智能空调遥控器的设计.docx
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智能空调遥控器的设计
智能空调遥控器的设计
摘要
在这日趋月异全新的社会里，空调已经进入到我们的生活当中，与我们的生活密切相关。
然而以此同时空调遥控器的品种和数量逐步增多，空调器的不兼容问题日益突出，为此本文基于SH6614的单片机设计了一款空调遥控器。
首先对空调遥控器进行了可行性分析，之后提出了空调遥控器的硬件和软件的设计方案。
在硬件介绍设计方案中，首先对红外遥控，常用的硬件设备LCD，还有键盘的原理进行了讨论，并且还对设备中的SH6614单片机做了必要说明。
在软件设计方案中，首先对软件流程做了详细解释并阐释了SH6614系列单片机的设计的一般方法。
最后对空调遥控器的设计的仿真和调试做了简单介绍。
关键词：
设计；空调遥控器；SH6614
Inthenewsociety,theairhasenteredintoourdailylives,andourlivesarecloselyrelated.However,variousair-conditioningremotecontrollergraduallyincreased.Tosolvethisproblem,itisnecessarytodesignandintegratedtoakindofcontroller.Thisarticledescribesremotecontrolair-conditioningdesignbasedonSH6614microcontroller.Firstly,remotecontrolforairconditioningafeasibilityanalysis,aftertheproposedairconditioningremotecontrolhardwareandsoftwaredesign.Inthehardwaredesign,thearticlefirstinfraredremotecontrol,commonhardwareLCD,theprinciplesofthekeyboardwerediscussed,andalsotheequipmentintheSH6614microcontrollerwasintroduced.Insoftwaredesign,thesoftwareprocessesadetailedexplanationandinterpretationoftheSH6614Seriessingle-chipdesignageneralway.Finallyontheairconditioningremotecontroldesignsimulationanddebuggingabriefintroduction.
Keywords:
design;remoteairconditioningcontroller;SH6614
目录
摘要……………………………………………………………………………………………..2
第一章绪论……………………………………………………...........................................4
第二章空调遥控器的硬件设计…………………………………………….......5
2.1单片机选型.........................................................................................................5
2.2红外发射电路设计.............................................................................................6
2.2.1红外遥控的基本原理....................................................................................6
2.3LCD驱动电路设计..........................................................................................7
2.3.1LCD基本原理................................................................................................7
2.3.2LCD驱动电路................................................................................................8
2.4键盘扫描电路设计.............................................................................................9
2.4.1键盘基本原理...................................................................................................9
2.4.2键盘扫描设计...................................................................................................9
2.5系统双时钟设计..................................................................................................9
2.6空调遥控器硬件电路图....................................................................................10
第三章空调遥控器的软件设计............................................................................12
3.1软件功能模块设计...........................................................................................12
3.1.1系统初始化程序设计.....................................................................................12
3.1.2LCD初始化呈现设计....................................................................................12
3.1.3键盘扫描程序设计.........................................................................................12
3.2软件主流程序设计...........................................................................................13
第四章系统仿真与软件调试.................................................................................15
4.1系统仿真...........................................................................................................15
4.2软件附录
4.3调试....................................................................................................................16
第五章总结……………………………………………………………………….17
致谢
参考文献…………………………………………………………………………...19
第一章绪论
随着社会经济的迅猛发展，空调器已经现代家庭中的主妇。
因此空调遥控器也就成为了日常生活当中的遥控设备之一。
目前红外遥控一直是遥控器设计采用的主要方式之一，它具有体积小、重量轻，等特点，备受用户青睐。
本文的空调遥控器的设计是中颖电子公司生产的SH6614的单片机。
这款单片机具有8位I/O输出口，可以作为键盘扫描电路端口；并且还自带LCD输出口，可以对LCD进行有效驱动；系统的PA1和PA2可以作为声音发生器，对其进行编程可以产生红外发射常用的38K载波，可以红外需要；系统提供的双晶振结构可以对系统的时钟进行切换，从而实现空调遥控器的节能设计。
本文从第二章开始介绍了空调遥控器的设计过程。
第二章对空调遥控器的硬件设计进行了详细论述，对每一部分首先从一般原理上进行了研究然后，根据设计要求提出了设计方案。
第三章对空调遥控器的软件进行了说明，给出了详细的软件流程图并对关键部分进行了诠释。
第四章描述了系统仿真和调试过程。
第二章空调遥控器的硬件设计
本章主要诠释了空调遥控器的硬件设计，包括单片机的选型、红外发射电路设计、LCD驱动电路设计、键盘扫描设计和系统双时钟设计，详细诠释其基本原理和设计过程。
空调控制硬件设计框图如下2-1图所示：
图2-1空调遥控器硬件设计框图
2.1单片机选型
空调遥控器使用单片机应满足LCD驱动，键盘扫描，红外发射系统和低功耗设计。
SH6614是其中一款双晶振及液晶驱动的单片机。
经过编程PA1口可以发出38K载波供红外遥控发射时使用。
I/O口PA和PB可以作为键盘接口，因此完全满足空调遥控器的设计。
它的功能如下：
程序存储器（ROM）:
4096*16
数据存储器（RAM）:
512*4
输入输出口：
8个
液晶驱动器：
30*8或34*4
其中Segment1-30可以设置成输出口
中断源：
4个
定时器：
2个8位
内置双通道可编程声音发生器（PSG）
高低两组振荡器
2.2红外发射电路设计
2.2.1红外遥控的基本原理
2.2.1.1概述
人的眼睛能看到可见光按波长从长到短依次排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、。
其中红光的波长范围为0.62-0.76um；紫光的波长的范围为0.38-0.46um。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
常用的红外遥控系统一般分为发射和接受两部分。
发射部分的主要为红外发光二极管。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通二极管相同。
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。
在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中的运用，这样才能获得较高的灵敏度。
2.2.1.2遥控指令编码规律遥控器所发出的功能指令码一般采用多位二进制串行码，其编码规律为：
头脉冲、系统码、资料码、资料反码和结束
位。
波形如下图2-2所示：
图2-2遥控指令编码图
2．1．2．3程序设计流程图
红外线发射程序电路图2-3如下所示：
图2-3程序流程图
2.3LCD驱动电路设计
2.3.1LCD基本原理
LCD具有耗电低，驱动电压低，而结构空调小，有效面积大，体薄物轻等优点。
在各类产品中得到广泛应用。
LCD基本结构供桌原理如下图2-4所示：
在上、下两层电极之间封入向列型液晶材料，液晶分子平行排列，上、下扭曲90度，在无外部电压状态下，外部入射光通过上偏振片后形成偏振光，该偏振光通过平行排列的液晶材料后备旋转90度，再通过与上偏振片垂直的下偏振片，被反射回来，呈透明状态：
当上、下电极加上一定电压后，电极部分的液晶分子转成垂直排列，失去旋光性，从上偏振片入射的偏振光不被旋转，但无法通过下偏振片返回，因而呈现黑色。
根据需要将电极做成各种文字、数字、图形，就可以获得个中状态显示。
显示内容由引脚端和公共端共同决定，在应用时，只需只要给
出相应引脚写入信号，即可显示，LCD内容自带刷新电路，不必重复写入。
本文的空调遥控器设计中才用的是由厂家定制的一款LCD，LCD的面板和引脚定义。
图2-5为LCD面板图。
图2-5LCD面板图
2.3.2LCD驱动电路
SH6614单片机的LCD输出口可采用30*8或34*4两种方式，这里定义$15Bit0=0，则采用的是30*8，公共端，即SEG1-SEG12,LCD驱动电路如下图2-6LCD驱动电路图所示：
图2-6LCD驱动电路图
2.4键盘扫描电路设计
2.4.1键盘基本原理
键盘系统一般分为非编码式键盘和编码式键盘在这我们只讨论非编码式键盘。
1.键盘电路结构
由若干个按键组成的键盘，其电路结构可分为独立键盘结构和矩阵键盘结构。
独立按键结构每个键单独占用一根I/O口线，每根I/O线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线上的状态。
矩阵键盘结构按键排列为行列式矩阵结构，也称为行列式结构。
2、键盘工作方式
在无键操作时，通常CPU在实行其他任务，只是在有按键操作时才根据实行闭合键实行相应的键处理任务。
2.4.2键盘扫描电路
2.键盘扫描电路图2-7如上所示：
图2-7键盘扫描电路
2.5系统双时钟设计
SH6614单片机内部集成了双时钟，这就时空调遥控器的节能设计提供了方便，在没有编码发射时系统采用32.768晶振，维持系统的运行，在长期没有按键和发码操作则系统暂停工作，进一步节省能源：
但有效按键按下编码发射时，系统的时钟切换到455k,利用单片机中的PSG产生的38k载波，发射时红外编码。
下面是系统时钟电路图2-8所示：
图2-8系统时钟电路图
2.6空调遥控器硬件电路图
综合前面各种硬件电路功能模块的设计，空调硬件电路图2-9如下所示：
图2-9空调遥控器硬件电路图
空调遥控器的硬件设计，严格按照任务书的要求，进行了单片机的选型，并以单片机为基础进行了红外发射电路、键盘扫描电路和LCD驱动电路的设计，在硬件电路设计中采用了双时钟，既满足了发码的要求，又满足了无编码发射时的低功耗设计，同时也为软件的低功耗设计奠定了基础。
第三章空调遥控器的软件设计
本章给出了软件设计的总流程图和各主要功能模块的流程图，并进行了详细的说明，并且对SH6614单片机软件开发进行了必要说明。
3.1软件功能模块设计
3.1.1系统初始化程序设计
初始化系统寄存器：
这是上电之后进入的的第一个程序模块，同时也是RESET进入的程序模块。
在这个程序模块中，系统首先对系统寄存器进行了初始设置，包括开中断，中断服务寄存器清零，TMO和BIM初始化设置，定义PORTA为输入口、PROTB为输出口初始化用户寄存器：
大部分用户寄存器初始值为00H，但也有少部分寄存器设置初始值。
3.1.2LCD初始化程序设计
LCD初始化程序包括清LCD和满屏显示2s程序。
这里之所以把两个模块，放在一起，是因为尽管在总的看来这是两个模块，但实际上这两个模块公用了大段程序，只是从不同的入口进入，而从相同的出口返回。
3.1.3键盘扫描程序设计
在这个程序中，PBO-PB3送出扫描码，PAO,PA2,PA3负责接收，可以从扫描码及接收码来判断那一个被按下，并将其值存储，然后转向键盘程序。
键盘程序扫描如下图3-1所示。
图3-1键盘扫描电路程序图
3.2软件主流设计
如下图3-2所示：
图3-2软件主流程图
第四章系统仿真与软件调试
本章简单介绍了空调遥控器设计的最后一步---系统仿真与软件调试，简述了仿真器USBRICE66的使用并介绍了软件调试过程和方法。
4.1系统仿真
4.1.1USBRICE66是一款单片机硬件实时仿真器。
能实时清晰地实现对SH6610系列的四位单片机的仿真。
功能特性：
实时在线仿真
支持基于SH6610系列的单片机产品
内嵌汇编译1器
支持在线升级功能
源代码级调试
USB通讯接口
附带OTP烧写器
仿真器有两种使用模式---STAND_ALONE和ICEMODE。
前者仿真器SH6614EVB可单独供电，但需要外接EPROM；后者SH6614EVB通过SH66xxICE与PC机相连，通过USB线供电，无需接EPROM。
图4-2ICEMODE模式
图4-1STAND_ALONE模式
4.2软件调试
软件编程完成之后要进行调试。
将系统硬件按以上的连接方式连接好，对程序进行COMPILE&DOWNLOAD之后，仿真软件自动给出错误和警告表，供用户查找错误进行修改。
将程序修改之后可以运行程序，并可以显示内存和寄存器的使用情况。
下面是软件调试图4-3：
图4-3软件界面调试
第五章总结
SH6614是一款具有多功能、控制力强、体积小、重量轻，的单片机。
其电路可控性好，功耗低，使用方便，有很大的发展潜力，其推广前景应用可观。
随着单片机领域趋势的发展，及硬件和软件的发展，具有类似于SH6614性能的单片机都是电子领域将要发展的方向。
也是人们所能够接受的，她的市场将会更大。
致谢
在这里我首先感谢的是我的指导老师，在无微不至的指导下让我胜利的完成了我的专科毕业论文设计。
在这次毕业论文设计中还担任多个老师的班级指导，任务非常繁重，但是对每一项还是认真负责对我还是悉心的指导。
从负责指导我的毕业论文开始，对我设置的每一个环节都十分负责。
毕业设计的这段时间，老师身后的学术修养、严谨的科学态度、强烈的责任心和对学生无私的关怀是我受益匪浅。
在这里我还要感谢，帮助过我所有的老师，在电大这几年学习的观景让我学会了为人处事和专业知识提高了我的自学学习能力，分析问题，和解决问题的能力。
在此，我再次感谢对这些老师表示衷心的感谢！
感谢这培养我的学校！
参考文献
[1]何立民：
《MCS-51单片机应用系统设计》，北京航空航天大学出版社
[2]赵新民，王祁：
《智能仪器设计基础》，哈尔滨工业大学出版社
[3]童诗白，华成英：
《模拟电子技术基础》，高等教育出版社
[4]老虎工作室：
《电路设计与制版Protel99入门与提高》
[5]中颖电子股份有限公司：
《SH66xxAssemblerUser'sGuideV1.02》
《SH66SeriesprogrammingNotice》
《SH66seriesinstructionGuide》
《SH66xxProgrammingGuide》
《SH6614V2.2》
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