红外遥控电风扇控制系统设计.docx

1、红外遥控电风扇控制系统设计红外遥控电风扇控制系统设计概述 遥控电风扇是 90年代初期在广东珠江三角洲地区作做大量的研发和生产，并有专门的掩模芯片作为主控芯片使用，现本人用单片机作了接收和发射的配套使用的系统方案。红外遥控电路现在已成为一种设计电路的时尚,现简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用 89C2051作为遥控接收系统解码器的一种巧妙实现方法，以及完整的51汇编程序代码。包括发射、接收的原理图及其编程的主程序、发送程序、接收程序、定时中断程序的流程过程，从而完成此设计的要点，参考流程方框图的构思过程，可以编写应用软件。遥控电风扇控制系统分为两大部分：遥控器和电风扇控制板，下面

2、分别加以描述。一、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. 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、2.7V6V的操作范围、全静态操作：0Hz24MHz、两级加密程序存储器、1288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

3、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.

4、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 01HK2彩灯：键值为 02HK3：自然风、睡眠风、正常风键；值为03HK4定时；键值为04HK5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.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

5、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0F

6、FH；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4563ms之间。(4)其相关的波形图如下:（图 2）遥控编码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5.软件设计(1)采用中断的处理程序完成整个系统的操作，INT0中断处理完成键盘扫描以及发送。(2)程序流程图：（图 4）遥控器软件流程图二、 电风扇控制板1.工作原理及组成部分: 红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。(1)CPU板将单片机、控制、键盘组合在

7、一起完成了人机对话。 用 AT89C51单片机来作主芯片控制，采用红外T1838接收头，用双向可控硅MC97A6控制电机档位，具有红外遥控功能。(2)电源部分：交流220V经变压器降压为28V，全波整流后再由三端稳压器LM7805稳压，供给控制板。(3) 电风扇控制板框图（图 5 ）电风扇控制板框图2.设计方案(1)控制部分（图 6）电机引线图K1：低、中、高档，相应的指示灯亮。参见（图6）K2：控制彩灯，相应的指示灯亮K3：自然风、睡眠风、正常风控制 。参见（图8）、（图9）、（图10）K4: 定时30分钟，1小时，2小时，4小时。相应的指示灯点亮。参见（图7）K5：具有开机功能和关机功能(

8、图7)定时时循环图(2)风类自然风的处理流程 :( 图 8) 自然风的循环图睡眠风的处理流程 :( 图 9) 自然风的循环图正常风的处理流程 :(图10)正常风循环(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。4.硬件设计：参见（图11）（图 11）电风扇控制板电路原理图5.软件设计:(1)红外遥控输入在 P3.2（INT0），面板按键P3.3（INT1）。(2) 遥控的解码过程：(图12)编码(图13)数据帧图形 单片机收到一个中断后,开始计数，然后在主程序有一个判断子程序,首先判断是否8MS,是否有高电平，再判断是否4MS的低电平，然后再判断是否是0或1，循环32次完成,32个码的接收和存储。(

9、3)程序流程图 :(图14)控制板主程序流程(图15)键值处理流程;=电风扇红外发射（遥控器）程序=;按键说明：;K1：低风档，键值为 01;K2：中风档，键值为 02;K3：高风档，键值为 03;K4：彩灯档，键值为 04;K5：自然风档，键值为05;K6：睡眠风档，键值为06;K7：正常风档，键值为07;K8：定时档，键值为08;K9：开关机，键值为9;采用 41.5V 供电，用89C2051作CPU芯片，当没有按键按下时，进入待机状态;按键采用INT0进行中断，只采用了8个按键;=$include(2051RAM.INC);$include(REG51.INC)ORG0000HJMPMA

10、INORG0003H;INT0的中断入口JMPKEY_INT0ORG000BH;T0的中断入口JMPFM_T0ORG0100H;-;进入主程序;-MAIN:MOVR0,#7FH;预使用单元清0CLRAMAIN0:MOVR0,ADJNZR0,MAIN0;清缓冲的地址单元值MOVSP,#60HMOVP1,#00001111B;将P1置输入CLRKEYONCLRIT0;设置电平触发SETBPT0SETBEX0SETBEAMOV40H,#0FFHMOV41H,#0FFHMOV42H,#0FFHCLRDATAOUTCLRFMOUT;38K的中断初始值MOVTMOD,#02H;T0的工作方式2MOVTH0

11、,#0F7H;送初值SETBFMOUTCLRTR0;1/3的高电平标志MOVR2,#02H;2/3的循环次数DJNZ40H,LOOP1DJNZ41H,LOOP1DJNZ42H,LOOP1MOVPCON,#01H;进入待机LOOP1:JMPMAIN;=;中断程序：完成其按键按下的标志位;=KEY_INT0:PUSHACCPUSHPSWCLREX0MOVA,P1CPLAANLA,#0FHMOVR2,A;将行号存入R2中MOVP1,#0F0H;将列置输入端MOVA,P1CPLAANLA,#0F0H;取列号并存入A中MOVR1,#03H;置列初号MOVR3,#03H;置循环次数CLRCPINT01:R

12、LCA;取列号JCPINT01DECR1DJNZR3,PINT01PINT02:MOVA,R2;取行号MOVR2,#00HMOVR3,#03H;置循环次数PINT03:RRCAJCPINT04INCR2DJNZR3,PINT03PINT04:MOVA,R2CLRCRLCARLCAADDA,R1MOVSENDBUF+2,A;键号存于32H单元中CPLAMOVSENDBUF+3,A;存键号的反码MOVSENDBUF,#0FFH;系统码在30H单元中MOVSENDBUF+1,#00H;系统反码在31H单元中LCALLSENDSETBET0;发送引导码SETBTR0;启动T0LCALLPP;发送一帧数

13、据.包括系统码和数据码CLRTR0;当发送完后关断定时器CLRET0;关T0的中断SETBEX0;执行完后打开外INT0MOV40H,#0FFHMOV41H,#0FFHMOV42H,#0FFHPOPPSWPOPACCRETI;=FM_T0:JBF0,IT01DJNZR2,GRETMOVR2,#2IT01:CPLFMOUTCPLF0GRET:RETI;=;引导脉冲子程序SEND:SETBDATAOUTLCALLDY9000usCLRDATAOUTLCALLDY4500usRET;=;发送四个缓冲单元中的内容程序：PP:MOVR3,#4;发送的字节数MOVR1,SENDBUFPP0:MOVR2,#

14、08H;让其循环8次MOVA,R1;将数据首址CLRC;清CYPP1:RRCA;右环移带进位JCONE;若C等1ZER0:SETBDATAOUT;若C等0CALLDY562usCLRDATAOUTCALLDY562usONE:SETBDATAOUTCALLDY562usCLRDATAOUTCALLDY1687usDJNZR2,PP1INCR1DJNZR3,PP0;等四个字节的发送完RET;=DY1687us:MOVR31,#38L2: PUSH R31L3: DJNZ R31,L3 POP R31 DJNZ R31,L2 RET;=DY562us:MOVR31,#20L22: PUSH R31

15、L33: DJNZ R31,L33 POP R31 DJNZ R31,L22 RET;=;延时9000us子程序:DY9000us:MOVR31,#91L2A: PUSH R31L3A: DJNZ R31,L3A POP R31 DJNZ R31,L2A RET;=;延时4500us子程序DY4500us:MOVR31,#67L2B: PUSH R31L3B: DJNZ R31,L3B POP R31 DJNZ R31,L2B RET;=DY10S:MOVR6,#10L2C:MOVR4,#2L3C:MOVR5,#248DJNZR5,$DJNZR4,L3CDJNZR6,L2CRETENDINC文

16、件内容;-; AT89C2051 内存RAM分配 Fiel = 2051ram.INC;-$SAVE$NOLISTR31DATA1FHKEYONBIT20H.0;按键按下的标志SENDBUFDATA30H;定义发送系统码缓冲的地址FMOUTBITP3.3;38K输出DATAOUTBITP3.0;数据输出$RESTORE;=电风扇红外接收(控制板)程序=;用89C51单片机来作主芯片控制，采用红外1838接收头,可控硅采用MC97A6;风扇具有红外遥控功能;K1：低档，相应的指示灯亮 ,中档，相应的指示灯亮 , 高档，相应的指示灯亮;K2：彩灯，相应的指示灯亮;K3：自然风控制 睡眠风的控制正常

17、风的控制;K4：定时30分钟，1小时，2小时，4小时;K5:开关机功能;自然风的处理流程：停-开低档-延时6秒-开中档-;延时6秒-开高档-循环;睡眠风的处理流程：停6S-开低档10S-停延时10S-开中档10S-;停延时10S-开高档10S-循环;正常风的处理流程：开低档10S- 开中档10S- 开高档10S- 循环;=$INCLUDE(REG51.INC)$INCLUDE(89C51RAM.INC)ORG0000HJMPSTARTORG0003HJMPJISH_INT0;红外遥控中断设置ORG000BHJMPLP0;定时中断ORG0013HJMPKEY_INT1;按键中断ORG0100HS

18、TART:MOVR0,#7FH;预使用单元清0CLRAMAIN0:MOVR0,ADJNZR0,MAIN0MOVSP,#60HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CH;定时50MSMOVTL0,#0B0HSETBLLOW;关低风SETBMDI;关中风SETBHIGHT;关高风SETBLLAP;关彩灯MOVP0,#0FFH;关所有的指示灯SETBEX0SETBEX1SETBEA;CPU开中MAIN:JBLKEYON,KEYHANDLE;检按键标志位JBREC,KEYHANDLE;检接收中断标志位JMPMAIN;转主程序;=;键值的处理的程序;键盘处理程序;K1键:完成弱、中、强控制,相应的指

19、示灯点亮;K2键:完成彩灯控制,相应的指示灯点亮;K3键:完成自然风、睡眠风、正常风的控制,相应的指示灯点亮;K4键:完成定时的控制,同时0.5H,1H,2H,4H,相应的指示灯点亮;K5键:开/关机;=KEYHANDLE:CLRLKEYONCLRLRECMOVA,MRDCJNEA,#01H,KEY2;当键值=01H时,;-;低、中、高、的控制;-KEY1:JBDANG01,DIFENGJBDANG02,ZHONGFENG;DANG02 中档标志位JBDANG03,QIANGFENG;DANG03 强档标志位JMPMAIN;-;低档控制DIFENG:JNBDANG01,FAN0SETBLLOW

20、;完成了低档的程序,关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRLLOW;开低风CLRLED_L;开低档指示灯CLRDANG01FAN0:JMPMAIN;-;中档控制ZHONGFENG:JNBDANG02,FAN0SETBLLOW;关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRMDICLRLED_MCLRDANG02AJMPMAIN;跳转到;-;高档控制QIANGFENG:JNBDANG03,FAN0SETBLLOW;关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRHIGHTCLRLED_HCLRDANG03AJMPMAIN;跳转到;-;彩灯控制;-KEY2:CJNEA,#02H,KEY3;K4的处理程序彩灯的处理程序JBPLAP,LED1CLRLLAP;第一次按时将彩灯打开，CLRLED_LAPSETBPLAPJMPMAIN;返回LED1:SETBLLAP;第二次按时将彩灯关断SETBLED_LAPCLRPLAPJMPMAIN;跳转到;-