基于stc51系列单片机的红外遥控风扇系统设计.docx

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基于stc51系列单片机的红外遥控风扇系统设计

本科毕业论文（设计）

题目：

基于STC51单片机的红外遥控风扇系统设计

Thedesignofinfraredremotecontrolfanssystembased

onSTC51micro-controller

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

摘要

本文主要介绍了基于STC51系列单片机的红外遥控风扇系统设计，该设计制作的风扇可以进行远红外控制，即由遥控器来控制直流电机的启动、停止和调速，进而来控制扇叶。

本设计主要由红外发射模块、红外接收模块、红外解码模块和电机驱动模块组成。

在本设计中，通过控制PWM的周期和占空比来对电极进行调速，但是由于STC89C51单片机没有专门的PWM产生模块，所以利用单片机的定时器来产生PWM，进而控制直流电机。

系统设计是以宏晶公司的8位51单片机为控制核心，进行红外信号的解码以及PWM的输出。

关键词STC51系列单片机红外通信电机驱动

Abstract

ThispaperdescribesthatthedesignofinfraredremotecontrolfanssystembasedonSTC89C51micro-controller.Thefanofdesigningcanbecontrolledfar-infrared,whichiscontrolledbyatelecontrollertocontrolDCmotorstart,stopandspeed,andthustocontrolthefan.Thedeviseconsistsofaninfraredtransmittermodule,infraredreceivermodule,infrareddecodingmoduleandmotordrivemodules,respectively,byTC9012chip,HS0038chip,STC89C51microcontrolleranddualH-bridgemotordriverchipL298Ncomponents.Inthisdecise,controlthemotorspeedbycontrollingthePWMofcycleanddutycycle,sotheuseofsingle-chiptimertogeneratePWM,thencontroltheDCmotor.Systemdesignisbasedonthecompany'seightmacrocrystal51microcontrollercore,decodesandPWMoutputinfraredsignals.

KeywordsSTC51MCUinfraredcommunicationmotordrive

前言

自“改革开放”的政策实行以来，已历三十余载，煌煌华夏陡然之间发生了翻天覆地的变化。

我国的经济水平得到很大提高，已经成为全球第二大经济体，“中国制造”也已经走向了世界。

与此同时，和居民的生活水平也得到了明显的提高，在解决了温饱，这个最基本的问题之后，开始追求更高一级的生活水准。

我国人民，正以前所未有的自信面貌，走在科学发展的康庄大道上。

家电是居民生活的必需品，是不可或缺的生活用具，是消费品之中的“刚性需求”。

居民对于冰箱、洗衣机、空调、电扇、电视机等家电的需求，虽然已经不像上个世纪那样呈现出一种“病态的需求”（即像当今的人们对于手机、电脑的需求一样），但是这类家电已不知不觉的融入人们的生活，成为人们生活不可或缺的一部分。

但是，在科技迅速发展的今天，人类将先进的科学技术应用于家电领域已经游刃有余。

众多家电生产企业以居民的消费需求为市场化导向，进行新产品的研制与生产，而所带来的含有科技创新成分的诸多产品则又影响了更多居民消费的提高。

这种产品与科技的良性互动，由消费者推动，由生产商操刀，收益的却是整个人类，由此带来的发展趋势，就是“智能家居”。

“智能家居”，极有可能是人类未来生活的一种主要方式。

是以住宅为中心，利用网络通信、红外技术等科技手段，将与家居有关的各种生活器具连接成统一的整体，还兼备系统管理等智能化的家居环境，能够提升家居生活的系统性、协调性和便利性，不但能提供传统的居住功能。

“智能家居”主要包括：

智能门控系统，智能家电系统以及综合管理系统。

总之，对未来的家居生活最合理的比喻就是“电脑”，将家居变成一台电脑，家居最核心的处理系统自然就是其CPU，而家居里的各个延伸功能即是这台电脑中的各种器件所带来的功能，家居的设计者是“程序员”，家居的主人则是最终的受益者。

就目前的科技水平来讲，完全实现上面所描述的“智能家居”还需要很长的路要走。

即使是现在能够实现，也只是在比尔盖茨那样的科技型的富豪那里。

即当前的实现不仅需要尖端的技术，而且需要雄厚的资金支持，难以大众化。

科技类型产品的普及不仅带来的技术层面的更新，而且是低成本、市场化的运作，瓦特并不是发明了蒸汽机，只是将其改良，将其变得实用，能市场化，而被称为“蒸汽机之父”，但是那个发明者却没有在历史长河中留下自己的痕迹，由此可见单纯将某类产品问世是第一步，更重要的是将其市场化，能市场化的关键因素就是成本和消费者需求。

所以，“智能家居”接下来的发展方向是将科技含量注入到其成本的降低当中去，只有这样，才有可能实现其市场化。

本文所研究的就是“智能家居”的一部分，家电智能化的应用，即将电扇在现有科技水平的前提以及控制成本的条件下将其智能化。

风扇是一种比较传统的驱热工具，虽然在很多家庭中已逐渐被空调所取代，但在广大的农村家庭还是有很大的市场，同时，将风扇智能化比将空调智能化所消耗的成本更小，更值得去尝试。

风扇的主要工作原理是利用发电机的旋转来带动扇叶旋转从而产生风力。

而调节风力的大小主要通过对电动机进行变档调速，大部分是有极调速，有的已经是无极调速。

但无论是哪种工作方式，都需要手动接触调节调速开关进行调速。

而我进行的风扇的智能化尝试，是利用红外技术通过遥控器对风扇进行启动和调速控制，而不需要实际接触。

我设想通过STC51单片机，对电动机的调速实行外延控制下有极调速，将其智能化。

第一章绪论

1.1风扇智能化研究的可行性

科技水平高度发达的今天，人们对于生活的需求越来越向智能化发展，越来越依赖手机、电脑等智能产品，而单片机的应用范围也越来越广阔。

随着科技的进一步发展，人们生活的逐渐提高，人类对信息化、智能化的要求越来越高，而一种产品的开发与利用不仅有较高的科技含量的支撑，还应该能节省开支，降低成本，较容易的实现市场化。

而单片机的应用为这些要求的满足提供了可能，单片机的研发方便、扩展应用方便以及成本低廉的特点为家电产品的智能化提供了可行的平台。

单片机的应用不仅可以为人类带来家居的智能化，而且能为其外延产品智能化的应用提供了其市场化的可能。

其在智能方面的应用，实用性强，构造简便，产品低廉，是人类更能也更容易的接受“智能家居”，体验未来的科技生活。

它更将使人类懂得数字时代的发展意义及前景，及认为在未来的数字时代的价值和位置。

因此，我们完全可以利用单片机作为核心处理器进行信号的接收、处理和传送，利用红外装置发出信号，即人类的要求，利用单片机进行处理并发出命令，再通过其他器件来控制和驱动电机，来启停和调节电机的转速，从而达到将风扇智能化的目的。

本设计将以STC51单片机为处理核心，以红外进行控制，最后通过调控电机进行控制的输出。

1.2风扇智能化研究的背景

风扇智能化的研究是在当前“智能家居”的背景下进行的。

随着我国经济的发展和科技水平的提高，温饱问题早已解决，而简单的文化需求也难以满足科技高速发展背景下人类对于文化的真正追求。

人类需要在科技高速发展的今天寻找自己的位置，更需要将发展的科技真正融入自己的生活之中。

将科技融入生活，是科技发展的真谛，是其发展的最终目的，也最终促进科技的发展。

生活的需求催动了科技的发展，而科技的发展也必将提高科技的追求。

无论是科技还是生活，其在未来的道路上将结伴前行，殊途同归。

而目前两者最科学的、最主要的也是最有可能的结合方式就是“智能家居”。

“智能家居”是一个统一的、系统的整体，将人类的一切家居生活智能化、系统化、协调化。

在人类的生活节奏越来越快的今天，“智能家居”的应用是一个机遇，一个能将人来快的生活节奏慢下来的机遇。

人类将家居智能化，能减少人类对于一般家居用品的操作时间，能够非常迅速的将家居里的器