红外线遥控电风扇毕业设计论文.docx

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红外线遥控电风扇毕业设计论文

红外线遥控电风扇

摘要

作为传统的家用电器，随着空调的普及，电风扇的市场地位受到了巨大的冲击，传统的开/关、调速功能已经不能满足市场的需求。

人们希望电风扇在体积小、作方便等的基础上能够拥有更多的功能，而红外遥控的广泛应用及单片机技术的成熟，则使得智能红外遥控系统成为了电风扇的发展趋势。

本设计方案基于市场的需求，结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点，采用了专用的遥控发射接收芯片，在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控电风扇系统。

系统包括接收和发射两大部分，本文设计实现了几项电风扇的基本功能：

开/关功能、三级调速功能、0.5-7.5小时不同时间段的定时功能，以及自然、正常两种风类的选择功能。

经过多次的测试与电路调整，系统的各项功能均能正常实现。

关键字：

红外遥控；信号调制；编码；解码；双向可控硅．

Infraredremotecontrolfan

Abstract

Abstract：

Withthepopularityofairconditioners,themarketpositionoftheelectricfanswhicharethetraditionalhouseholdapplianceswillreceiveahugeimpact,thetraditionalon/offandspeedcontrolfunctionhavebeenunfitfortheneedsofthemarket.Itishopedthatthefansinsmall,easytooperate,andsoonthebasiscanhavemorefeatures.WhentheapplicationofinfraredremotecontrolbecomeswilderandthetechnologiesofSCMbecomemature,thesmartinfraredremotecontrolsystemisthetrend.

Thedesignwasbasedontheneedsofthemarket.Consideringthatinfraredremotecontrolissimple,easytooperate,low-cost,Iuseaspeciallaunchingandreceivingchipwhichdependsonremotecontrol.Onthebasisofthischipasystemofintelligentinfraredremote-controlwasdesignedforthefan.Thesystemconsistsofthelaunchingpartandthereceivingpart.Thissystemisdesignedtoachievesomebasicfunctionsoffans:

on/offfunction,threekindsofspeed,thetimingfunctionwhichcanbechosenatdifferenttimesof0.5-7.5hours,andthefunctionoftwokindsofwindwhicharethenaturalwindandthenormalwind.Afterrepeatedtestingandadjustingofthecircuit,thesystemcanworknormally.

KeyWord:

InfraredRemoteControl;SignalModulation;Encoding;Decoding;Triac.

Classification:

TN8

目■■录

中文摘要

英文摘要

1■□□□□□□…………………………………………………………………………1

1.1■□□□□□□………………………………………………………………………1

1.1.1■□□□□□□……………………………………………………………………2

结束语…………………………………………………………………………………………60

致谢………………………………………………………………………………………………61

参考文献………………………………………………………………………………………62

（附录）………………………………………………………………………………………63

注：

■表示一个空格（两个字符位置）

括号内的内容表示视论文而定的内容

引言:

红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01um~1000um。

根据波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um~0.76um的光波可为可见光，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

光波为0.01um~0.38um的光波为紫外光（线），波长为0.76um~1000um的光波为红外光（线）。

红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。

红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um~1.5um。

用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。

目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。

作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是不受无线电干扰，且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。

红外数据协会（IRDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。

遥控器是真正最早进入家庭的无线设备。

它是由高产的发明家RobertAdler在五十年代发明的。

而红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术，其原理是利用红外线来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制，具体来讲，就是有发射器发出红外线指令信号，有接收器接收下来并对信号进行处理，最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。

红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。

随着红外遥控技术的开发和迅速发展，很多电器都应用了红外遥控，而电风扇也不例外。

从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制，到短距离（10M以内）的遥控，虽然改变不大，但其带来的便利无疑是巨大的。

而红外遥控技术的成熟，也使得遥控电风扇变得设计简单，价格低廉。

作为一种老牌的电器，电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。

虽然现在空调在城市中已经相当普遍，并有替代电风扇的趋势，但由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业的一员，尤其在中小城市，以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。

市场的需求促使了电风扇的发展。

随着“智能化”的兴起，电风扇的功能也越来越多，越来越贴进人们生活。

因此，对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。

在现有市场上多功能遥控电风扇的基础上，人们提出了一种新型的智能电风扇，相对于过的电风扇，智能电风扇添加了很多人性化的设计，如安全保护，倾倒保护，智能照明等功能，使电风扇更加人性化，相信其丰富的功能，人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。

而本设计就是以电风扇为对象，通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如开关、调速、定时等的控制，相对于传统的机械控制，体现出了更加方便快捷的优点。

大部分的智能遥控风扇电路都是通过单片机芯片来实现其远程控制的。

随着遥控技术的成熟，各种专用的风扇芯片也大量出现。

现在，即使是大批量生产的厂家，也都使用专用芯片，而不必自己编程烧制。

这也是产业化的体现，有效的提高了生产效率。

第一章、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。

1.1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

1.2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。

1.3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

1.4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

1.5软件设计

（1）采用中断的处理程序完