红外遥控电风扇控制系统设计.docx

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红外遥控电风扇控制系统设计

红外遥控电风扇控制系统设计

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。

（图1）遥控器原理框图

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:

（图2）遥控编码

4.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

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：

（图4）遥控器软件流程图

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

（图5）电风扇控制板框图

2.设计方案

（1）控制部分

（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.相应的指示灯点亮。

参见（图7）

K5：

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。

4.硬件设计:

参见（图11）

（图11）电风扇控制板电路原理图

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：

（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：

;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）

 ORG 0000H

 JMP MAIN

 ORG 0003H   ;INT0的中断入口

 JMP KEY_INT0

 ORG 000BH   ；T0的中断入口

 JMP FM_T0

 ORG 0100H

;———---—---—————-——-———--—————————--—----—------———-----——----——-—-----—--—-——-

;进入主程序

；-—--——-—-—---———————-—-—-——-—-—---—-—-———--———--—-----———--—-——-—--———--——-———

MAIN:

 MOV R0,＃7FH  ；预使用单元清0

 CLR A

MAIN0：

 MOV @R0，A

 DJNZ R0，MAIN0  ;清缓冲的地址单元值

 MOV SP，＃60H

 MOV P1,#00001111B  ;将P1置输入

 CLR KEYON   

 CLR IT0   ;设置电平触发

 SETB PT0   

 SETB EX0

 SETB EA   

 MOV 40H,＃0FFH

 MOV 41H,＃0FFH

 MOV 42H,＃0FFH 

 CLR DATAOUT     

 CLR FMOUT   ;38K的中断初始值

 MOV TMOD，#02H  ；T0的工作方式2

 MOV TH0，＃0F7H  ；送初值  

 SETB FMOUT   

 CLR TR0   ；1/3的高电平标志

 MOV R2,#02H   ;2/3的循环次数 

 DJNZ 40H，LOOP1

 DJNZ 41H，LOOP1

 DJNZ 42H，LOOP1

 MOV PCON,#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 ACC

 PUSH PSW

 CLR EX0

 MOV A，P1   

 CPL A   

 ANL A,＃0FH

 MOV R2,A   ；将行号存入R2中

 MOV P1，#0F0H  ；将列置输入端

 MOV A,P1   

 CPL A

 ANL 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 C

PINT01：

 RLC A   ；取列号

 JC PINT01   

 DEC R1

 DJNZ R3，PINT01

PINT02:

 MOV A，R2   ;取行号

 MOV R2,＃00H

 MOV R3，＃03H   ；置循环次数

PINT03：

 RRC A   

 JC PINT04

 INC R2

 DJNZ R3,PINT03

PINT04:

 MOV A，R2

 CLR C   

 RLC A   

 RLC A

 ADD A，R1

 MOV SENDBUF+2,A  ；键号存于32H单元中

 CPL A

 MOV SENDBUF+3,A  ；存键号的反码

 MOV SENDBUF，＃0FFH  ；系统码在30H单元中

 MOV SENDBUF+1，#00H  ；系统反码在31H单元中

 LCALL SEND

 SETB ET0   ;发送引导码

 SETB TR0   ；启动T0

 LCALL PP   ；发送一帧数据.包括系统码和数据码

 CLR TR0   ；当发送完后关断定时器

 CLR ET0   ；关T0的中断

 SETB EX0   ;执行完后打开外INT0

 MOV 40H，#0FFH

 MOV 41H,#0FFH

 MOV 42H，#0FFH

 POP PSW

 POP ACC

 RETI

;=============================================================================

FM_T0：

 JB F0，IT01

 DJNZ R2,GRET

 MOV R2,＃2

IT01：

 CPL FMOUT

 CPL F0

GRET:

 RETI

;==============================================================================   

；引导脉冲子程序

SEND:

 SETB DATAOUT

 LCALL DY9000us

 CLR DATAOUT

 LCALL DY4500us

 RET 

；==============================================================================

；发送四个缓冲单元中的内容程序：

PP：

 MOV R3，＃4  ；发送的字节数

 MOV R1，SENDBUF 

PP0：

 MOV R2,#08H  ;让其循环8次

 MOV A，＠R1  ;将数据首址

 CLR C  ;清CY

PP1：

 RRC A  ;右环移带进位

 JC ONE  ；若C等1

ZER0：

 SETB DATAOUT  ；若C等0

 CALL DY562us

 CLR DATAOUT

 CALL DY562us

ONE:

 SETB DATAOUT

 CALL DY562us

 CLR DATAOUT

 CALL DY1687us

 DJNZ R2，PP1

 INC R1

 DJNZ R3，PP0  ;等四个字节的发送完

 RET

；=========================================================================  

DY1687us:

 MOV R31,#38

L2：

    PUSH   R31

L3:

    DJNZ   R31,L3

       POP    R31

       DJNZ   R31,L2

       RET

;========================================================================  

DY562us:

 MOV R31,#20

L22:

   PUSH   R31

L33:

   DJNZ   R31，L33

       POP    R31

       DJNZ   R31,L22

       RET  

；==========================================================================

；延时9000us子程序：

DY9000us:

 MOV R31，#91

L2A：

   PUSH   R31

L3A:

   DJNZ   R31，L3A

       POP    R31

       DJNZ   R31，L2A

       RET 

;==============================================================================

;延时4500us子程序  

DY4500us：

 MOV R31,＃67

L2B:

   PUSH   R31

L3B：

   DJNZ   R31,L3B

       POP    R31

       DJNZ   R31，L2B

       RET  

;==============================================================================

DY10S：

 MOV R6,＃10

L2C:

 MOV R4，＃2

L3C:

 MOV R5,#248

 DJNZ R5，＄

 DJNZ R4,L3C

 DJNZ R6,L2C

 RET

END 

INC文件内容

;—-—--—------—--—------——--—-——-—--—-———----—--—-—--————————--—————---—————-————

;AT89C2051内存RAM分配 Fiel=2051ram.INC

;--—-———--—--—-—---—-——-———-———-——-----————-—-——--———-—————-—-———-----—--——-—---

$SAVE

$NOLIST

R31  DATA 1FH

KEYON  BIT 20H。

0  ；按键按下的标志

SENDBUF  DATA 30H  ;定义发送系统码缓冲的地址

FMOUT  BIT P3。

3  ；38K输出

DATAOUT  BIT P3.0  ;数据输出

＄RESTORE

;========================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,相应的指示灯亮,中档，相应的指示灯亮,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 0000H

 JMP START

 ORG 0003H

 JMP JISH_INT0 ;红外遥控中断设置

 ORG 000BH

 JMP LP0  ；定时中断

 ORG 0013H

 JMP KEY_INT1 ；按键中断 

 ORG 0100H

START：

 MOV R0，＃7FH  ；预使用单元清0

 CLR A

MAIN0：

 MOV @R0,A

 DJNZ R0,MAIN0

 MOV SP，#60H

 MOV TMOD,＃01H

 MOV TH0,＃3CH  ；定时50MS

 MOV TL0,＃0B0H

 SETB LLOW   ；关低风

 SETB MDI   ;关中风

 SETB HIGHT   ；关高风

 SETB LLAP   ;关彩灯

 MOV P0,#0FFH  ;关所有的指示灯

 SETB EX0

 SETB EX1

 SETB EA   ；CPU开中

MAIN:

 JB LKEYON，KEYHANDLE ;检按键标志位

 JB REC,KEYHANDLE  ;检接收中断标志位

 JMP MAIN   ;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

；==============================================================================

KEYHANDLE：

 CLR LKEYON

 CLR LREC

 MOV A,MRD

 CJNE A，#01H，KEY2  ;当键值=01H时， 

；---—-—--——---—-----—-———----——-—-——-—-—-—--—-———---—---—————-—---—-——--—-----—

；低、中、高、的控制

；—-—-—----—————---——--—--—-——-—--———---—---——-—-—---——————--———--—————--—-——--—

KEY1：

 JB DANG01,DIFENG

 JB DANG02，ZHONGFENG ；DANG02中档标志位

 JB DANG03,QIANGFENG ;DANG03强档标志位 

 JMP MAIN

;——---——---——————---—-——-———-——-—-——-——--—--———-———-——-———---—--—---———-——----—

;低档控制 

DIFENG:

 JNB DANG01,FAN0

 SETB LLOW   ;完成了低档的程序，关低

 SETB MDI   ;关中

 SETB HIGHT   ;关高

 CALL DY20MS   ；保证三个SCR全部为关断状态

 CLR LLOW   ;开低风

 CLR LED_L   ;开低档指示灯

 CLR DANG01

FAN0:

 JMP MAIN

；----———————--—-—-——---———-————-——--———--—--————--—--—--—--———--——--—-————-——--

；中档控制

ZHONGFENG:

 JNB DANG02，FAN0

 SETB LLOW   ；关低

 SETB MDI   ;关中

 SETB HIGHT   ;关高

 CALL DY20MS   ；保证三个SCR全部为关断状态

 CLR MDI

 CLR LED_M

 CLR DANG02

 AJMP MAIN   ；跳转到

;----—-—-----——-—-—---—---—--————-————-——————-—--————-—-—----—-——--—-—-—-—-——-—

；高档控制

QIANGFENG：

 JNB DANG03,FAN0 

 SETB LLOW   ；关低

 SETB MDI   ；关中

 SETB HIGHT   ;关高

 CALL DY20MS   ；保证三个SCR全部为关断状态

 CLR HIGHT

 CLR LED_H

 CLR DANG03

 AJMP MAIN   ；跳转到

;---——-————---————-—-———--—---——--——--—-—--—————-——-—-—-——--——-——-———-—-——----—

；彩灯控制

;—--—--—------———--—-—-—-——-—------—-----——--——--——--——-——--———--———-—-—-——--—- 

KEY2：

 CJNE A，#02H，KEY3  ;K4的处理程序彩灯的处理程序

 JB PLAP,LED1

 CLR LLAP   ；第一次按时将彩灯打开，

 CLR LED_LAP   

 SETB PLAP   

 JMP MAIN   ;返回

LED1:

 SETB LLAP   ；第二次按时将彩灯关断

 SETB LED_LAP

 CLR PLAP 

 JMP MAIN   ；跳转到

；—-