋势多为产品的智能化处理和智能化控制；如智能化产品，智能化仪表，智能化测控系统，智能化接口等（例如数控机床，电机控制，工业机器人，微波炉，电视机，复印机等）。1.4 AT89C51单片机的基本结构及原理 单片机的基本结构原理如下图所示，中央处理器（CPU）包含了控制器和运算器；只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）分别存放程序和数据；I/O接口是输出和输入功能，另外单片机内部还集成了定时/计数器（T

22、/C）、中断控制器和系统时钟电路等。单片机用总线实现CPU,ROM,RAM,I/O各个模块之间的信息传递。图示如下：外部时钟振荡器定时/计数器ROM并行I/ORAM系统时钟CPU串行I/O复位电源中断图1.4-1 单片机的基本结构2 红外遥控电风扇硬件系统设计2.1 各单元模块功能介绍及电路设计 本部分阐述了红外遥控电风扇各个硬件模块功能与控制要求，详细阐述了各模块原理知识，并介绍了红外遥控电风扇系统的的人工操作步骤。红外发射风扇档位状态和温度显示红外接收单片机温度采集按键控制电机驱动报警电路电 源 管 理图2.1-1 红外遥控电风扇硬件框图 2.1.1 AT89C51控制系统设计图2.1.1

23、-1 AT89C51最小系统原理图AT89C51最小系统包括了晶振电路、复位电路、 程序下载口、 I/O口扩展、AT89S51芯片部分。如上图2.1.1-1所示，使用11.0592M晶振，XTAL1和XTAL2分别用作晶体振荡电路的反相器输入端和输出端，两端之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。这个部分给单片机提供工作节拍，可称为单片机的主频。上图2.1.1-1中RST为复位信号输入端，复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序，并使其它功

24、能单元处于一个确定的初始状态。本复位电路采用的是按键复位，它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，它兼具上电复位功能。因本系统的晶振的频率为12MHz，所以，复位信号持续时间应当超过2S才能完成复位操作，同时该输入端为内部RAM的备用电源输入端，当主电源Vcc一旦发生断电或电压降到一定值时，可以通过该端口为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使Vcc上电后能继续运行。程序下载口采用10针JTAG;能对此设计进行在线调试，在软件烧写方面相当方便。I/O口扩展可用于系统外围电路后期在扩展升级同时在P0口接上拉电阻。在AT89C51单片机方面，兼容标准MCS-51指令系统

25、；其是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。AT89C51单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM;有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ,因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP,TQFP和PLCC三种封装形式。上图就是PDIP封装的引脚

26、排列，下面介绍各引脚的功能。P0口：8位、开漏级、双向I/O口 。P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每个引脚可吸收8个TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表

27、2.1.1-1所示。表2.1.1-1 P3口的替代功能引脚符号说明P3.0RXD串行口输入P3.1TXD串行口输出P3.2/INT0外部中断0P3.3/INT1外部中断1P3.4T0T0定时器的外部的计数输入P3.5T1T1定时器的外部的计数输入P3.6/WR外部数据存储器的写选通P3.7/RD外部数据存储器的读选通RST：复位端。当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。ALE/ ：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的输出脉冲。在Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（）。在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率

28、发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如果希望禁止ALE操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活，否则ALE引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。：外部程序存储器读选取通信号。当AT89C51在读取外部程序时， 每个机器周期 将PSEN激活两次。在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个信号。/Vpp：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令，必须接地，然而要注意的是，若对加密位

29、1进行编程，则在复位时，的状态在内部被锁存。执行内部程序应接VCC。不当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程电压。XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器输出端。2.1.2 电源模块设计如图2.1.2-1和图2.1.2-2为红外遥控电风扇电源供电部分：图2.1.2-1 稳定输出直流12V图2.1.2-2 稳定输出直流5V变压器原边为工频交流220V电压，经过变压后，变压器副边的电压变为交流9V，9V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流15V电压，直流15V电压作为LM7812的输入电压，LM7812输出+12V电压

30、，其作为电风扇（模拟）工作电压；同时输出的+12V直流电压经过LM7805且稳定输出+5V直流电压，这为单片机和系统中液晶显示、红外接收头、温度传感器等提供工作电压，图中D6为整流桥，它由长方形模块封装电桥形式。为了防止电源的干扰信号，加入C5、C6、C11、C12滤波电容进行杂波滤除；C7、C8、C9、C10用于防止自激振荡和抑制电源的高频脉冲干扰。一般取0.11F。 2.1.3 电风扇驱动电路设计电风扇驱动电路主要由光耦、NPN型三极管、继电组成；其中，光耦原理即是：当输入端加电信号时，发光器发出光线，照射到受光器上，受广器接受关系后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了电-光-电的转换

31、。 普通光电耦合器智能传输数字信号（开关信号），不适合传输模拟信号。线性光电耦合器是一种新型的光电耦合器件，能够传输连续变化的模拟电压或电流信号，这样随着输入信号的强弱变化会产生相应的光信号，从而使光敏晶体管的导通成都也不同，输出的电压或电流也随之不同。该设计中的PC817光耦不但可以起到反馈作用，还可以起到上下级电路隔离作用，保护电路。三极管在该电路中主要是电流放大作用。继电器简答来讲就是一种用弱电控制强点的装置：当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流，线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路，在磁场的作用下，衔铁吸向铁心极面，从而推动触点常闭触点断开，常开触点闭合；当线

32、圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁吸力时，衔铁回到初始状态，常开触点断开，常闭触点接通。根据以上器件特性，设计电路如图2.1.3-1所示：图2.1.3-1 电风扇驱动电路从图2.1.3-1可知，由P20和P21NET标号端输入TTL电平信号，在此我们以P20NET标号端输入低电平，则光耦内部发光器导通放光，内部受光器感光后导通，光耦整体工作有电流输出，输出地电流经过三极管放大后，结合外部电压驱动继电器工作，然后继电器的常开触点与12V电压导通，形成回路，LED灯亮，驱动电风扇的转动，达到弱电控制强电的效果；图中的D1/D2二极管在起到保护电路的作用（防止电感中线圈产生的反向电动势对

33、电路造成影响）。 2.1.4 温度传感模块设计在现代电子行业如温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统，温度传感器担任重要角色，它能根据系统任务，实时监测环境温度并通过系统MCU判断做出相应的处理，其中应用广泛的单总线DS18B20温度传感器具有如下特点：独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 可通过数据线供电 零待机功耗 测温范围-55+125，以 0.5递增。温度以9 位数字量读出 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件DS18B20设计电路图2.1.4-1所示：图2.1.4-1 DS1820温度传感器接口电路图2.1.5 红外接收模块设计随着家用电器、视听

34、产品的普及，自动化智能设备的广泛应用，红外遥控在一些手动操作不太方便的场合，可以使用其代替手动操作，比如可以利用家中现有的彩电遥控器，控制其它没有遥控功能的电器（如电灯、计算机、音响、电脑、打印机、饮水机、热水器等），方便生活。在特性参数方面红外接收探头，接收红外信号频率为38kHz，周期约26s；因此要想实现红外遥控功能，就需要对其进行解码，其中解码分为硬件解码和软件解码两大部分；但硬件解码需要使用与遥控器相配套的专用的解码器芯片，而解码芯片一般不易得到，价格也较贵，或者自行开发解码电路（但电路太复杂，性能欠佳）；相反软件解码可以不考虑遥控器的芯片是什么型号的，因为我们只需检测到它的发射编码

35、，然后用软件方式来对它进行处理，从而得到所要的信息。软件解码具有灵活、硬件精简（仅需集成红外接收头和一片单片机）、可靠性高，成本低等特点。经以上的论证，可以采用软件解码方案，成本低，方便实现，并且系统整体性能和可靠性高。本设计即采用软件解码方案，以下是红外接收模块电路原理图2.1.5-1：图2.1.5-1 HS0038接口电路图2.1.6 液晶显示模块设计在单片机通用数码管作为显示的情况下，考虑到数码管显示效果不佳且显示信息不全面且硬件电路设计复杂的缺点，本设计输出终端运用LCD1602液晶显示模块；此液晶显示有人机界面友好，编程简单且硬件电路简洁等优点，能随温度值的变化和遥控电风扇档位变化可

36、在液晶屏上动态显示出相应值和状态；此液晶显示模块设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口，其引脚定义如下表所示：表2.1.6-1 字符型LCD引脚定义 引脚号引脚名电平输入/输出作用1Vss电源地2Vcc电源（+5V）3Vee对比调整电压4RS0/1输入0，输入指令；1，输入数据5RW0/1输入0，向LCD写入指令或数据；1，从中读信息6E1,1-0输入1时读取信息，1-0（下降沿）执行指令7-14DB0-DB70/1输入/输出数据总线15A+VCCLCD背光电源正极16K接地LCD背光电源负极熟悉了LCD1602的引脚定义，下面是此显示模块硬件原理图2.6.1-2：图2.1.6-2 LCD

37、1602电路接口原理图从图2.1.6-2可知，该模块第一脚和第十六脚接地，第二脚由+5V电源供电；第三脚接入阻值为10k的滑动变阻器，通过调节滑动变阻器可以调节液晶显示屏幕的亮度和对比度；第四五六总体称为段选引脚，通过编程实现显示器读查忙：输入RS=L,RW=H,E=L-H；写命令RS=L,RW=L,E=L-H：写数据：RS=H,RW=L,E=L-H.第七至第十四脚为数据接口引脚（数据总线），用于输入输出数据。2.2 系统硬件电路总结该系统首先由红外遥控器发射信号，紧接着主板上的一体化红外接收头接受到数据并送入单片机进行解码，单片机通过解码后做出相应的控制判断，把某管脚电平置低，从而控制了电风

38、扇遥控电路工作，风扇转动；同时系统采用LCD1602显示，时尚大方，温度采集系统也是附加部分，能实时采集当前温度并可设置温度上下限报警阀值。3 红外遥控电风扇软件设计3.1 软件设计原理该遥控器采用脉冲个数编码，为了使接收可靠，第一位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms。当某个被控电器的电源开关被按下时,单片机先读出键值,然后根据键值设定遥控码的脉冲个数,再调制成40kHz方波由红外线发光管发身出去。当红外线接收器输出脉冲帧数据时,第一位码的低电平将启动中断程序,实时接收数据帧.在数据帧接收时,将对第一位(起始位)码的码宽进行验证.若第一位低电平码的脉宽小于2ms,将作为错

39、误码处理.当间隔位的高电平脉宽大于3ms时,结束接收,然后根据累加器A中的脉冲个数,执行相应输出口的操作.3.2 设计任务的确定根据设计硬件确定软件设计任务3.3 程序设计部分 此设计中的程序设计分为总程序设计部分和子程序设计部分，这样避免了一个程序流程图表述整个系统的繁杂性，通过主流程图和子程序模块，很清晰明了的阐述了系统软件设计流程。3.3.1 遥控发射部分软件结构图及其功能说明开始初始化调用键扫描子程序图3.3.1-1 主程序图上图3.3.1-1遥控发射的主程序，首先初始化程序,然后调用键扫描处理子程序如图3.3.1-2所示：扫键开始返回逐行扫描，按P口值查键号按键号转至相应的发射程序键

40、按下？NY图3.3.1-2 键扫描子程序扫键过程:首先判断控制键是否按下,若有控制键按下则进行逐行扫描,按照P口值查找键号.最后按照键号转至相应的发射程序如图所示。发射开始装入发射脉冲个数（R1）发3ms脉冲停发1ms发1ms脉冲（R1）-1=0返回停发1msYN图3.3.1-3 红外信号发射子程序红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时若发射脉冲个数为1则返回主程序,若不为1则发1ms脉冲,然后停发1ms脉冲,这样便结束整个发射过程.在实践中,采用红外线遥控方式时,由于受遥控距离,角度等影响,使用效果不是很好,如采用调频或调幅发射接收码,可提高遥

41、控距离,并且没有角度影响,流程如3.3.1-3 红外发射子程序图：3.3.2 遥控接收部分软件结构图及其功能说明红外接收解码应用中断原理，于中断过程:首先判断低电平脉宽度是否大于2ms,若脉宽不到2ms,则中断返回，如图3.3.2-1接收子程序流程图：中断开始接收并对低电平脉冲计数中断返回按脉冲个数至对应的功能程序低电平脉宽>2ms高电平脉宽>3ms？NNYY图3.3.2-1 接收子程序若低电平大于2ms,则接收并地低电平脉冲计数,接下来看判断高电平脉宽度冲是否大于3ms,若脉宽不到3ms,则返回上一接收计数过程;若高电平脉宽大于3ms,则按照脉冲个数至对应功能程序.此时中断返回.

42、4 红外遥控电风扇总体设计4.1 红外遥控电风扇控制要求本设计需实现温度检测并在液晶显示器上显示以及设定上下限温度报警阀值，同时能根据红外遥控器遥控电机转速，实现红外控制风扇快速、中速、慢速三级档位功能。4.2 总控制程序设计 如图4.2-1总控制程序流程：开始红外接收解码结束温度采集显示、阀值报警红外发射电机驱动，电风扇档位调整 图4.2-1 总控制程序图4.3 运行 程序仿真编译通过，经下载到本硬件设计中，能实现红外遥控电风扇功能和附加温度采集功能，各项功能达标如图4.3-1：图4.3-1 温度仿真5 结束语在设计制作红外遥控电风扇的过程中，深切体会到，实践是理论运用的最好检验。本次设计是

43、对自身所学知识的一次综合性检测和考验，无论是动手能力还是理论知识运用能力都得到了提高，同时加深了对网络资源认识，大大提高了查阅资料的能力和效率，有充足的时间投入到电路设计当中。本系统的研制主要应用到了模拟电子技术、数字电子技术、单片机控制技术、电子工艺等多方面的知识，所设计的基于单片机程序控制的红外遥控，达到了应用要求。在数据测试和调试方面，本系统各项功能指标达标满足设计要求。在这次设计中我明白了红外线的基本的特点，不仅在家用电器方面有足够的发展，在许多领域更有发展前途，可以高温杀菌，红外线夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感应门等

44、更多的领域有发展空间，让人们的生活更加方便。此外在军事上有较大的发展空间，它可以在晚上很好的可见性，这是其它的光线所没有的特点，能在未来军事上有不可小觑的优势。总之，本次设计我的红外线家用开关控制系统不仅使我对红外线有了较大的认识，而已让我认识到一个系统设计的具体过程；这是很具有影响力的。6 致谢最后，我要感谢我们的指导老师康万新老师，在大四这几个月内他一直耐心的指导我做设计。康老师的专业知识渊博宽广、治学严谨科学、待人和蔼可亲幽默风趣无不影响着我，同时还为我们解答各种疑难问题，使我受益匪浅。经过几个月的设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有坚实的理论基础和有过实际动手调试电路

45、的经验。此次的设计在老师的帮助和自己的努力下能完成各项任务功能，同时，不足之处还希望各位评委老师给予指正与建议。附录1：红外遥控电风扇完整原理图附录2：红外遥控电风扇PCB图附录3：红外遥控电风扇实物图附录4：红外遥控电风扇部分源程序红外解码程序：/*外部中断0函数 */void ex0_isr (void) interrupt 0 using 0/外部中断0服务函数 static unsigned char i; /接收红外信号处理 static bit startflag; /是否开始处理标志位 if(startflag) if(irtime<63&&irtime&g

46、t;=33) /引导码 TC9012的头码，9ms+4.5ms i=0; irdatai=irtime; /存储每个电平的持续时间，用于以后判断是0还是1 irtime=0; i+; if(i=33) irok=1; i=0; elseirtime=0;startflag=1; /*定时器0初始化 */void ISPInit(void) /定时器0初始化 TMOD=0x12; /定时器0工作方式2，TH0是重装值，TL0是初值 TH0=0x00; /重载值 TL0=0x00; /初始化值 TH1=(65536-100)/256; TL1=(65536-100)%256; /定时0.1mS ET0=1; /开中断 ET1=1; TR0=1; IT0 = 1; /指定外部中断0下降沿触发，INT0 (P3.2) EX0 = 1; /使能外部中断 EA = 1; /开总中断 /*红外键值处理*/ void KeyPro(void) /红外键值散转程序 switch(IRcord2) case 0x44:speed+;if(speed=6)speed=1;break;case 0x40:speed-