基于单片机的红外遥控电扇设计.doc

基于89C2051单片机的红外遥控电风扇控制系统设计及程序概述 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。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 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4563ms之间。(4)其相关的波形图如下:4.硬件设计硬件设计见电路原理图（3）所示。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：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2.设计方案(1)控制部分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(2)风类自然风的处理流程睡眠风的处理流程 正常风的处理流程 :(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。4.硬件设计：参见（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：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。(3)程序流程图 :;=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)ORG 0000HJMP MAINORG 0003H ;INT0的中断入口JMP KEY_INT0ORG 000BH ;T0的中断入口JMP FM_T0ORG 0100H;-;进入主程序;-MAIN: MOV R0,#7FH ;预使用单元清0CLR AMAIN0:MOV R0,ADJNZ R0,MAIN0 ;清缓冲的地址单元值MOV SP,#60H MOV P1,#00001111B ;将P1置输入CLR KEYON CLR IT0 ;设置电平触发SETB PT0 SETB EX0SETB EA MOV 40H,#0FFHMOV 41H,#0FFHMOV 42H,#0FFH CLR DATAOUT CLR FMOUT ;38K的中断初始值MOV TMOD,#02H ;T0的工作方式2MOV TH0,#0F7H ;送初值 SETB FMOUT CLR TR0 ;1/3的高电平标志MOV R2,#02H ;2/3的循环次数 DJNZ 40H,LOOP1DJNZ 41H,LOOP1DJNZ 42H,LOOP1MOV PCON,#01H ;进入待机LOOP1: JMP MAIN ;= ;中断程序：完成其按键按下的标志位;=KEY_INT0:PUSH ACCPUSH PSWCLR EX0MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FHMOV R2,A ;将行号存入R2中MOV P1,#0F0H ;将列置输入端MOV A,P1 CPL AANL A,#0F0H ;取列号并存入A中MOV R1,#03H ;置列初号MOV R3,#03H ;置循环次数CLR CPINT01: RLC A ;取列号JC PINT01 DEC R1DJNZ R3,PINT01 PINT02: MOV A,R2 ;取行号MOV R2,#00HMOV R3,#03H ;置循环次数PINT03: RRC A JC PINT04INC R2DJNZ R3,PINT03PINT04: MOV A,R2CLR C RLC A RLC AADD A,R1MOV SENDBUF+2,A ;键号存于32H单元中CPL AMOV SENDBUF+3,A ;存键号的反码MOV SENDBUF,#0FFH ;系统码在30H单元中MOV SENDBUF+1,#00H ;系统反码在31H单元中LCALL SENDSETB ET0 ;发送引导码SETB TR0 ;启动T0LCALL PP ;发送一帧数据.包括系统码和数据码CLR TR0 ;当发送完后关断定时器CLR ET0 ;关T0的中断SETB EX0 ;执行完后打开外INT0MOV 40H,#0FFHMOV 41H,#0FFHMOV 42H,#0FFHPOP PSWPOP ACCRETI;=FM_T0: JB F0,IT01DJNZ R2,GRETMOV R2,#2IT01: CPL FMOUTCPL F0GRET: RETI;= ;引导脉冲子程序SEND: SETB DATAOUTLCALL DY9000usCLR DATAOUTLCALL DY4500usRET ;=;发送四个缓冲单元中的内容程序：PP: MOV R3,#4 ;发送的字节数MOV R1,SENDBUF PP0: MOV R2,#08H ;让其循环8次MOV A,R1 ;将数据首址CLR C ;清CYPP1: RRC A ;右环移带进位JC ONE ;若C等1ZER0: SETB DATAOUT ;若C等0CALL DY562usCLR DATAOUTCALL DY562us ONE: SETB DATAOUTCALL DY562usCLR DATAOUTCALL DY1687usDJNZ R2,PP1INC R1DJNZ R3,PP0 ;等四个字节的发送完RET;= DY1687us:MOV R31,#38L2: PUSH R31L3: DJNZ R31,L3 POP R31 DJNZ R31,L2 RET;= DY562us: MOV R31,#20L22: PUSH R31L33: DJNZ R31,L33 POP R31 DJNZ R31,L22 RET ;=;延时9000us子程序:DY9000us: MOV R31,#91L2A: PUSH R31L3A: DJNZ R31,L3A POP R31 DJNZ R31,L2A RET ;=;延时4500us子程序 DY4500us: MOV R31,#67L2B: PUSH R31L3B: DJNZ R31,L3B POP R31 DJNZ R31,L2B RET ;=DY10S: MOV R6,#10L2C: MOV R4,#2L3C: MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R4,L3CDJNZ R6,L2CRETEND INC文件内容;-; AT89C2051 内存RAM分配 Fiel = 2051ram.INC;-$SAVE$NOLISTR31 DATA 1FHKEYON BIT 20H.0 ;按键按下的标志SENDBUF DATA 30H ;定义发送系统码缓冲的地址FMOUT BIT P3.3 ;38K输出DATAOUT BIT P3.0 ;数据输出$RESTORE目 录第一章 总 论1第一节 项目名称及承办单位1第二节 研究工作的依据与范围2第三节 简要研究结论3第四节 主要经济技术指标5第二章 项目提出的背景及必要性7第一节 项目提出的背景7第二节 项目建设的必要性13第三章 市场预测与需求分析19第一节 车用生物燃气市场发展分析19第二节 有机肥市场分析23第四章 建设规模与产品方案29第一节 建设规模29第二节 产品方案29第五章 厂址选择与建设条件31第一节 厂址方案31第二节 建设条件32第六章 工艺技术方案40第一节 项目组成40第二节 生产技术方案40第三节 生产设备53第七章 原辅材料供应56第一节 原辅材料供应56第二节 公用设施58第八章 工程建设方案59第一节 总图运输59第二节 建筑结构工程62第三节 公用工程70第九章 环境保护、劳动安全卫生75第一节 环境保护75第二节 劳动安全卫生77第十章 节能与消防84第一节 节 能84第二节 消 防89第十一章 企业组织与劳动定员92第一节 企业组织92第二节 劳动定员92第三节 人员培训93第十二章 项目实施进度计划94第十三章 建设项目招标方案95第十四章 投资估算与资金筹措97第一节 投资估算97第二节 资金筹措98第十五章 财 务 评 价100第十六章 社会影响分析105第一节 社会效益分析105第二节 社会风险分析106