智能遥控电风扇毕业设计.docx

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智能遥控电风扇毕业设计

创作设计说明书

遥控调速电风扇控制系统设计

摘要

本系统是用51系列的单片机作为核心，目的是为了开发出一种新型的红外遥控电风扇控制系统，本次设计的系统由遥控发射模块，红外遥控接收模块组成，让系统可以通过遥控或手动的方式对该系统进行控制。

红外遥控发射模块主要以AT89C2051单片机为核心，外加键盘和红外信号整形与发射电路一起组成遥控器。

单片机主要用来完成信号的编码以及信号与载波的调制，调制信号经由发射末端整形放大发射出去。

接收部分主要以AT89C51为控制中心，外加键盘，红外接收模块，电动机驱动模块，数码显示模块，以及相应的指示灯；红外接收模块，液晶显示模块，键盘，指示灯共同完成人机交互功能；单片机控制中心接收并处理分析各种输入信号，控制电机驱动模块从而调节电机转速。

关键词：

单片机红外遥控智能控制

Abstract

Thissystemisused51seriesmicrocontrollerasthecore,thepurposeistodevelopanewtypeofinfraredremotefancontrolsystem,thissystemisdesignedbyaremotetransmittermodule,infraredremotecontrolreceivermodules,sothatthesystemcanbemanuallyorbyremotecontrolthewaytocontrolthesystem.

InfraredremotecontroltransmittermodulemainlyAT89C2051microcontrollercore,pluskeyboardandinfraredsignalshapingandremotecontroltransmittercircuittogether.SCMismainlyusedtocompletethecodingandmodulationofthecarriersignal,modulatedsignalemittedbythetransmittersignalstheendoftheplastictoenlarge.AT89C51forreceivingpartofthemaincontrolcenter,pluskeyboard,infraredreceivermodule,motordrivermodule,digitaldisplaymodule,andthecorrespondingindicator;infraredreceivermodule,LCDmodule,keyboard,lightstogethertocompletetheinteractivefeatures;SCManalysisofthecontrolcenterreceivesandprocessesthevariousinputsignals,themotordrivecontrolmoduletoadjustthemotorspeed.

Keywords：

Single-chipmicrocomputer;remotecontrol;intelligentcontrol.

第一章绪论

1.1课题研究的意义及作用

近些年来，随着空调行业的迅速发展，空调价格的大幅度“跳水”，电风扇行业曾被普遍认为是“夕阳产业”。

其实并非如此，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。

虽然如此，但是传统电风扇多采用机械方式进行控制，功能少，噪音大，各档的风速变化大。

随着科技的发展和人们生活水平的提高，家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。

它具有显示，定时，无级调速，红外遥控等功能，与传统的机械控制电风扇相比，更加的方便快捷。

1.2课题的研究现状及发展趋势

最早发明了商品化的电风扇距今有100多年时间。

从种类上可划分为台扇、地扇、吊扇、壁扇。

控制方式也从最开始的旋钮、按钮控制到之后的触摸式操作。

目前市场上，开发比较早且实用的电风扇首推遥控风扇。

而本设计就是以电风扇为对象，随着“智能化”的兴起，为了不断满足人们日益增长的生活需求，设计了一种新型电风扇，红外通信由来已久，但是进入90年代，随着科学技术的不断进步和地球空间技术的发展，使人们对红外线技术的研究越来越深入，应用更加广泛，尤其是在红外遥感技术和通信技术领域，数字锁相技术和传感技术的进步巨大，大大加速了这个进程，目前无线产品在商业销售中的使用已相当普遍但大多数存在着很大的局限电路繁杂，计算难度大且多为模拟电路，抗干扰能力差，准确度低，电路的维护调试很不方便。

越来越多的远距离控制和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行传输通信，组成了无线红外遥控通信系统，此方法以其成本低、精度高、保密性强、技术性能稳定的特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。

目前市场上流行的各类红外线通信系统都是以调制解调方式，在数字锁相

环技术的基础上加以应用，这种方法对发送信号进行编码、调制，其可靠性。

误差小、成本低、传输距离远、功耗低。

红外遥控的家电给我们的生活带来极大的方便，红外遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段，因而有广泛的实用价值，值得借鉴和推广。

第二章系统概述

2.1系统总体设计

系统总体结构框图

2.2系统控制的基本原理

传统电风扇供电采用的是220V交流电，电机转速分为几个档位，通过人工手动调整电机转速达到改变风速的目的，亦即，每改变一次风力，必然有人参与操作，这样就会带来诸多不便。

本文介绍了一种基于AT89C51单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计巧妙利用红外线遥控技术、单片机控制技术、无级调速技术，把智能控制技术应用于家用电器的控制中，将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的各种输入信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速，使用起来比传统的电风扇更加方便快捷和舒适。

第三章遥控电风扇的设计

3.1方案论证

3.1.1信号调制与红外信号方案.

方案一：

载波采用外部芯片信号源提供,如555振荡器,RC振荡器等后接施密特触发电路整形后科得到标准的38KHZ的载波,再用键盘产生键盘信号,在外部将这两个信号相与后输出调制波。

这种方案成本低，方法传统，但设计比较繁琐，不宜用作风扇设计。

方案二：

采用红外无线发射装置，由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套（发射器和接收器）要有不同的遥控频率或编码（否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器），所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。

这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。

由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。

本系统可以将单片机作为发射方的主控中心，载波的产生，信号的采集，信号编码，信号与载波的调制，都可以由单片机完成，输出的调制波经外接的整形放大电路后发射出去。

这种方式虽然成本比较高，不过设计灵活，保密性好，可靠性高，扩展性强，因此本毕业设计决定采用此方案。

3.1.2电机调速方案

方案一：

这一种方案是采用单相交流电机或直流电机带动风扇转动，通过改变可控硅的导通角来控制电机的开关及其运行速度，而可控硅的导通角可以用可变电阻来调节，这样理想上可以实现电机的无级调速。

如图:

图3-1无级调速电机

但这种方式控制不精确，调速过程不经过单片机，造成操作的繁琐与多余，并且也不能较好地保护电路。

方案二：

采用多抽头的电机调速，通过可控硅的导通来控制电机的开关，一个导通角控制一个速度，故可以达到调速的目的。

如图：

图3-2多抽头调速电机

此方案大多可用于电风扇调速，工作方式简单，可行性高，成本低，因此本设计采用此方案。

3.2红外遥控部分设计

3.2.1遥控发射部分

 为了能远距离的控制电风扇，本设计采用了红外遥控器。

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。

发射部分如图：

图3-3红外发射电路

1.组成：

（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）输入部分为5个可复位按键。

分别控制风速，风类，时间，指示灯以及开关机。

（3）调制发射部分：

按键按下后，P3.0发送所获得的键盘数字信号与P3.3口发送的38K的载波进行相与，再经过两个非门将接收到的调制波形整形成方波，并将它们调制在一起,整形并缓冲放大,经过三极管进行放大驱动红外发射管,使其发射红外光。

（4）电源采用3节7号电池来为单片机提供+5V电源。

2.红外发射的编码方式

  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口构成键盘，每当有键按下时，单片机记下键值，并将其转换为二进制码，这时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。

3．发射原理

（1）发射部分包括编码调制电路、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，有电平信号时，三极管导通，信号码通过三极管放大后发射出去。

遥控发射过程如图所示：

图3-4遥控发射过程

（2）按键功能说明:

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。

3.2.2遥控接收部分

1.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。

外接键盘输入，数码管输出以及电机驱动。

（1）电风扇控制板框图及原理图

控制板框图：

图3-5电风扇控制板框图

主电路原理图：

图3-6红外接收电路主电路

（2）CPU板将单片机、控制、键盘、显示组合在一起完成了人机对话。

用AT89C51单片机作为主芯片控制，采用红外TSOP1738接收头完成红外遥控功能，也可以手动操作键盘，通过单片机向双向可控硅发送信号控制电机档位，实现调速。

（3）电源部分：

220v交流电经变压器降压为12v-16v的电压，经过全波整流电路后再由三端稳压器7805稳压，最后输出5v电压，供给控制板。

（4）主电路包括输入部分和输出部分。

输入部分包括红外解码接收器，以及键盘输入电路；输出部分包括LED数码显示，指示灯，电机