基于单片机的红外遥控电扇设计.docx
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基于单片机的红外遥控电扇设计
基于89C2051单片机的红外遥控电风扇控制系统设计及程序
概述
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。
一、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。
1.工作原理及组成部分
(1)CPU采用AT89C2051单片机,AT89C2051的功能:
和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、2.7V~6V的操作范围、全静态操作:
0Hz~24MHz、两级加密程序存储器、128×8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。
2.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。
3.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45~63ms之间。
(4)其相关的波形图如下:
4.硬件设计
硬件设计见电路原理图(3)所示。
5.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:
二、电风扇控制板
1.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AT89C51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2×8V,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
2.设计方案
(1)控制部分
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。
相应的指示灯点亮。
参见(图7)
K5:
具有开机功能和关机功能
(2)风类
自然风的处理流程
睡眠风的处理流程
正常风的处理流程:
(3)工作方式:
分为手动和遥控两种方式。
4.硬件设计:
参见(
5.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:
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:
;=============电风扇红外发射(遥控器)程序=====================================
;按键说明:
;K1:
低风档,键值为01
;K2:
中风档,键值为02
;K3:
高风档,键值为03
;K4:
彩灯档,键值为04
;K5:
自然风档,键值为05
;K6:
睡眠风档,键值为06
;K7:
正常风档,键值为07
;K8:
定时档,键值为08
;K9:
开关机,键值为9
;采用4×1.5V供电,用89C2051作CPU芯片,当没有按键按下时,进入待机状态
;按键采用INT0进行中断,只采用了8个按键
;==============================================================================
$include(2051RAM.INC)
;$include(REG51.INC)
ORG0000H
JMPMAIN
ORG0003H ;INT0的中断入口
JMPKEY_INT0
ORG000BH ;T0的中断入口
JMPFM_T0
ORG0100H
;------------------------------------------------------------------------------
;进入主程序
;------------------------------------------------------------------------------
MAIN:
MOVR0,#7FH ;预使用单元清0
CLRA
MAIN0:
MOV@R0,A
DJNZR0,MAIN0 ;清缓冲的地址单元值
MOVSP,#60H
MOVP1,#00001111B ;将P1置输入
CLRKEYON
CLRIT0 ;设置电平触发
SETBPT0
SETBEX0
SETBEA
MOV40H,#0FFH
MOV41H,#0FFH
MOV42H,#0FFH
CLRDATAOUT
CLRFMOUT ;38K的中断初始值
MOVTMOD,#02H ;T0的工作方式2
MOVTH0,#0F7H ;送初值
SETBFMOUT
CLRTR0 ;1/3的高电平标志
MOVR2,#02H ;2/3的循环次数
DJNZ40H,LOOP1
DJNZ41H,LOOP1
DJNZ42H,LOOP1
MOVPCON,#01H ;进入待机
LOOP1:
JMPMAIN
;=============================================================
;中断程序:
完成其按键按下的标志位
;=============================================================
KEY_INT0:
PUSHACC
PUSHPSW
CLREX0
MOVA,P1
CPLA
ANLA,#0FH
MOVR2,A ;将行号存入R2中
MOVP1,#0F0H ;将列置输入端
MOVA,P1
CPLA
ANLA,#0F0H ;取列号并存入A中
MOVR1,#03H ;置列初号
MOVR3,#03H ;置循环次数
CLRC
PINT01:
RLCA ;取列号
JCPINT01
DECR1
DJNZR3,PINT01
PINT02:
MOVA,R2 ;取行号
MOVR2,#00H
MOVR3,#03H ;置循环次数
PINT03:
RRCA
JCPINT04
INCR2
DJNZR3,PINT03
PINT04:
MOVA,R2
CLRC
RLCA
RLCA
ADDA,R1
MOVSENDBUF+2,A ;键号存于32H单元中
CPLA
MOVSENDBUF+3,A ;存键号的反码
MOVSENDBUF,#0FFH ;系统码在30H单元中
MOVSENDBUF+1,#00H ;系统反码在31H单元中
LCALLSEND
SETBET0 ;发送引导码
SETBTR0 ;启动T0
LCALLPP ;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INT0
MOV40H,#0FFH
MOV41H,#0FFH
MOV42H,#0FFH
POPPSW
POPACC
RETI
;=============================================================================
FM_T0:
JBF0,IT01
DJNZR2,GRET
MOVR2,#2
IT01:
CPLFMOUT
CPLF0
GRET:
RETI
;==============================================================================
;引导脉冲子程序
SEND:
SETBDATAOUT
LCALLDY9000us
CLRDATAOUT
LCALLDY4500us
RET
;==============================================================================
;发送四个缓冲单元中的内容程序:
PP:
MOVR3,#4 ;发送的字节数
MOVR1,SENDBUF
PP0:
MOVR2,#08H ;让其循环8次
MOVA,@R1 ;将数据首址
CLRC ;清CY
PP1:
RRCA ;右环移带进位
JCONE ;若C等1
ZER0:
SETBDATAOUT ;若C等0
CALLDY562us
CLRDATAOUT
CALLDY562us
ONE:
SETBDATAOUT
CALLDY562us
CLRDATAOUT
CALLDY1687us
DJNZR2,PP1
INCR1
DJNZR3,PP0 ;等四个字节的发送完
RET
;=========================================================================
DY1687us:
MOVR31,#38
L2:
PUSH R31
L3:
DJNZ R31,L3
POP R31
DJNZ R31,L2
RET
;========================================================================
DY562us:
MOVR31,#20
L22:
PUSH R31
L33:
DJNZ R31,L33
POP R31
DJNZ R31,L22
RET
;==========================================================================
;延时9000us子程序:
DY9000us:
MOVR31,#91
L2A:
PUSH R31
L3A:
DJNZ R31,L3A
POP R31
DJNZ R31,L2A
RET
;==============================================================================
;延时4500us子程序
DY4500us:
MOVR31,#67
L2B:
PUSH R31
L3B:
DJNZ R31,L3B
POP R31
DJNZ R31,L2B
RET
;==============================================================================
DY10S:
MOVR6,#10
L2C:
MOVR4,#2
L3C:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR4,L3C
DJNZR6,L2C
RET
END
INC文件内容
;-------------------------------------------------------------------------------
;AT89C2051内存RAM分配 Fiel=2051ram.INC
;-------------------------------------------------------------------------------
$SAVE
$NOLIST
R31 DATA1FH
KEYON BIT20H.0 ;按键按下的标志
SENDBUF DATA30H ;定义发送系统码缓冲的地址
FMOUT BITP3.3 ;38K输出
DATAOUT BITP3.0 ;数据输出
$RESTORE目录
第一章总论1
1.1项目概况1
1.2研究依据及范围3
1.3主要技术经济指标4
1.4研究结论及建议4
第二章项目建设的背景和必要性6
2.1项目建设的背景6
2.2项目建设的必要性8
第三章项目服务需求分析11
第四章项目选址与建设条件13
4.1选址原则13
4.2项目选址13
4.3建设条件14
4.4项目建设优势条件分析15
第五章建设方案18
5.1建设规模与内容18
5.2总体规划设计19
5.3建筑方案24
5.4结构方案26
5.5给水工程27
5.6排水工程29
5.7电气设计31
5.8暖通设计34
5.9项目实施进度35
第六章节能措施37
6.1 设计依据37
6.2节能措施37
第七章环境影响分析39
7.1环境影响分析39
7.2环境保护措施及治理效果40
第八章消防与安全卫生42
8.1消防42
8.2 劳动安全43
8.3 卫生防护44
第九章组织机构与运作方式45
9.1 组织机构45
9.2组织管理46
9.3劳动定员46
第十章投资估算47
10.1编制依据47
10.2 投资估算47
10.3资金筹措48
第十一章 经济效益评价49
11.1成本核算49
11.2利润估算51
11.3经济风险分析52
11.4财务评价结论54
第十二章结论55