【《基于51单片机的智能红外遥控暖风机结构设计》7900字】

基于51单片机的智能红外遥控暖风机结构设计摘要这几年来，红外技术就像乘坐了高铁，急速前进着，而且产生了多类红外装置以及电子设备，它们悄无声息的进入了我们的生活，和我们的生活息息相关。红外遥控装置包含两大方面，分别是发射系统以及接收系统。发射系统的实质就是由单片机控制的一个遥控器，也就是简易的红外遥控器，它通过发出信号让其他各部分原件来执行，一步一步将命令发出，同时红外将接收的信号发送，等待新的命令发出；相类似的，接收电路对已调好的信号进行操作，与之成为同一种数据，相同的信号，然后能够正常输出。本设计采用51单片机,以及红外遥控器进行智能控制,从而更加轻便，操作简单，让人可以一眼看懂，不会出现任何差错，因为它不会受任何影响，通过遥控上的按键或者万用板上的按键，可以来回切换热风和冷风，满足本设计的要求，也和设计名称相符。该设计十分清晰明了，由此可以运用和发明出多种让人简单而有意义的日常生活用品。对我本人而言，本设计的研究，让我可以充分的把我在大学学到的各类专业知识用到实际的电路和资料中，同时夯实自己学到的知识。关键词：单片机；遥控器；红外；目录8937一、绪论 一、绪论在我们的日常生活中，很明显，随时社会的进步，科技的与日俱进。同样的，我们的更新换代也是很迅速的，生活水平有了很好的改善，慢慢的，当下生活水平不断提升，人们对物质要求越来越高，科学技术的不断提高。现在，家电智能化花样多品类多，形成了成功的飞跃。采用人工智能，电子信息等各类先进的电子设备以及家居电子产品很多很多。电子设备的发展特别前卫和时尚，有一定的相似性。怎么说呢，那就是通俗易懂且操作简单。然而，设计一种新型并且带有多功能的暖风机，具有很高的实用价值，一定会受到广泛的好评。1.1红外遥控技术的简介红外技术，红外通讯技术和遥控技术的合并为红外遥控技术[1]。红外线，我们是看不到的，而它比较独立，它是一种很好的传输信息的载体。近年来红外遥控技术取得了让人不可思义的成就，在家用电器，电子设备以及其他电子产品都被应用于此。人们的见识和操作随之简单，需求越来越多，人们对简单轻便的电子产品更加青睐，更加简单而更加人工智能，从而把红外遥控技术体现的淋漓尽致。1.1.1红外技术大家应该都知道，红外线还有一个名字被叫做红外光波，而这种红外光波，十分奇妙。我们在初中的时候，相信大家都了解过了，也叫做红外线，小时候大家手里把玩的那个，有一束光，大家叫做红外线，这个叫法是错误的，当然了，红外线我们的肉眼可是看不到的。红外技术的长处：1.很难发现它，善于隐藏；2.在各种各样的环境下都可以完全适合；3.成本较低、而且便宜，速度快、带宽几乎不受其他装置的限制；1.1.2红外通信技术我们会通过红外通讯技术的红外线来了解信息的正确性，根据信息的是或否来进行下一步的操作。它不需要实体连线，容易操作并且价格比较低廉，所以越来越多的红外设备随之出现。红外通信技术的用途就是传输数据，而我们知道红外线的波长很短，它不能随意调整位置，相对的，它的频率也很高。而红外线对我们人体也是有很大的益处，它可以使温度升高，比如：血流加快，加强物质的代谢，还可以治疗慢性炎症，改善血液循环等。1.1.3遥控技术一开始，无线遥控装置采用的是电磁波传输信号，因为它容易受到其他因素的干扰，所以现在的人们大多采用超声波来传输信号。具有光波的直线传播特性，不易受到外界影响，是完美的信息传输工具。1.2红外遥控的发展及现状在我们的日常生活中，家用电器大部分为红外遥控，在汽车影象定位方面也被广泛应用。红外遥控的特点是对周边及其他电器设备无负面作用。因为它不能穿透障碍物，所以每个屋子的电子设备可以使用同一款遥控器，而不会产生交叉干扰;其次电路安装简易，只要按说明书连接正确，就可以立即使用;编解码简单，可进行多个方面遥控。所以，在家用电器中，红外遥控使用最为广泛。在15年前，我国的遥控设备产量大约占全球的五分之四，它的出口量逐年增长，出现供大于求的现象，其价格不断下降，但高端产品的价格仍在上涨，所以在未来几年之内，

我国工厂以中低端红外产品为主，而技术较强的工厂以生产射频遥控器为主。因为我国工厂可提供多种型号的红外线遥控器。中国工厂可为全球提供各种型号的遥控器。中国地大物博，需求量十分庞大。就拿我国的某些工厂来说，它们对红外遥控设备需求量十分巨大，而我国南方主要的工厂每年对其遥控芯片的需求量在大几千万以上。综上所述，红外遥控技术的发展，在我国有广阔的市场前途，我相信，随着科学技术的进步，整个相关行业都会迈上一个新的台阶。1.3设计任务1.设计一个红外遥控系统同时进行仿真；2.设计一个可以控制暖风机的简易红外遥控器，使它可随时控制暖风机的工作状态，且设计一个暖风机开关，同样的，按键分别控制温度高低的，可以保证暖风机在正常工作下，当必要的时候可以进行温度切换。3.明白控制距离应该是多少，更应该清楚单片机和遥控器的工作电压是多少，这样，才可以进行设计。为了进行实验方便，电源可用USB接口代替，或者接通一个移动电源即可。1.4单片机的介绍什么是单片机，可以说它是一个迷你的小物件，因此它是一个简单而方便的微控制器，小巧轻便，可以说它是一个迷你的小物件，由于它犹如我们的电子产品一样，发展速度超乎我们的想象，以前的叫法已经不能满足现在的它了。单片机系统具有使用方便、价格低廉、使用方便、安全稳定等特点，供应链管理的发展是一场重大的产业革命和技术革命。单片机的优点：1.小巧轻便，质量轻。2.适应于各种电子产品，可以说是无处不在，可以工作好长时间都不会出错。3.发展速度极快，令人无法想象，前景广阔。4.易于安装，多种应用程序。

二、系统总体设计这个设计是以单片机为主要，通过红外遥控器的各个按键代表其功能从而来控制暖风机的开关装置以及温度的切换、液晶显示屏的显示情况。红外发射系统和红外遥控接收系统来组成红外遥控装置[2]。发射系统的实质是由单片机控制的一个遥控器，也就是简易的红外遥控器，它通过发出信号让其他各部分原件来执行，一步一步将命令发出，同时红外将接收的信号发送，等待新的命令发出；相类似的，接收电路对已调好的信号进行操作，与之成为同一种数据，相同的信号，然后能够正常输出。发射系统负责发出指令，51单片机为主要，通过按键，经过红外，发射指示灯，让系统进行正常工作。如图2.1。发光二极管灯亮，从而知晓命令已发出，提示下一步的操作进行。图2.1发射系统电路图接收部分负责接收，指示灯，定时器，调温控制为暖风机是一体。按照指示使得暖风机正常工作。各个模块缺一不可，通过接收信息，从而完成下一步的指令。如图2.2。图2.2接收控制系统图2.3红外遥控基本原理

三、系统硬件电路设计由于设计需要有分布的说明，我们要做好足够的分析与计算，细致的做好一切准备。整个系统以51单片机为主要，可以接收所有元器件发来的数据进行解析，可以确保实验的安全准确进行。接下来，我将对每个模块进行介绍。3.1单片机系统电路3.1.1AT89S51的介绍本系统采用的是通用的51系列单片机[3]。这类单片机的运算能力以及其他方面较强，软件的编程比较轻捷，价格低廉，比较便宜，对于现在来说，技术明显非常成熟，在电子设备和电子产品中，必不可少。如图3.1所示。图3.1AT89S51引脚图3.1.2时钟电路我们现在应该对51单片机十分了解了，战术信号通常以两种圆形形式到达：内部振动和外部振动。系统设计假设内部振动模式，如图3-3所示，MCS-51具有一个用于振荡器的高增益反向放大器，引脚xtal1和xtal2是放大器的输入和输出，由于电路简单，时钟信号稳定，这种方法在实际中经常使用。。这个系统的振荡电路都是通过内部振荡来实现的，具体电路如图3.2所示：图3.2内部振荡电路图由于电容的不同，我们的选择也是很重要的，因此，石英晶体是最适合的不能混为一谈，陶瓷谐振器一般采用40pF±10pF。此系统将会实用用石英晶体谐振器来进行。3.1.3复位电路复位不干扰RAM的内容。当它复位后，PC会朝向0000H单元，这样单片机就会从一开始的地方0000H单元重新开始进行刚才的程序。因此，当我们在使用单片机的时候运行失误，产生错误的时候，不要手忙脚乱。或者系统一直反复进行同一个程序时，我们可以按复位键来让系统重新启动，从而让程序继续进行。上电自动复位和按钮复位是51单片机的两种复位方式，这两种复位方式毫不一样，前者通过电阻相连，而后者通过微分电路的脉冲，从而达到目的。相比之下，最重要的便是复位电路参数的选择，它应该尽可能的保证复位高电平的持续时间比2个机器周期大于两倍左右，只有这样，才能保证复位电路的正常运行。电路图如图3.3所示：图3.3复位电路3.2遥控器键盘电路3.2.1键盘种类键盘可分为两类，而我们本系统采用非编码键盘，如图3.4所示：图3.4非编码键盘电路3.2.2键盘的延时抖动当我们进行实验操作时，我们可以进行提前测试，通过多次按键开关，让它达到一个平稳的状态，就会有一个短小的瞬间的抖动。当然了，为了可以保证装置的可靠，确保每一次按键都有确定的一次运行，我们是必须消除抖动的。3.3红外遥控发射电路3.3.1红外遥控信号的编码1.编码的论述什么叫做编码呢？我们可以初步清楚它的字面意思。编码是一种计算机编程语言的代码，这一过程，那就是我们常说的转换，从一种形式转换成另一种形式，但它的本质不变。一般，将一些文字，数字或者字母转换成数码或者信号。编码，在我们生活当中处处存在，什么地方都离不开它。大到汽车，小到儿童的玩具，处处都有。2.按键的编码在需要装置运行时，按下遥控器按键，，而遥控器就会根据我们的指令发出一个代码，我们会叫做一帧数据，也就会得到一个新的信息。由于它们每个的功能和对其部位产生的效果不一，编码格式如表1所示。用户码8位用户反码8位数据码8位数据反码8位表1遥控编码格式3.3.2液晶显示图3.5液晶显示电路设计LCD1602A是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02[4]。在大家日常生活中，我们对液晶显示可以说是非常熟悉了，处处都能见到它的影子，印象最深的就是小时候的游戏机。液晶显示模块应用于各类电子产品，如在计算器、万用表、很大很大，可以说只要有数字，字母的地方都有，它给我们提供了很大的帮助，也为我们提供了我们需要的信息。3.3.3载波信号产生、调制电路红外发射管通常用38kHz的载波发射信号。为了减少定时器资源，减轻单片机CPU的工作量。其电路图如图3.6所示:图3.6载波信号图3.3.4红外发射管驱动电路发射电路的元器件为红外发光二极管。它正常工作的时候是可以发光的，它和其他的发光二极管不一样，它是我们可以人为去改变它发出的光。因此，由于它是可见光，在光谱图中，我们是可以看到的，而红外发光二极管，它会随着两端电压的改变而改变。见下图3.7所示。图3.7红外发射管驱动电路3.4红外遥控接收电路红外遥控发射器的代码被接收器进行解码。接收模块具有自动滤波的功能，尤其对载波时其功能放到最大化，并且完成了红外信号的一系列任务，还对遥控信号的编码电流进行解码。为了让红外遥控接收装置更加好用，我们使用的是价格低廉，性价比最好的一体化红外接头。3.5暖风机控制电路红外遥控器经过按键控制暖风机的功能，还有液晶显示模块显示日期。空气加热器的控制部分包括空气加热器的定时、指示灯和温度控制模块。其功能由遥控器：按键控制:1键开启冷风，2键开启低热风，3键开启高热风，4时间的设置和校准，5键开关机键。3.5.1指示灯电路图3.8指示灯电路功能如表3.9所示。灯P2.7-P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0十六进制颜色D1F1110OFEH绿D2F1101OFDH黄D3F1011OFBH红表3.1温度控制指示灯按键显示如实物图所示：3.9实物图3.10实物图P0.7-P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0十六进制功能F1110OFEH冷风F1101OFDH低热风F1011OFBH高热风表3.11定时处理功能表3.5.2温度控制电路P0口接温度控制电路，主要实现冷风，热风的相互切换。其电路图如图3.12所示：图3.12暖风机的温度控制电路3.6红外遥控暖风机总电路发射系统电路图如图3.13，接收系统电路图如图3.14。图3.13发射系统电路图图3.14接收系统由路图四、系统软件程序设计4.1

Keil软件接着，硬件结束了，同样，装置的设计不单单有硬件设计，还有软件设计。那就使用到了Keil软件。这个设计的完成，和我们的软件是分不开的。利用本软件，我们可以用它来做到汇编语言编程，不管多么复杂，多么强大的仿真调试，都会变得十分简单。4.2红外遥控系统发射程序设计发射数据流程图如图4.1所示，键盘扫描流程图如图4.2所示。4.1发射数据流程图4.2键盘扫描流程图4.3红外遥控接收系统程序设计接受系统总流程如图4.3所示：图4.3接收系统总流程图NN按键处理流程图如下图所示：图4.4按键处理流程图

五、系统仿真5.

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Proteus软件这个设计使用Proteus软件进行仿真Proteus是一个设备齐全的EDA工具，它包含了其他类似软件几乎所有的优点：智能软件设计（完整的设备库、快速搜索功能、智能布线设计、支持多种设计结构、高质量的图像）、几乎所有的模拟功能（protein，近30000个组件，不同类型的刺激物供选择，各类虚拟仪器，逼真显示，高级图形仿真），单片机协同仿真功能（支持大部分CPU，支持公共风格，电路控制调试，编程）。第一次认识学习Proteus软件是在大三的时候，第一次见到它，才知道一个软件有这么多的学问，能把一个系统完美的在电脑桌面实现出来，直观立体的说明了系统是如何运行的。拥有完善的电路仿真功能。通过运用虚拟，绘制原理图，输入编号的代码文件。来将系统展示实物的运行状态的过程。Proteus是一个了不起的电脑软件，给予了人们巨大的方便，它能将实验运行过程形象化，能让一筹莫展的你瞬间眼前一亮，知道自己下一步该怎么做，怎么将这个实验运行下去，得到最终的仿真效果，不仅让自己，甚至别人，能一目了然的知道你的实验目的，实验结果和想要表达什么。作为一名大学生，平时的课程设计，毕业设计是必不可少的，平时，通过做课程设计，来锻炼日后的毕业设计，增强对硬件设计和软件设计的认识。也为我们毕业之后的就业奠定了夯实的基础。使用Proteus软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和电脑多媒体技术相结合的综合运用，可以起到自己动手的能力，可以培养我们的电路设计能力以及仿真软件的操作能力；让我们现学现用，从而对仿真软件更加孰能生巧。Proteus不仅使MCU的功能更加终身化，而且使MCU的操作更加直观、易于评价。这是实验中难以达到的效果，是普通实验室无法达到的，它可以改善实验中的难点任务，提高工作效率，改变固定的工作方法。5.

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Proteus仿真过程程序的软件部分是在keil软件环境下编写的，用一个软件仿真插件来检查程序的正确性和修改错误的程序。其流程图如下图5.1所示。图5.1Proteus仿真与设计流程图图5.2Proteus设计流程图5.3

Proteus仿真结果因为仿真软件多多少少会有一点误差，因此，我们只对其中的一部分进行仿真，并不会影响仿真的最终结果。编码部分由示波器来显示，点击运行，首先，第一个LED小灯会亮，其次，第二个小灯表示冷风，装置正常运行。点击切换，第二个小灯亮，表正常工作，热风开启。1键和2键可相互切换，1键代表冷风，绿色的LED灯亮，2键代表热风，红色LED和橙色的LED灯同时亮。3，4，5键表液晶显示屏显示时间。图5.3键1的编码数据图5.4键1的解码显示键1的编码、解码仿真图如图5.3、5.4：键2的编码、解码仿真图如图5.5、5.6：图5.5键2的编码数据图5.6键2的解码显示键3的编码、解码仿真图5.7、5.8；图5.7键3的编码数据图5.8键3的解码显示键4的编码、解码仿真图如图5.9、5.10：图5.9键4的编码数据图5.10键4的解码显示键5的编码、解码仿真图如图5.11、5.12：图5.11键5的编码数据图5.12键5的编码数据

结论经过为期三个月的研究和辛勤,智能红外暖风机的设计差不多已经初步完成，顺利的完成了毕业设计所要求的任务。在此期间，我通过网上查阅关于单片机以及红外遥控器，暖风机，还有各大元件的资料，然后自己进行做实物，在万用板上进行焊接。我设计的是智能红外暖风机，可以通过遥控器开关或者万用板上的按键，来开启装置，还可以通过按钮来开启冷风，热分，冷热风可以随意切换。通过毕业设计我懂得了，不管什么事都要认认真真，按部就班，一步一步的来，不要一口气把这件事情做好。通过这次毕业设计，我新学到了很多以前不知道的东西，包括WPS的好多技巧。还有流程图和程序图的绘制，当然，离不开同学们的帮助和老师的辅导。红外遥控发射器的代码被接收器进行解码。接收模块具有自动滤波的功能，尤其对载波时其功能放到最大化，并且完成了红外信号的一系列任务，还对遥控信号的编码电流进行解码。为了让红外遥控接收装置更加好用，我们使用的是价格低廉，性价比最好的一体化红外接头。在此过程中收获了不少之前在课堂上没有想到过的心得，不仅如此，在这个过程中我也学会了很多对于调整心态的东西，比如在调试过程中遇到问题的解决方法，验证电路的可行性，失败是成功之母，在做实验与论文报告的撰写中，难免会遇到很多自己不懂的东西，这个时候对于自己的自我综合素质的提升中收益颇多。对自己以后的学习和工作有很大的裨益。时代在不断发展和进步，科学技术是第一生产力，只有不断创新和变革才是真正的科学精神，如果科技不能应用于生活，那么科技的力量就不是那么重要了，而21世纪是个科技信息大爆炸的时代，红外遥感技术方便了人类的生活，对于AI智能的控制有了更便捷的可能，我们利用的不过是技术的实践，谈不上什么发明创造，只是前人栽树后人乘凉而已。我们今天科学技术的发达毋庸置疑，我们能做的只是让前端科研技术成果更加便捷的为人类使用，让普通人实现对于技术的可视化与可控化。我不仅加深了对以前学习内容的巩固，还通通都运用到设计中来，完美的把硬件的知识和软件的知识贯穿起来。我自己能独立完成这次毕业设计，我自己很满足了。。

参考文献[1]刘银汉.采用单片门电路设计的[J].荆门职业技术学院学报.2007,

(12).39-41.doi:10.96