东华大学单片机课设空调遥控器.docx
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东华大学单片机课设空调遥控器
JonMMx2000
2012年6月21日——2012年7月5日
东华大学信息学院自动化系
单片机课程设计
空调机遥控发射机
姓名：
纪凯玲
学号：
150940401
目录：
一.项目概述…………………………………………2
二.系统设计………………………………………………3
三.硬件设计…………………………………………………5
四.软件设计……………………………………………11
五.系统仿真及调试……………………………………34
六.结果与展望………………………………………37
七.参考文献…………………………………………38
附录：
硬件电路原理图……………………………39
一、项目概述
空调遥控器可以用来庙宇空调机的控制温度（室内温度）、工作状态（常态、除湿、通风）、风扇风速（强、弱、中）以及定时时间（空调工作多少小时自动开机或延时多少小时自动开机）。
使用者在遥控器上庙宇预期的空调机工作状态、控制温度及延时时间后，这些参数即送至空调机，空调机按要求开始工作。
该遥控器的要求如下：
（1）数字显示器：
第一组显示时间，发送前指示设定的延时时间：
0——9h,发送后指示剩余的延时时间；第二组显示控制温度15——35℃。
（2）工作状态指示器3组：
第一组指示设定的工作状态：
常态、除湿、通风；第二组指示延时开机、延时停机、取消等三种延时要求；第三组指示空调机的三种工作速度：
慢速、中速、高速。
（3）红外发射管，发射的调制频率是45KHz。
（4）3节5号电供电。
（5）面板示意图见图。
设计以AT89C51为核心的遥控器电路，并编写相关的系统软件（汇编、C51程序均可）。
二、系统设计
i.设计思想
用两组LCD1602作为数字显示器分别显示主从机的时间和温度值，其中时间的切换利用AT89C51内部自带的定时器，工作状态利用LED灯的亮灭来指示，其中LED亮代表相对应的工作模式被选中，各种工作状态的切换使用8个独立按键来实现。
ii.方案可行性分析
数字显示器使用LCD1602显示时间和温度值，其中时间的切换利用AT89C51内部自带的定时器0，定时初值为3cb0，定时器工作模式为’01’16位定时器，工作状态利用LED灯的亮灭来指示，其中LED亮代表相对应的工作模式被选中，各种工作状态的切换使用8个独立按键来实现，分别位‘工作状态设定键’、‘延时状态设定键’、‘风速选定键’、‘温度+键’、‘温度-键’、‘延时时间位选定键’、‘延时时间设置键’、‘发送键’;按下‘发送键’后信息的发送使用串行口的方式发送给上位机并显现出来，当延时时间到启动空调。
利用串口查询的方式实现两台单片机之间通信的功能。
iii.总体方案
根据设计思想，将设计划分为四个模块：
按键模块、LED状态显示模块、LCD显示模块、双机串口通信模块。
ａ．按键模块
按键实现各种工作状态的切换，分别为‘工作状态设定键’、‘延时状态设定键’、‘风速选定键’、‘温度+键’、‘温度-键’、‘延时时间位选定键’、‘延时时间设置键’、‘发送键’，具体说明如下图１：
K1工作状态设定键（常态、除湿、通风）
K2延时状态设定键（延时开、延时关、取消）
K3风速选定键（慢、中、快）
K4温度设定键（增加+）
K5温度设定键（减少-）
K6延时时间位选定键（XXXXXX）
K7延时时间设置键（默认为循环增加）
K8发送键
图１ －按键说明－
ｂ．LED状态显示模块
工作状态利用LED灯的亮灭来指示，其中LED亮代表相对应的工作模式被选中，分别为‘正常’、‘除湿’、‘通风’、‘定时开’、‘定时关’、‘风速慢’、‘风速中’、‘风速高’，如下图２：
D1正常
D2除湿
D3通风
D4延时开（如果D4/D5两灯全灭则取消延时）
D5延时关
D6慢
D7中
D8高
图２ －LED灯状态说明－
ｃ．LCD显示模块
用一个LCD显示模块显示主机（遥控）显示面板上的设定温度和延时时间；用另一个LCD显示模块显示从机（空调）显示面板上的温度和开关机状态。
ｄ．双机串口通信模块
利用串口查询的方式实现两台单片机之间通信的功能，单片机1（模拟遥控器）作为发送机，单片机２其（模拟空调）作为接收机。
主机P3.0/RXD、P3.1/TXD分别接从机的P3.1/TXD、P3.0/RXD引脚。
三、硬件设计
i.硬件电路工作原理
ａ．按键模块
按键实现各种工作状态的切换，分别为‘工作状态设定键’、‘延时状态设定键’、‘风速选定键’、‘温度+键’、‘温度-键’、‘延时时间位选定键’、‘延时时间设置键’、‘发送键’。
硬件原理图如下图３－１：
图３－１ ―按键硬件原理图―
当K1按下时，保持P0高5位状态，按下第一次最后一位置0，倒数第二、三位置1按下第二次时到数第二位置0，倒数第一、三位置1，按下第三次时倒数第三位置0，倒数第一、二位置1，依次循环，代码实现P0=（states1[i]&（P0|0x07））;
当K2按下时，保持P0倒数第1、2、3位和正数第1、2、3状态按下第一次时倒数第一位亮表示延时开，按下第二次时倒数第五位亮表示延时关，按下第三次时倒数第3、4位皆灭表示取消延时，依次循环，代码实现：
P0=（states2[j]&（P0|0x18））;
当K3按下时，保持P0低5位不变，按下最高两位置1，第三位置0，表示慢速，按下第二次时第二位置0，第一、三位置1，表示中速，按下第三次时第一位置0，第一、二位置1，依次循环，代码实现：
P0=（states3[k]&（P0|0xe0））;
ｂ．LED状态显示模块
工作状态利用LED灯的亮灭来指示，其中LED亮代表相对应的工作模式被选中，分别为‘正常’、‘除湿’、‘通风’、‘定时开’、‘定时关’、‘风速慢’、‘风速中’、‘风速高’，硬件原理图如下图３－２－１、图３－２－２：
图３－２－１ －主机（遥控）LED状态说明－
图３－２－２ －从机（空调）LED状态说明－
ｃ．LCD显示模块
用一个LCD显示模块显示主机（遥控）显示面板上的设定温度和延时时间；用另一个LCD显示模块显示从机（空调）显示面板上的温度和开关机状态。
硬件原理图如图３－３－１、图３－３－２所示。
如图３－３－１ －主机（遥控）LCD连接原理－
如图３－３－１ －从机（空调）LCD连接原理－
ｄ．双机串口通信模块
利用串口查询的方式实现两台单片机之间通信的功能，单片机1（模拟遥控器）作为发送机，单片机２其（模拟空调）作为接收机。
主机P3.0/RXD、P3.1/TXD分别接从机的P3.1/TXD、P3.0/RXD引脚。
硬件原题图如图３－４。
如图３－４ －双机串口通信连接原理－
ｅ．总硬件原理图
将各个模块连接得如下图３－５所示的总体硬件连接原理图。
如图３－５ －总电路－
ii.参数计算
ａ．延时开关空调中，时间的切换利用AT89C51内部自带的定时器0，定时器工作模式为’01’为16位定时器设定为５０ｍｓ，ＡＴ８９Ｃ５１的晶振为１２ＭＨｚ，５０ｍｓ为５００００个机器周期，定时值为５００００，定时初值为
所以定时初值为０ｘ３ＣＢ０．
ｂ．发送机和接收机串口采用方式1，8位UART，波特率可变，其中T1的采用方式3（8位自填装模式），选用常用串口的波特率2400bits，计数初值为
由
得
所以计数初值为０ｘＦ４Ｆ４．
四、软件设计
i.软件设计思想
主机从机均实现５１单片机对LCD的控制，故将LCD的定义放在同一个文件中，在主机从机的主函数中使用外部声明函数进行引用。
LCD初始化子程序voidinitLCM（void）进行清屏，打开显示屏；
LCD延时子程序voiddelay_LCM（uint）实现延时K*1ms,12.000mhz；
LCD检测忙子程序voidlcd_wait（void）实现LCD内部等待；
写指令到LCD子函数voidWriteCommandLCM（ucharWCLCM,ucharBusyC）使LCD进入写模式；
写数据到LCD子函数voidWriteDataLCM（ucharWDLCM）使LCD进入写模式；
显示指定坐标的一个字符子函数voidDisplayOneChar（ucharX,ucharY,ucharDData）实现显示指定坐标的一个字符；
显示指定坐标的一串字符子函数voidDisplayListChar（ucharX,ucharY,unsignedchar*DData）实现显示指定坐标的一串字符子；
主机程序中，进行LCD初始化后，通过死循环while（１）不断扫描各按键状态，获取各状态，直至扫描到发送键K８被按下，则发送已获取的数据。
从机采用串口查询方式接收主机发送过来的数据，当单片机２的RI信号有效时，从机进行清楚中断标志后开始接收主机发送来的数据。
ii.程序流程图
ａ．主机（遥控）发送如图４－１、图４－２：
Ｋ１～Ｋ３：
图４－１ Ｋ１～Ｋ３流程图
Ｋ４～Ｋ８：
图４－２ Ｋ４～Ｋ８流程图
ｂ．从机（空调）接收流程图如图４－３：
图４－３ 从机接收程序流程图
iii.程序清单
ａ．LCD定义文件：
#include
#include
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineBUSY0x80//lcd忙检测标志
#defineDATAPORTP2//定义P0口为LCD通讯端口
sbitLCM_RS=P3^3;//数据/命令端
sbitLCM_RW=P3^4;//读/写选择端
sbitLCM_EN=P3^5;//使能信号
voiddelay_LCM（uint）;//LCD延时子程序
voidlcd_wait（void）;//LCD检测忙子程序
voidWriteCommandLCM（ucharWCLCM,ucharBusyC）;//写指令到ICM子函数
voidWriteDataLCM（ucharWDLCM）;//写数据到LCM子函数
voidDisplayOneChar（ucharX,ucharY,ucharDData）;//显示指定坐标的一个字符子函数
voidinitLCM（void）;//LCD初始化子程序
voidDisplayListChar（ucharX,ucharY,unsignedchar*DData）;
//显示指定坐标的一串字符子函数
/*********延时K*1ms,12.000mhz**********/
voiddelay_LCM（uintk）
{
uinti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;j<60;j++）
{;}
}
}
/**********写指令到LCM子函数************/
voidWriteCommandLCM（ucharWC
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